Brevet FR2586469A1 — publié le 19870227

La présente invention concerne des brûleurs pour torche et en particulier elle concerne un procédé et un appareil perfectionnés destinés au brûlage sans fumée de gaz résiduels. De nombreux brûleurs de torche, ayant des degrés divers de complexité, ont été réalisés afin qu'ils amé- liorent la combustion des gaz résiduels (ou de rebut) et qu'ils suppriment la fumée et/ou le bruit. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 779 399 décrit un brûleur pour torche ayant une série de brûleurs pilotes entourant l'ouverture principale par laquelle les gaz résiduels sont évacués à grande vitesse, par injection d'un mélange d'air et de vapeur d'eau dans le courant des gaz résiduels, à plusieurs emplacements. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 891 607 décrit un brûleur comprenant plusieurs tuyauteries concen- triques, la tuyauterie placée la plus à l'intérieur et l'espace compris entre les deux tuyauteries externes ayant des organes d'évacuation de vapeur d'eau destinés à provoquer une aspiration d'air dans les gaz qui brûlent. Les gaz résiduels sont transmis par un passage annulaire intermédiaire délimité par les tuyauteries concentriques. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 554 681 représente un brûleur pour torche, ayant un déflecteur tronconique qui forme l'extrémité supérieure du bout. Un distributeur de vapeur d'eau entoure le bout et a pour râle d'aspirer de l'air (par l'intermédiaire de dispositifs produisant un effet Coanda) à la partie inférieure du dé- flecteur. Les gaz résiduels sont transmis vers le bout par l'intermédiaire d'un dispositif destiné à dévier le courant de gaz, déplaçant ce courant vers les parois du bout. Les courants d'air et les courants de gaz résiduels se recoupent environ. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 797 991 décrit une série de buses espacées de vapeur d'eau destinées à provoquer une circulation d'air vers la région qui se trouve au-dessus du bout de la torche. Le brevet britannique I n 1 604 441 représente un dispositif analogue Bdans 1eqel les dispositifs à buses donnent un effet Coanda. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique mO 3 994 671 décrit un brûleur pour torche comprenant plusemrs -tuyam- teries concentriques par lesquelles les gam rsduell sont transmis suivant un trajet tourbillonnant et recmupent des courants d'air et de vapeur d'eau qui smwient.ausî des trajets tourbillonnants et provenant de ttiTamtLrïes internes et externes. Un capot d'absorption smnaimsttue et des déflecteurs sonores sont intégrés au 'isiti. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 995 96 dei=it- mn dispositif analogue. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique mi' 4 (9 -B52 représente un brûleur pour torche dont le bout e.st emtouré par un distributeur annulaire dont dépasse are s'erme de tubes dirigés vers le haut et vers l"-riUri. Un courant d'air et de vapeur d'eau est éjecté pr ffdes fentes tournées vers l'extérieur, dans les tubes, et est destiné à aspirer l'air atmosphérique entre les tubes et *ans 3e courant de gaz résiduels quittant le bout de Ra toirche. La demande publiée de brevet allemand m 2 154 M 5 décrit un dispositif destiné à évacuer et pmwrifie des gaz résiduels contaminés par du phénol, des rms_âmes cm mn matériau analogue. Les gaz résiduels sont tzamnuss dans une première chambre analogue à un venturi, aamit une torche brûlant dans sa gorge, la première cbibmre et la torche associée pénétrant dans la gorge "num 'wentmri de grande dimension qui a pour rôle d'aspirer mm couarant d'air afin que celui-ci se mélange aux gaz xTsiameUs qui sont évacués. La demande de brevet européen n 005433 dXr=it un brûleur pour torche mettant en oeuvre un effet Cnde et ayant un capot anti-bruit en forme d'entemmwir, ipracé sous son bout. La présente invention concerne u-n br.leur à gaz sans fumée, pour torche, ayant une consttmt om trus simplifiée et caractérisé par une grande commdiit d"emntrE- tien, un faible niveau de bruit et un rendement global élevé. L'invention concerne ainsi un brûleur pour torche, pratiquement sans fumée. Elle concerne aussi un tel brûleur qui a une construction simplifiée et une grande facilité d'entretien. Elle concerne aussi un tel brûleur ayant un rendement élevé et un niveau de bruit réduit. Plus précisément, un brûleur sans fumée pour torche selon l'invention comporte essentiellement une cheminée ou une tuyauterie de distribution de gaz résiduels qui reçoit les gaz résiduels et qui a un déflecteur placé à l'extérieur, autour de son extrémité supérieure. Le déflecteur a sensiblement la forme d'un convergent, la gorge étant en haut et étant supportée à demeure à distance de la tuyauterie de distribution des gaz résiduels. Un dis- tributeur annulaire est monté près de l'extrémité inférieure du déflecteur. Un fluide moteur qui peut être de l'air, de la vapeur d'eau, un gaz ou un fluide propulseur analogue, est transmis vers le ditributeur à pression élevée et en est éjecté par un dispositif convenable à buses, vers le haut, dans le passage délimité par la paroi interne du déflecteur et la paroi externe de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. L'air atmosphérique est ainsi aspiré et remonte dans le passage. Dans un mode de réalisation préféré, la lèvre de la gorge du déflecteur est inclinée vers l'intérieur, vers l'axe longitudinal de la tuyauterie de gaz résiduels, et a pour rôle de dévier le courant de fluide moteur et d'air aspiré sur le trajet de la flamme sortant de la tuyauterie de gaz résiduels. Le courant de fluide moteur et d'air aspiré peut avoir un mouvement tourbillonnant qui lui est donné par cQnformation convenable de plaques d'entretoise maintenant lei-dé flecteur en position fixe par rapport à la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. Dans un mode de réalisation éventuelCet préféré, le déflecteur comporte un dispositif de protection thermique placé à l'extérieur et dépassant vers l'extérieur et vers le bas. Dans un autre mode de réalisation éventuel et préféré, un organe de protection contre le bruit est placé sur la tuyauterie de distribution de gaz résiduels au-dessous de l'entrée dans le passage formé entre le déflecteur et la tuyauterie de distribution des gaz rési- duels. Dans une variante, un fluide moteur supplémentaire ayant une pression élevée peut être transmis à un empla- cement situé dans la tuyauterie de distribution des gaz résiduels afin que le fonctionnement sans fumée soit amélioré par augmentation du rendement global de combustion de l'installation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faiteo en réf D,s _dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe suivant l'axe longitu- dinal d'un brûleur de torche selon l'invention; la figure 2 est une coupe par un plan horizontal suivant la ligne 2-2 de la figure 1 pratiquement; la figure 3 est une coupe par un plan horizontal suivant la ligne 3-3 de la figure 1 pratiquement; la figure 4 est une coupe partielle par un plan vertical d'une variante de brûleur de torche selon l'inven- tion; et la figure 5 est une perspective, avec des parties arrachées, du brûleur de torche représenté sur la figure 1. Sur la figure 1, le brûleur à gaz destiné à une torche portant la référence générale 10, comporte un bout ou extrémité 12 de brûleur ayant un flasque 18 ou un dispositif analogue destiné à être fixé à la cheminée du brûleur. Plusieurs allumeurs classiques à flamme pilote dont l'un est représenté par la référence 19, avec le bout pilote 21, sont espacés circonférentiellement autour de l'extrémité supérieure du bout 12. Eventuellement, l'un quelconque des organes stabilisateurs de flamme de type connu dans la technique peut aussi être monté de manière convenable sur le bout 12. Un déflecteur 14 ayant sensi- blement la forme d'un divergent dont la gorge ou étran- glement est placé en haut, est disposé à l'extrémité supérieure du bout 12 à distance de celui-ci auquel il est fixé rigidement par des plaques ou éléments d'entretoise 16. Un distributeur annulaire 20 est placé à la surface externe inférieure du déflecteur 14 et a plusieurs orifices ou fentes 22 alignés sur des orifices ou fentes correspon- dants du déflecteur 14. Le fluide moteur qui peut être sous forme de vapeur d'eau, de gaz, d'air ou d'un fluide propulseur analogue, est transmis au distributeur 20 par une ou plusieurs tuyauteries 24 de distribution, sous pression, et il est évacué par les orifices ou fentes 22 dans le passage délimité par l'intérieur du déflecteur 14 et l'extérieur de la partie supérieure du bout 12 du brûleur. Le gaz moteur évacué dans le passage suit un trajet curviligne comme représenté par les flèches sur la figure 1, et il est dévié vers l'intérieur, sur le trajet du gaz qui brûle et provient du bout 12 du brûleur, par le rebord supérieur du déflecteur 14. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le rebord 26 est recourbé vers l'intérieur afin qu'il assure la déviation voulue du courant de fluide moteur vers l'intérieur. Les hommes du métier peuvent noter que la configuration exacte de ce rebord n'est pas primordiale. Par exemple, le rebord peut être plan pourvu que la déviation voulue du courant de fluide moteur vers l'intérieur soit assurée. En outre, comme représenté pour le mode de réalisa- tion de la figure 1, le déflecteur 14 est disposé de manière que son rebord 26 se trouve au-dessus de la partie supérieure du bout 12. Bien que ceci constitue un mode de réalisation préféré, il faut noter que les positions relatives du déflecteur et de l'extrémité supérieure du bout peuvent être modifiées sans sortir du cadre de l'in- vention. La disposition relative exacte des deux éléments, donnant le rendement maximal dans un cas particulier, dépend de la dimension relative et de la configuration du déflec- teur, ainsi que de la dimension de l'ouverture supérieure formée dans le bout 12 du brûleur. Un organe tronconique 28 de protection thermique est placé autour de l'extérieur du déflecteur 14 et est maintenu rigidement par rapport à lui par des soudures ou des dispositifs analogues de raccordement. Le dispositif de protection thermique dépasse vers le bas et vers l'exté- rieur, au-dessus du distributeur 20, et peut être fixé à celui-ci par un dispositif convenable, par exemple des supports fendus ou analogues, le cas échéant. L'organe protecteur 28 est destiné à réduire au minimum le rayon- nement thermique dirigé vers le bas à partir du brûleur, __ et aussi a empacher le passage de la flamme par enroulement autour du bord du déflecteur 14 ou son aspiration dans la région comprise entre le déflecteur 14 et la tuyauterie 12. Un organe tronconique 30 de protection contre le bruit est placé à la surface externe du bout 12 du brûleur et y est fixé par tout dispositif commode, par exemple des soudures ou analogues. L'organe de protection contre le bruit dépasse vers le haut et vers l'extérieur à une certaine distance latéralement qui est de préférence supérieue à celle de l'ouverture formée entre l'extrémité inférieure du déflecteur 14 et l'extérieur du bout 12. Even- tuellement, de manière avantageuse, l'organe de protection contre le bruit est revêtu d'un matériau d'absorption acoustique. L'organe de protection contre le bruit absorbe le bruit créé par l'évacuation du fluide moteur à pression élevée par les orifices ou fentes 22, et le dévie à dis- tance du niveau du sol. La figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1. Les éléments communs aux figures 1 et 2 sont représentés par les mêmes références. Les orifices ou fentes 22 du distributeur 20 représenté sur la figure 2 sont disposés de manière pratiquement symétrique à la circonférence interne du distributeur 20. Les orifices peuvent avoir la forme de fentes dont la longueur est placée horizontalement ou verticalement. Les orifices peuvent aussi avoir d'autres formes, par exemple celles de trous circulaires, de petites buses ou analogues. Le nombre et la disposition précise des orifices ne sont pas primordiaux. Le distributeur est maintenu en place sur le déflecteur 14 par des organes 32 de support. La figure 3 est une coupe du mode de réalisation de la figure 1 suivant la ligne 3-3. Les éléments communs aux figures 1 et 3 sont désignés par les mêmes références numériques. La figure 3 représente une série d'éléments 16 d'entretoise qui ont pour râle de maintenir le dêflecteur 14 rigidement par rapport au bout 12. Les éléments 16 d'entretoise peuvent être sous forme de tirants plans ali- gnés verticalement ou, dans un mode de réalisation préféré, ces tirants sont inclinés par rapport à la verticale et ont pour rôle de dévier le fluide moteur évacué vers le haut au-delà des tirants 16 et de provoquer un effet de turbulence ou de tourbillonnement dans le fluide moteur. La turbulence du courant de fluide ainsi créée augmente le rendement de combustion des gaz résiduels transmis par le bout 12. Les éléments 16 d'entretoise peuvent aussi avoir une forme courbe destinée à accroître encore la turbulence du courant de fluide moteur et de l'air atmosphé- rique entraîné ou aspiré par ce courant de fluide moteur. La figure 4 est une coupe partielle de l'extrémité inférieure d'une variante du brûleur représenté sur la figure 1. Dans cette variante, un courant supplémentaire de fluide moteur est transmis par une tuyauterie 34 de distribution placée dans l'extrémité inférieure du bout 12 de brûlage. La figure 5 est une perspective avec des parties arrachées du mode de réalisation particulier représenté en coupe sur la figure 1. Les références numériques identiques sur ces figures désignent des éléments communs. Lors du fonctionnement du brûleur représenté sur les figures 1, 2, 3 et 5, un fluide moteur tel que de l'air, de la vapeur d'eau ou un gaz est transmis à une pression supérieure à la pression atmosphérique par la tuyauterie ou les tuyauteries 24 de distribution au distri- buteur 20. Le fluide moteur est transmis par le distributeur par l'intermédiaire des orifices 22 et il est dirigé vers le haut dans le passage formé entre la surface interne du déflecteur 14 et la surface externe du bout 12. Le courant de fluide moteur ainsi évacué crée un courant ascen- dant d'air atmosphérique qui pénètre dans le passage et se combine au courant de fluide moteur évacué vers l'intérieur sur le trajet des gaz résiduels sortant du bout 12. Eventuellement, un fluide moteur supplémentaire peut être transmis à la même pression ou à une pression différente par une tuyauterie 34 de distribution disposée de manière que son orifice soit placé en position pra- tiquement symétrique à l'intérieur du bout 12 comme repré- senté sur la figure 4. REVENDICATIONS 1. Brûleur pour torche destiné à brûler des gaz combustibles résiduels, caractérisé en ce qu'il comprend: une tuyauterie (12) de distribution de gaz rési- duels, un déflecteur (14) placé à l'extérieur, autour de l'extrémité supérieure de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels et ayant sensiblement la forme d'un convergent dont la gorge ou partie rétrécie est disposée vers le haut, un distributeur annulaire (20) placé sur l'exté- rieur de l'extrémité inférieure du déflecteur, un dispositif (16) de support du déflecteur à distance par rapport à l'extrémité supérieure de la tuyauterie (12) de distribution de gaz résiduels, un dispositif (24) destiné à transmettre un fluide moteur à pression élevée au distributeur, et un dispositif (22) destiné à évacuer le fluide moteur du distributeur dans le passage délimité par l'inté- rieur du déflecteur et par l'extérieur de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. 2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déflecteur est supporté sur la tuyauterie de distribution de gaz résiduels par plusieurs plaques d'entre- toise (16). 3. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques d'entretoise (16) ont une configura- tion donnant un mouvement tourbillonnant au fluide moteur à pression élevée remontant dans le passage formé entre le déflecteur et la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. 4. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du déflecteur (14) est inclinée vers l'intérieur afin que le fluide moteur à pression élevée, transmis vers le haut, soit dirigé sur le trajet des émissions de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. 5. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un organe (28) de protection thermique placé à l'extérieur du déflecteur et en dépassant vers l'extérieur et vers le bas. 6. Brûleur selon la revendication 1, caractérié en ce qu'il comporte aussi un organe (30) de protection contre le bruit placé à l'extérieur de la tuyauterie de distribution de gaz usés au-dessous du distributeur et du déflecteur associé. 7. Brûleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe (30) de protection contre le bruit com- porte un organe tronconique retourné disposé coaxialement à la tuyauterie de distribution de gaz résiduels et dépas- sant vers l'extérieur de celle-ci à une distance supérieure à la distance séparant le distributeur de l'extérieur de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. 8. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (34) placé dans la tuyauterie de distribution de gaz résiduels et destiné à introduire un fluide moteur supplémentaire dans le courant ascendant de gaz. 9. Brûleur de gaz combutibles résiduels pour torche, caractérisé en ce qu'il comprend: une tuyauterie (12) de distribution de gaz rési- duels, une enveloppe déflectrice (14) ayant pratiquement la forme d'un convergent dont la gorge ou partie rétrécie est disposée en haut, le déflecteur (14) étant disposé coaxialement à l'extrémité supérieure de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels et à l'intérieur de cette extrémité supé- rieure, un distributeur annulaire (20) placé sur l'exté- rieur de la partie inférieure du déflecteur, un dispositif (16) de support de l'ensemble déflecteur en position fixe par rapport à l'extrémité supé- rieure de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels et à distance de cette extrémité, unI dispositif (24) destiné à transmettre un fluide moteur sous pression au distributeur, et un dispositif (22) destiné à évacuer du fluide moteur à pression élevée provenant du distributeur dans le passage délimité par l'enveloppe déflectrice et par la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. 10. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le gaz moteur est évacué du distributeur 20 par plusieurs orifices (22) disposés de manière pratiquement symétrique autour du distributeur. 11. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la lèvre de la gorge de l'enveloppe déflectrice (14) dépasse au-dessus de la partie supérieure de la tuyau- terie (12) de distribution de gaz résiduels et est inclinée vers le haut et vers l'intérieur, vers l'axe de l'enveloppe déflectrice. 12. Brûleur selon la revendication 9 caractérisé en ce que le dispositif de support (16) est constitué par plusieurs plaques d'entretoise. 13. Brûleur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les plaques d'entretoise (16) ont une configura- tion telle qu'elles donnent un mouvement tourbillonnant au gaz moteur remontant entre l'enveloppe déflectrice et la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. 14. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un organe (28) de protection thermique placé à l'extérieur du dispositif déflecteur et dépassant vers l'extérieur et vers le bas audessus du distributeur.- 15. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un organe (30) de protection contre le bruit placé sur l'extérieur de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels, au-dessous de l'enveloppe déflectrice. 16. Brûleur selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'organe (30) de protection contre le bruit com- porte un organe tronconique inversé placé coaxialement à la tuyauterie de distribution de gaz résiduels et dépassant vers l'extérieur de celle-ci à une distance supérieure à la distance qui sépare le distributeur de l'extérieur de la tuyauterie de distribution de gaz résiduels. - 17. Brûleur à gaz pour torche, caractérisé en ce qu'il comprend: une tuyauterie (12) de distribution de gaz rési- duels, un dispositif déflecteur (14) entourant l'extré- mité supérieure de la tuyauterie de distribution et placé à distance de celle-ci afin qu'un passage soit délimité entre eux, un dispositif (20) placé sur l'extérieur de l'extrémité inférieure du déflecteur et destiné à évacuer un fluide moteur dans ledit passage, et un dispositif (16) associé au déflecteur et destiné à faire suivre au fluide moteur un trajet curviligne qui recoupe finalement le trajet des émissions par la tuyauterie de distribution. 18. Brûleur selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif (16) destiné à donner un trajet curviligne au fluide moteur supporte aussi le déflecteur sur la tuyauterie de ditribution.