Brevet FR2665514A1 — publié le 19920207

La présente invention concerne un brûleur à gaz à mélange préalable avec au moins un tube à becs multiples alimenté en un mélange gaz-air fourni par une buse et un tube mélangeur, et muni de becs radiaux disposés le long d'au moins une génératrice du tube à becs multiples. La formation d'oxydes azotiques -s'exécute suivant deux principes importants de nature différente Le premier est dû à un manque d'oxygène dans la zone de combustion primaire, donnant naissance à des radicaux Cette part de l'émission d'oxydes azotiques concerne le NO x dit "prompt" Pour parer à cet inconvénient, il s'agit de fai- re pénétrer le plus rapidement possible de l'oxygène dans la zone de combustion primaire pour éviter la formation de tels oxydes. Sur les brûleurs connus du genre précité, les becs à gaz conçus dans la plupart des cas en forme de fentes, sont disposés par groupes réunissant chacun un nombre dé- terminé de becs, les intervalles entre ces groupes ne com- portant pas de tels becs Cela a pour conséquence qu'une partie assez importante de l'air secondaire qui arrive d'en bas, subit une déviation tangentielle dans les tubes à becs multiples pour arriver au haut desdits tubes, puis une dé- viation en sens axial avant de pouvoir pénétrer dans la zone des flammes brûlant aux becs à gaz disposés par grou- pes La conséquence en est que les flammes sont alimentées de façon insuffisante en air secondaire de sorte que sur les brûleurs mentionnés ci-dessus, il y a formation con- sidérable en N Ox "prompt". 2 - La présente invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un brûleur du type précité qui garantit la diffusion rapide d'air secondaire dans les flammes du brûleur. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par ce que tous les becs à gaz sont disposés à des interval- les réguliers le long d'une génératrice du tube à becs mul- tiples, à peu près d'un bout à l'autre du tube, et que la surface totale de tous ces orifices représente au maximum %, de préférence moins de 7, 5 % de la surface développée du tube à becs multiples. De cette façon, il est garantit que l'air secondai- re ne subit pendant son ascension par effet thermique que la déviation tangentielle vers le haut des tubes à becs multiples et pénètre en conséquence rapidement dans les flammes Cela évite un manque d'oxygène dans la première zone de combustion des flammes et réduit ainsi la forma- tion de N Ox "prompt". Un autre avantage de cette disposition des becs à gaz consiste en ce que, en cas d'utilisation de barres re- froidissantes, celles-ci produisent leur effet sur toute leur longueur et non seulement dans les zones o elles sont léchées par les flammes des différents groupes de becs. Il peut de plus être prévu que les becs à gaz sont disposés dans deux rangées prévues chacune le long d'une génératrice du tube à becs multiples, soit des fentes s'é- tendant suivant le pourtour du tube et alignées les unes sur les autres, des trous étant ménagés en face du bout des fentes dans l'axe longitudinal de celles-ci, et dis- posés également le long de génératrices du tube à becs multiples. D'une telle disposition des becs à gaz résulte une formation des flammes facilitant la diffusion de l'air se- condaire. Une autre possibilité de disposer les becs à gaz fa- vorisant la formation des flammes laquelle aide la diffu- 3 - sion d'air secondaire dans ces flammes, consiste en ce que les becs à gaz en forme de fentes s'étendant sur le pourtour du tube, sont disposés dans deux rangées le long de génératrices du tube à becs multiples, des trous étant ménagés entre ces rangées de fentes dans leur axe longi- tudinal et disposés le long d'une génératrice du tube à becs multiples. Ci-après, l'invention est décrite plus en détail avec les figures du dessin à l'appui, qui montrent: Fig 1, une vue schématique d'un tube à becs multi- ples conformément à l'invention; Fig 2 à 7, des projections de becs à gaz d'un tube à becs multiples, disposés de façon variée, et Fig 8, une variante du tube à becs multiples. Comme il ressort de la fig 1, les becs à gaz 1 du tube 2 sont conçus en forme de fentes disposées le long d'une génératrice 5 du tube, chaque fente s'étendant en longueur suivant le pourtour du tube à becs multiples mé- tallique. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig 2, les becs sont des fentes 3 disposées dans deux rangées A et B, le long de deux génératrices du tube à becs multiples 2, et s'étendant en longueur suivant le pourtour du tube 2, les fentes 3 des deux rangées A et B étant alignées les unes sur les autres. En face des bouts extérieurs des fentes 3 sont enco- re prévus des trous 4 alignés sur ces fentes et disposés sur deux génératrices du tube à becs multiples 2. Sur un brûleur réalisé conformément à la fig 2, 123 fentes 3 avec des trous 4 sont prévues sur une lon- gueur de 244 mm, dans chacune des rangées A et B, et re- présentent une surface totale de 615 mm Le tube à becs multiples à une longueur de 250 mm et un diamètre de 30 mm. Sur ce brûleur, la part des becs à gaz représente 8,2 % de la surface développée du tube à becs multiples. 4 - Avec la même configuration des becs sur un tube de diamè- tre plus grand, qui normalement peut varier entre 30 mm et 60 mm, cette part se réduit en conséquence La même chose est valable pour les longueurs courantes entre 250 mm et 270 mm. L'exemple de réalisation suivant la fig 3 diffère de celui suivant la fig 2 seulement par ce que la distan- ce entre les fentes dans une rangée est plus grande, ce qui se traduit par une surface totale des fentes 3 et trous 4 plus petite Les dimensions des fentes sont éga- les dans les deux exemples de réalisation Elles ont une longueur de 4 mm et une largeur de 0,5 mm, les trous 4 ayant un diamètre de 0,8 mm chacun et le tube à becs mul- tiples, un diamètre de 30 mm et une longueur de 250 mm. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig 4, les trous 4 sont prévus entre deux rangées A, B des fentes 3. Sur un brûleur avec la configuration suivant la fig 4, la surface totale des fentes et trous s'élève à 734 mm 2, les dimensions étant celles mentionnées plus haut, ce qui représente une part des fentes et trous de 9,8 % de la surface développées du tube à becs multiples. D'autres variantes dans la disposition des becs à gaz, soit des fentes 3 et des trous 4 prévus aux bouts des fentes 3 suivant l'axe de celles-ci et le long de deux génératrices du tube à becs multiples 2, ressortent des fig 5 et 6, ces variantes différant entre elles seulement par la distance entre les fentes 3. Sur les brûleurs suivant les fig 5 et 6, dont les tubes 2 ont une longueur de 250 mm et un diamètre de 30 mm avec des fentes 3 de 6 mm de longueur et 0,5 mm de lar- geur, et des trous 4 de 0,8 mm de diamètre, la part de ces fentes et trous s'élève à 6,4 % respectivement 8,7 % de la surface développée du tube à becs multiples 2. La fig 7 montre un exemple de réalisation différant de celui de la fig 6 par ce qu'une fente 3 sur deux pré- sente en face de ces bouts deux trous 4 disposés égale- - ment sur l'axe longitudinal des fentes concernées et sur deux génératrices du tube à becs multiples 2, Dans ce cas, o les dimensions aussi bien du tube à becs multiples que des fentes 3 et des trous 4 n'ont pas changé, la part de la surface totale de ces becs s'élève à 9,85 % de la surface développée du tube. Avec tous ces brûleurs, l'émission de NO x a pu être diminué sensiblement en comparaison avec les valeurs re- levées sur des brûleurs conventionnels. La fig 8 présente un autre tube à becs multiples 6 composé du tube à becs multiples 2 proprement dit et du tube mélangeur 7 qui ne participe pas à la combustion Ce- lui-ci comprend un élément injecteur 8 dans lequel une bu- se 9 souffle du gaz Les becs à gaz s'étendent de l'un des bouts du tube 2 jusqu'à son bout 11, comme dans les exem- ples de réalisation suivant les fig 1 à 7, les distances possibles 12, 13 des becs d'extrémité vis-à-vis des bouts du tube étant égales à 3 jusqu'à 4 fois la largeur d'un bec. 6 - R E V E N D I C A T I O N S 1 Brûleur à gaz à mélange préalable avec au moins un tube à becs multiples alimenté en un mélange gaz-air fourni par une buse et un tube mélangeur, et muni de becs radiaux disposés le long d'au moins une généra- trice du tube à becs multiples, caractérisé par le fait que tous les becs à gaz ( 3, 4) sont disposés à des intervalles réguliers le long d'une génératrice du tube à becs multiples ( 2), à peu près d'un bout à l'autre du tube, et que la surface totale de tous ces orifices ( 3, 4) représente au maximum 10 %, de pré- férence moins de 7,5 % de la surface développée du tu- be à becs multiples ( 2). 2 Brûleur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les becs à gaz ( 3, 4) sont disposés dans deux rangées (A, B) prévues chacune le long d'une gé- nératrice du tube à becs multiples ( 2), soit des fen- tes ( 3) s'étendant suivant le pourtour du tube et a- lignées les unes sur les autres, des trous ( 4) étant ménagés en face du bout des fentes ( 3) dans l'axe longitudinal de celles-ci, et disposés également le long de génératrices du tube à becs multiples ( 2). 3 Brûleur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les becs à gaz ( 3, 4) en forme de fentes -7- ( 3) s'étendant sur le pourtour du tube, sont dispo- sés dans deux rangées le long de génératrices du tu- be à becs multiples ( 2), des trous ( 4) étant ménagés entre ces rangées de fentes ( 3) dans leur axe longi- tudinal et disposés le long d'une génératrice du tu- be à becs multiples ( 2). 4 Brûleur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les becs à gaz ( 3, 4) en forme de fentes s'étendant sur le pourtour du tube, sont disposés dans une rangée le long d'une génératrice du tube à becs multiples ( 2), des trous ( 4) étant prévus en fa- ce des bouts de chacune des fentes ( 3) le long de deux génératrices du tube à becs multiples ( 2). Brûleur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'une fente ( 3) sur deux présente en face de ces bouts deux trous ( 4) disposés sur l'axe lon- gitudinal des fentes ( 3) concernées et sur deux gé- nératrices du tube à becs multiples ( 2).