Brevet FR2642507A1 — publié le 19900803

"Dispositif de contrôle de la combustion d'un brûleur" La présente invention concerne un dispositif de contrôle de la combustion d'un brûleur, dispositif comprenant un réacteur recevant un mélange combustible dépendant du combustible alimentant le brûleur et un capteur pour les produits de combustion du réacteur. Un tel dispositif est déjà connu selon le brevet FR 85 14 605. La présente invention a pour but de dévelop- per un tel dispositif, d'en faciliter la réalisation et la mise en place sur des brûleurs en première monte ou même sur des brûleurs existants, ez d'en favoriser également la régularité du fonctionnement et la fiabi- lité du contrôle. A cet effet, l'invention concerne un dispo- sitif du type ci-dessus caractérisé en ce que: - le réacteur est constitué par un tube re- lié à une entrée de combustible et une entrée d'air comburant, - le tube est placé au moins en partie dans la flamme du brûleur, - la sortie du tube au-delà de la zone pla- cée dans la flamme, est munie du capteur. Comme le réacteur est réalisé par un tube, on obtient à l'intérieur de celui-ci une bonne circu- on obtient à l'intérieur de celui-ci une bonne circu- lation du mélange combustible et par suite une bonne réaction de combustion évitant avec une combustion ré- gulière sollicitant dans-ces conditions de manière ré- gulière le capteur et permettant une bonne régulation de la combustion réalisée par le brûleur. Le disposi- tif de contrôle est d'une fabrication extrêmement sim- ple. Son montage est également simple à réaliser tant sur des brûleurs neufs que sur des brûleurs déjà installés puisqu'il suffit de faire un piquage sur la conduite de combustible (gaz) en aval de la vanne d'arrêt et de placer la partie du tube formée par la boucle dans la zone de la flamme. Ce dispositif de contrôle dont la zone de réaction est placée dans la flamme travaille donc dans des conditions très semblables de celles de la flamme et permet ainsi un contrôle particulièrement précis et fidèle. Bien que ce dispositif de contrôle, du moins pour la partie placée dans la flamme, puisse être constitué par un tube n'ayant pas de forme particuliè- re, il est intéressant de réaliser cette partie du tube sous la forme d'une boucle ou même de plusieurs spires. L'entrée de ce tube formant le réacteur est située en amont de l'accroche-flamme alors que la sor- tie de ce tube débouche dans le foyer, au niveau de la flamme, pour l'évacuation des produits de combustion. Suivant une autre caractéristique, le tube est réalisé'en une matière réfractaire choisie dans le groupe formé par de l'acier à forte teneur en nickel et chrome et une matière céramique. Suivant une autre caractéristique, le tube formant le réacteur comporte à l'intérieur des moyens facilitant la combustion. Ces moyens facilitant la combustion sont avantageusement des catalyseurs notamment à base de platine, d'argent ou de palladium. Selon une autre caractéristique intéressan- te, la partie intérieure du tube est munie d'aspérités recevant les catalyseurs et formant des points de sur- chauffe facilitant et stabilisant la combustion du mé- lange dans le réacteur. Selon un mode de réalisation, les aspérités sont constituées soit par des formes ponctuelles, dis- continues, soit encore par des filets assimilables à des filets de vis ou encore par des inserts placés à l'intérieur du tube et formant un support pour le ca- talyseur. Suivant une autre caractéristique, les aspé- rites sont constituées par un taraudage réalisé à l'intérieur du tube. Suivant une autre caractéristique, le moyen d'entrée de gaz et de comburant et le capteur sont si- tués au voisinage de l'accroche-flamme. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un brûleur équipé d'un dispositif de contrôle selon l'in- vention. - la figure 2 est une vue en coupe d'un pre- mier mode de réalisation d'un réacteur selon l'inven- tion. - la figure 3 est une vue en coupe d'un se- cond mode de réalisation d'un réacteur selon l'inven- tion. Selon la figure 1, le dispositif de contrôle de la combustion est destiné à un brûleur 1 débouchant à travers une paroi 2 dans un foyer 3. Le brûleur com- prend une alimentation en combustible par exemple ga- zeux 4 munie d'une vanne d'arrêt 5 débouchant à l'a- vant du brûleur devant l'accroche-flammne 6. L'air com- burant est fourni par un ventilateur 7. Le dispositif selon l'invention comporte un réacteur formé d'un tube 8 muni d'une alimentation 9 en combustible et d'une alimentation 10 en air combu- rant. L'alimentation en combustible 9 se fait par une prise sur la conduite principale 4. Cette prise est reliée par un petit tube au tube proprement dit, 8 du dispositif. Le petit tube d'alimentation 11 peut com- porter un diaphragme ou autre moyen permettant de dé- finir de manière précise le débit de combustible dans le tube 11 par rapport au débit de combustible dans le tube 4. Le tube 8 comporte une boucle 12 placée au - 15 niveau de la flamme 13 qui se développe derrière l'accroche-flamme 6. Les gaz combustibles et de com- bustion circulent dans le tube 12 selon la flèche A. A la suite de la boucle 12 ou plus généralement de la partie 12 du tube 8 située dans la flamme 13, on a un capteur ou sonde 14 qui est exposé aux gaz de combus- tion pour les analyser. Enfin, le tube se termine par une sortie 15 qui débouche dans le foyer. Le tube 8 ou au moins sa partie 12 placée dans la flamme 13 est en un matériau réfractaire comme par exemple de l'acier à forte teneur en nickel et en chrome ou encore une céramique. Le tube 12 peut être lisse à l'intérieur. Il est toutefois avantageux qu'il comporte à l'intérieur des éléments favorisant la com- bustion comme par exemple des catalyseurs à base de platine, d'argent ou de palladium. Ainsi, selon un premier mode de réalisation apparaissant à la figure 2 qui est une vue en coupe transversale de la partie de tube 12, et porte ici la référence 12A, la forme intérieure du tube présente des aspérités ou dents 16 constituées soit par des dé formations ponctuelles, soit par des filets à la ma- nière d'un pas de vis. Ces aspérités constituent des points de surchauffe. Selon une variante, il est avan- tageux de revêtir l'intérieur du tube d'une couche de catalyseur schématisée par la ligne en pointillés 16. On peut également se limiter dans certains cas à ne revêtir de catalyseur que les extrémités des aspérités ou parties en saillie. Dans ce mode de réalisation de tube 12A, la température extérieure du tube 12A est égale à la tem- pérature de la flamme alors qu'au niveau des aspérités il y a des points de surchauffe favorisant la combus- tion dans le tube. - La figure 3 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 mais correspondant à un autre mode de réalisation 12B du tube 12. Selon ce mode de réalisation, le tube 12B contient un insert 18 par exemple cruciforme, et qui constitue le moyen favori- sant la combustion. Cet insert 18 peut être revêtu, comme cela est indiqué en pointillés, sur sa surface extérieure par du catalyseur 19. Comme précédemment, au niveau du catalyseur, là o est favorisée la réaction de combustion, la tem- pérature est plus élevée que dans les autres parties du tube 12B. - En revenant à la figure 1, on constate que le capteur 14 est situé en amont de l'accroche-flamme 8 et est de ce fait protégé par celui-ci contre l'ac- tion de la flamme. Il en est de même de la prise d'air 10 qui alimente le tube 8 en air comburant fourni par le ventilateur 7. Le dispositif de contrôle de combustion se- lon l'invention peut se monter facilement sur des in- stallations existantes puisqu'il suffit de se brancher sur l'alimentation en combustible (conduite 8) en aval de la vanne d'arrêt 15 et de placer la boucle 12 dans la zone de la flamme du brûleur. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de contrôle de la combustion dans un brûleur, dispositif comprenant un réacteur re- cevant un mélange combustible dépendant du combustible alimentant le brûleur et un capteur pour les produits de combustion du réacteur, dispositif caractérisé en ce que: - le réacteur est constitué par un tube (8) relié à une entrée de combustible (4) et une entrée d'air comburant (10), - le tube (8, 12) est placé au moins en partie dans la flamme (13) du brûleur, - la sortie du tube (8) au-delà de la zone placée dans la flamme est munie du capteur (14). 2') Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le tube (8) forme au moins une boucle (12) placée dans la flamme (13) du brûleur. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube (8, 12) est réalisé en une matière réfractaire choisie dans le groupe formé par de l'acier à forte teneur en nickel et chrome et une matière céramique. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube, au moins dans sa partie formant le réacteur, comporte à l'intérieur des moyens facilitant la combustion (16, 17, 18, 19). ) Dispositif selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que les moyens facilitant la combus- tion sont des catalyseurs (17, 19) notamment à base de platine, d'argent ou de paladium. 6') Dispositif selon l'une quelconque ces revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie intérieure du tube est munie d'aspérités (16) recevant le catalyseur (17) et formant des points de surchauf- fe. 7') Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que les aspérités sont constituées par des inserts (18) placés à l'intérieur du tube (12B), au moins localement et formant un support pour le catalyseur (19). 8a) Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que les aspérités (16) sont consti- tuées par un taraudage réalisé à l'intérieur du tube (12A). 90) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'entrée de combustible (11) et l'entrée d'air (10) ainsi que le capteur (14) sont situés sur le tube (8) respecti- vement en amont de la boucle (12) placée dans la flam- me (13). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'entrée de gaz et de comburant et le capteur sont situés au voisinage de 1l'accroche-flamme (6)-.