Brevet FR2586788A1 — publié le 19870306

La présente invention a pour objet un dis positif pour améliorer la combustion d'un combustible à l'intérieur d'un four ou d'un foyer de chaudière et, de ce fait, augmenter le rendement de combustion, réduisant ainsi les proportions d'imbrûlés solides et gazeux donc la pollution atmosphérique. Cela est capital lorsque la puissance du brûleur varie et que le four, ou la chaudière, fonctionne à un faible régime par rapport à sa puissance maximum. Il est connu que la formation des imbrûlés solides et gazeux est due, en parti., à un mauvais rayonnement calorifique des parois du foyer sur la flamme et à un refroidissement de sa périphérie par l'air comburant à température toujours trop faible par rapport à celle de la flamme. Il est connu aussi que la qualité du rayon- nement des parois sur la flamme, a une importance capitale sur la qualité de la combustion et que ce rayonnement est proportionnel à la puissance 4ème de la température et inversement proportionnel à la dis. tance qui sépare la périphérie de la flamme des parois du foyer qui l'entourent. La présente invention r pour but de remédier aux effets néfastes d'une mauvaise combustion, en installant à l'intérieur d'un four, ou d'un foyer de chaudière, un foyer primaire à géométrie variable évoluant automatiquement ou manuellement avec la puis- sance développée par le brûleur donc avec le volume de la flamme. A cet effet, le procédé, suivant l'invention, peut consister à installer, dans le foyer d'origine, un foyer primaire réalisé avec des panneaux rayonnants, mobiles et dont les déplacements axiaux, par rapport à la flamme qu'ils entourent sont, automatiquement ou manuellement, asservis aux variations de puissance du brûleur. La figure 1 est une vue schématique, en coupe transversale du dispositif, à titre d'exemple,non limitatif. Elle montre la position des panneaux rayonnants, rapprochés du centre du foyer d'origine, lorsque le brûleur fonctionnant à sa puissance minimum, la flamme se trouve réduite à son plus faible volume, dans la version automatisée du dispositif. La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif, à titre d'exemple non limitatif. Elle montre la position des panneaux rayonnants, éloignés au maximum du centre du foyer d'origine, lorsque le brûleur fonctionnant à sa puissance maximum, la flamme a atteint son plus grand volume, dans la version automatisée du dispositif. Entre les positions extrêmes, schématisées par les figures I et XX, les panneaux rayonmants, mobiles, peuvent évidemment occuper toutes autres positions intermédiaires, automatiquement ou manuellement, suivant la puissance développée par le brûleur. Suivant l'invention, le foyer primaire à géométrie variable peut comporter un nombre de panneaux rayonnants supérieur à deux, uniformément répartis autour de la flamme. La figure 3 est une vue schématique on coupe transversale, où, à titre d'exemple non limitatif, le foyer est composé de 4 panneaux rayonnants asservis mécaniquement, dans la version automatisée du dispositif. La figure 4 est une vue schématique en soupe longitudinale qui montre la position du dispositif dans le foyer d'origine. Suivant l'invention, les panneaux rayonnants mobiles 1 n'occupent qu'une partie de la longueur interne du foyer d'origine , afin que les gaz de combustion 7, à température élevée, puis- sent facilement se mélanger à l'air secondaire caloporteur 8, avant sa sortie du foyer d'origine 3, pour son utilisation au sèchage ou autres applications d'échange thermique. De cette condition, il résulte que les panneaux rayonnants 1 n'entourent pas la flamme 2 sur toute sa longueur. Les figures 1, 2, 3 et 4, montrent, schémati- quement dans la version automatisée du dispositif, que les panneaux rayonnants mobiles 1, entourant la flamme 2, à l'intérieur du four 3, sont automatique- ment déplacés radialement, dans un sens ou le sens opposé, par des vérins 4 reliés à leurs organes de commande 5, électro-mécaniques ou hydrauliques, ces derniers étant asservis au dispositif 6 de rigu- lation de puissance du brûleur. Suivant l'invention, les panneaux rayonnants mobiles sont congus dans leur forme, leurs dimensions, leur liaisons avec les organes moteurs, de façon a satisfaire au but fixé par la présente invention, en tenant compte des possibilités technologiques de réa- lisation.La figure 5 est une vue schématisée 4 titre d'exemple non limitatif, d'un panneau rayonnant mobile 1 réalisé en tSle d'acier réfractaire, avec une section transversale en arc de cercle, d'un rayon de courbure compatible avec la section maximum du volume de flamme. Les panneaux peuvent comporter un ou plusieurs points de l@aison 10 avec le ou les axes des vérins de commande 4. Une autre forme de réalisation, non limitative, peut être l'utilisation d'une armature métallique réfractaire pleine, ou alvéolée, ou ajourés, recouverte d'un matériau minéral, réfractaire sur les faces en contact avec la flamme. Suivant l'invention, toutes les parties métalliques constituant les panneaux rayonnante et autres pièces de liaison, situées à l'intérieur des fours, seront réalisées en aciers réfractaires ou autres ma fériaux pouvant résister aux températures élevées régnant dans les fours. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour améliorer la combustion d'un combustible dans un four ou un foyer de chaudière avec bradeur à puissance variable, en réduisant la proportion d'imbrAlés, en particulier quand le brûleur fonctionne à faible puissance et qu'alors le volume de la flamme se trouve réduit par rapport à celui du four ou du foyer, caractérisé par le fait qu'il comporte des panneaux mobiles (1) manuellement ou automatiquement, destinés a entre placés à l'intérieur des foyers dtorigine (3) des fours ou chaudières pour entourer ia flamme (2) en constituant, ainsi, un foyer primaire additionnel rayonnant, à géométrie variable en fonction du volume de la flamme (2) par rapport à celui du foyer d'origine (3). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant, à géométrie variable, forment une enceinte ouverte aux deux extrémités, pour permettre le libre développement de la flamme (2) qu'entoure cette enceinte. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la section transversale des panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant à géométrie variable a une forme géométrique quelconque mais de dimensions appropriées au volume de la flamme (2). 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte, au moins, deux panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant à géométrie variable, avec un nombre limité par les possibilités offertes par le foyer d'origine (3). 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il présente des moyens pour que le déplacement des panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant à géométrie variable, a lieu radialement par rapport au centre de la flamme (2), dans un sens ou dans l'autre, en fonction de limportance du volume de cette flamme. 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que le déplacement des panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant, à géométrie variable, se fait par des moyens manuels ou automatiques à l'aide de vérins (4) actionnés par leur organe de commande électro-mécanique ou hydraulique (5), dans la version automatisée du dispositif. 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que les vérins (4) et leur organe de commande (5), assurant le déplacement des panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant à géométrie variable, sont asservis à l'appareillage de régulation (6) de puissance du brûleur, dans la version automatisée du dispositif. 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications X à 7 caractérisé par le fait que la longueur des panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant, à géométrie variable, est choisie pour que le rayonnement calorifique sur la flamme (2) soit assuré sur le maximum du parcours de cette flamme tout en restant compatible avec les échanges thermiques indispensables. 9 - Dispositif-suivant lune quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que les panneaux mobiles (1) constituant le foyer primaire additionnel rayonnant, à géométrie variable, sont réalisés entiérement en métaux réfractaires ou, en partie, en matériau minéral réfractaire et dans les deux cas avec des surfaces pleines ou alvéolées ou ajourées.