Brevet FR2564182A1 — publié le 19851115

La présente invention concerne un brûleur pour foyer, notamment pour foyer industriel ou domestique. Le brûleur selon la présente invention dispose de meilleure performances par rapport aux brûleurs de l'art antérieur, notamment en ce qui concerne la teneur en oxyde d'azote des gaz d'échappement Le brûleur pour foyer selon la présente invention comporte un canon d'introduction d'un comburant primaire ou canon primaire, un canon d'introduction d'un comburant secondaire ou canon secondaire, un dispositif d'injection d'un combustible et un deflecteur-stabilisateur situé sensiblement à l'extrémité du canon primaire faisant face au foyer.Il est caractérisé en ce que le canon secondaire comporte à son extrémité un convergent destiné à diriger le comburant secondaire vers le comburant primaire, Le dispositif d'injection du combustible peut être situe à l'intérieur du canon primaire qui lui-même, peut être situé à l'intérieur du canon secondaire, ces trois organes pourront être sensiblement cylindriques et coaxiaux. Le convergent du canon secondaire peut avoir une forme tronconique ayant un rapport A = Y / D compris entre 0,19 et 0,30, Y désigne la hauteur du tronc de cône formant le convergent et D le diamètre intérieur du canon secondaire. Le rapport A pourra être préférentiellement voisin de 0,24, notamment dans le cas où l'extrémité du canon primaire faisant face au foyer et la plus grande base du tronc de cône appartiennent à un même pl.an. Le deitrt - angle au sommet &alpha; du convergent - peut être compris entre 4 et 15 et préférentiellement entre 6 et 10 . Le brûleur selon la présente invention peut comporter un déflecteur stabilisateur ayant des aubes, ainsi qu'un stabilisateur central de forme sensiblement cylindrique ayant une face -frontale, les pieds desdits aubages entourent ledit stabilisateur central et sont- places en retrait par rapport à la face frontale du stabilisateur de telle sorte que le rapport B = X / d soit compris entre 0,15 et 0,22 et de préférence voisin de .D,18, X désigne la distance séparant la face frontale des pieds des aubages et d désigne le diamètre intérieur du canon primaire. La présente invention sera mieux comprise .et ses avantages apparaitront plus clairement à la description qui suit, d'un exemple particulier, illustrée par les figures annexées, parmi lesquelles la figure 0- représente -une vue- schématique du brûleur,- et -- - - la figure 2 illustre de manière plus-détaillée le déflecteur stabilisateur et le stabilisateur central, Le dispositif decrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, est adapté à l'utilisation d'un combustible liquide tel un fuel lourd. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une canne d'injection de combustible qui permet d'al.imenter le gicleur 2. Dans l'exemple illustré, ce gicleur est du type à retour de combustible. La référence 3 désigne la canalisation de retour du combustible. Bien entendu, on ne sortira pas du cadre de la presente invention en utilisant d'autres modes d'injection du combustible tels que, par exemple, la pulverisation pneumatique. Le brûleur comporte au moins une canalisation d'introduction de l'air primaire, ou canon primaire, et une canalisation d'introduction de l'air secondaire, ou canon secondaire. Sur la figure 1, la référence 4 designe le canon primaire et la référence 5, le canon secondaire. Le canon primaire est logé dans le canon secondaire. Ces canaux sont sensiblement cylindriques et coaxiaux. La canne d'injection du combustible 1 est située à l'intérieur du canon primaire. Les flêches 6 désignent la veine d'air primaire et les flêches 7 la veine d'air secondaire. Les références 8 et 9 designent respectivement les entres d'air primaire et secondaire. Bien entendu, ces entres peuvent être reliees à une même source d'air ou à deux sources différentes éventuellement par l'intermédiaire d'organes permettant de contrôler la distribution d'air entre les deux entres. Ces organes peuvent être constitués, par exemple, d'un ou de plusieurs volets. La distribution pourra être telle que l'air primaire puisse representer 35 à 70 % de l'air total, les reglages optimaux sur le plan de la combustion se situant néanmoins entre 40 et 60 %. L'allumage du brûleur représenté sur la figure 1 s'effectue grâce à un connecteur 10 comportant des électrodes 11 reliées à une source de haute tension par l'intermédiaire d'un câble. On remarque sur cette figure un emplacement 13 prévu dans le brûleur sensiblement au niveau de l'entrée de l'air secondaire, cet emplacement permettant d'introduire une cellule de détection de flamme. La tête du brûleur illustrée sur la figure 2 comporte un déf 1 ecteur-stabi lis ateur 14 désigné simplement par . le terme de déflecteur dans la suite de ce texte. Ce deflecteur comporte une grille d'aubes 15 dont l'angle d'inclinaison. sur l'axe est de préférence de l'ordre de 45 . Les ailettes 15, par exemple au nombre de dix-huit, peuvent être planes, ou avoir préférentiellement un profil semi-curviligne qui permet d'abaisser le coefficient de- perte de charge intrinsèque, et donc la pression motrice de l'air aux forts debits calorifiques. Ce déflecteur 14 est disposé coaxialement à la canne d'injection de combustible 1, de telle sorte que soit ménagé un passage d'air de balayage au droit de l'injecteur ou gicleur 2. Cet air de balayage s'échappe par un stabilisateur central 16 constituant le moyeu du déflecteur-stabi lisateur 14. Le stabilisateur central 16, emboité dans la couronne intérieure des pieds d'aubages 17 du déflecteur 14, comporte une plaque frontale 18 munie de lumières 19 de passage d'air éventuellement fraisées radialement. Les electrodes 11 sont situées à l'intérieur du stabilisateur central ce qui permet notamment de les protéger du rayonnement de la flamme, il en est de même pour le gicleur 2. La tête de brûleur se termine par un convergent tronconique 20 destiné à diriger convenablement le flux d'air secondaire 7. Le demi-angle au sommet de ce convergent 20 est compris entre 4 et 15 et de préférence entre 6 et 10 . Cette dernière plage réduit de maniere sensible les problèmes d'allumage et évite l'éclatement de la flamme. On désigne par Y la hauteur du tronc de cône et par D le diamètre interne du canon secondaire. Le convergent sera avantageusement dimensionné de telle manière que la grandeur A définie par le rapport de Y sur D soit comprise entre 0,19 et 0,30 et préférentiellement sensiblement égale à 0,24. Sur la figure 1, la grande base du convergent tronconique 20 est sensiblement située sur le plan perpendiculaire à l'axe du brûleur passant par l'extrémité du canon primaire. En outre, on voit sur cette figure que les extrémités frontales 21 des têtes d'aubes appartiennent sensiblement à ce même plan. On désigne par X la distance minimum séparant la face frontale 18 du stabilisateur central 16 du plan perpendiculaire à l'axe du brûleur passant par le pied 17 des aubes 15, et par d le diamètre intérieur du canon primaire 4. La grandeur B définie par le rapport de X sur d sera avantageusement choisie dans l'intervalle compris entre 0,15 et 0,22 et de préférence voisine de 0,18. I1 est bien entendu que la présente invention peut être appliquée dans le cas de bruleurs utilisant des combustibles solides pulverisés transportés par un fluide vecteur à l'intérieur du dispositif d'injection du combustible tel que décrit ici, ou modifié en conséquence. Sicle combustible est gazeux, il pourra être introduit dans le foyer par un dispositif disposé en amont ou aval du déflecteur, ou par une canne centrale. REVENDICATIONS 1. - Brûleur pour foyer comportant un canon (4) d'introduction d'un comburant primaire (6) ou canon primaire, un canon (5) d'introduction d'un comburant secondaire (7) ou canon secondaire, un dispositif d'injection d'un combustible (1) et un déflecteur-stabilisateur (14) situé sensiblement à l'extrémité du canon primaire faisant face au foyer, caractérisé en ce que le canon secondaire {5) comporte à son extrémité débouchant dans le foyer un convergent (-20) destiné à diriger le comburant secondaire vers le comburant primaire. 2. - Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'injection du combustible (1) est logé à l'intérieur du canon primaire (4) qui lui-même est situé à l'intérieur du canon secondaire (5), ces trois organes sont sensiblement cylindriques et coaxiaux. 3. - Brûleur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le canon secondaire (5) comporte un convergent de forme tronconique (20) ayant un rapport A = Y / D compris entre 0,19 et 0,30, Y désignant la hauteur du tronc de cône formant le convergent et D le diamètre intérieur du canon secondaire (5). 4. - Brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extré- mité du canon primaire (4) faisant face au foyer et la plus grande base du tronc de cône appartiennent à un même plan et en ce que ledit rapport A est voisin de 0,24. 5. - Brûleur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le convergent (20) a une forme tronconique dont le demi-angle au sommet a est compris entre 4" et l50 et préférentiellement entre 60 et 10". 6. - Brûleur selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que le déflecteur-stabilisateur (14) comporte des aubages (15), en ce qu'il comporte en outre un stabilisateur central (16) de forme sensiblement cylindrique ayant une face frontale (18) et en ce que les pieds (17) desdits aubages (15) entourant ledit stabilisateur central (16) sont placés en retrait par rapport à la face frontale (18) dudit stabilisateur central (16), de telle sorte que le rapport B = X / d soit compris entre 0,15 et 0,22 et de préférence voisin de 0,18, X désigne la distance separant ladite face frontale des pieds des aubages et d designe le diamètre intérieur du canon primaire (4).