Brevet FR2715459A3 — publié le 19950728

FR 2715459 A3 19950728 FR 9500583 A 19950119 Brûleur atmosDhéricque L'invention concerne un brûleur atmosphérique pour la combustion d'un mélange riche préparé au préalable, d'air et de gaz combustible, à la surface ajourée d'un ou de plusieurs tubes de brûleur équipés de tubes Venturi intégrés à l'intérieur desdits tubes de brûleur. Le probléme des brûleurs atmosphériques à mélange riche consiste en ce que, lors de l'utilisation de gaz faiblement calorifiques, c'est-à-dire de gaz à indice Wobbe peu élevé, les flauues s'écartent du tube de brûleur. Pour un diamètre de buse constant et une pression de gaz constante dans la buse, on se trouve en présence d'un excès d'air primaire qui a pour conséquence de soulever la flamne et, plus particulièrement lors du démaraage à froid, d'augmenter la formation de CO. Dans le cas de gaz à indice Wobbe plus élevé, on obtient l'effet opposé avec une flaeure reposant sur le 2C. tube de brûleur. Ceci entraîne des températures élevées à la surface des tubes de brûleur, accompagnées d'émissions accrues de NOx. On a déjà cherché à régler l'alimentation de l'air primaire en fonction de la température de la flaume ou d'une autre grandeur de réglage adéquate. Pour ce faire, il est nécessaire de faire appel à un organe de mesure qui envoie les signaux correspondants à une soufflerie installée dans le courant d'air primaire, comme par exemple décrit dans le document DE-39 18 855 A1. Ceci n'exige pas seulement des dépenses correspondantes pour la régulation, mais ne résout toujours pas le problème d'un fonctionnement sûr et d'une combustion convenable pendant un arrêt accidentel de la soufflerie, qui ne peut pas être exclu. Le but de l'invention consiste à faire varier l'alimentation en air primaire du mélange de gaz combustible et d'air, destiné à un brûleur atmosphérique à mélange riche, sans disposition de régulation particulière, de telle sorte que l'on empèche un soulèvement de la flamme et une formation accrue de CO ainsi qu'un appui de la flaume accompagné d'une formation accrue de NOx. Conformément à l'invention, le brûleur atmosphérique est caractérisé par une ou plusieurs ouvertures pratiquées dans la paroi de chaque tube Venturi pour la recirculation d'un courant partiel du mélange de l'espace annulaire du brûleur, qui entoure le tube Venturi, dans le mélange qui traverse ledit tube Venturi. La paroi de chaque tube Venturi comporte une ou plusieurs ouvertures. De cette façon, un courant partiel du mélange gazeux peut être recyclé à partir de l'espace annulaire du tube de brûleur qui entoure le Venturi. Etant donné que la quantité de gaz alimentée est déterminée par le diamètre de la buse de gaz et par la pression à la buse de gaz, un recyclage plus ou moins important entraîne nécessairement une modification de l'air primaire aspiré. Afin de contrer un soulèvement de la flamme du tube de brûleur, il y a lieu de réduire le courant d'air primaire. Ceci s'effectue grâce à une recirculation plus importante du mélange gazeux provenant de l'espace annulaire de tubes de brûleur vers l'intérieur du tube Venturi. Afin d'agir contre l'appui de la flamme sur le tube de brûleur, il y a, par contre, lieu d'augmenter le courant d'air primaire. Pour ce faire, on réduit ou interrompt complètement la circulation. Les ouvertures de recirculation sont avantageusement agencées dans la zone d'admission du tube Venturi de façon à pouvoir agir directement à l'admission sur l'aspiration d'air primaire. Les ouvertures présentent avantageusement une section de passage variable. Ceci permet de faire varier la recirculation et, de ce fait, l'aspiration d'air primaire. Des clapets bimétalliques permettent la variation de la section de passage des ouvertures de façon continue, en fonction de la température du tube de brûleur; ce qui permet également de faire varier la recirculation et l'aspiration d'air primaire de façon continue. Dans le cas de températures de tubes de brûleur peu élevées, c'est-à-dire, lorsque la flamme se soulève et lors d'une formation accrue de CO, les ouvertures sont complètement ouvertes. La recirculation importante réduit l'aspiration d'air primaire. La température du tube de brûleur s'accroît. Au fur et à mesure de l'accroissement de la température des tubes de brûleur, on ferme les ouvertures partiellement et ensuite, à partir d'une température de surface déterminée, complètement. L'aspiration d'air primaire s'accroît et la température des tubes de brûleur diminue à nouveau. On peut donc régler la température des tubes de brûleur de façon précise et adéquate par modification de l'aspiration d'air primaire, grâce à une recirculation plus ou moins importante du mélange gaz combustible - air dans le tube de brûleur et le tube Venturi. On élimine ainsi les défauts dûs à des températures trop élevées ou trop peu élevées. Les dessins représentent une forme d'exécution de l'invention: - la figure 1 est une coupe longitudinale à travers un tube de brûleur, qui permet de montrer le principe de l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale partielle à travers un tube de brûleur; - la figure 3 est une coupe selon la ligne A - A de la figure 2; et - la figure 4 est une vue en plan du tube de bruleur de la figure 2. Un tube Venturi 2 est intégré dans un tube de brûleur 1. Le gaz G est éjecté hors d'une buse de gaz dans le tube Venturi 2 et aspire ainsi l'air primaire nécessaire P. Après déviation à l'extrémité du tube Venturi 2, le mélange gaz combustible - air pénètre dans l'espace annulaire 3 compris entre le tube Venturi 2 et le tube de brûleur 1. Le mélange gazeux s'enflamme à la surface ajourée des tubes de brûleur et y est brûlé. L'aspiration de l'air primaire P est influencée par le fait qu'un courant partiel du mélange entre à nouveau dans le tube Venturi 2 par les ouvertures 4. Cette recirculation agit sur la quantité d'air primaire P aspiré. On peut faire varier la recirculation grâce à des clapets bimétalliques 5 réglables en fonction de la température. Ceux-ci sont fixés par l'intermédiaire d'un étrier 6 à la paroi intérieure du tube de brûleur 1. Lesdits clapets peuvent libérer complètement (figure 3, gauche) l'ouverture 4 en cas de température de tube de brûleur élevées, ou bien obturer complètement (figure 3, droite) l'ouverture 4, en cas de températuresde tubes de brûleur peu élevées. Toutes les étapes intermédiaires peuvent également être réglées. REVENDICATIONS 1. Brûleur atmosphérique pour la combustion d'un mélange riche préparé au préalable d'air et de gaz combustible, à la surface ajourée d'un ou de plusieurs tubes de brûleur équipés de tubes Venturi intégrés à l'intérieur desdits tubes de brûleur, caractérisé par une ou plusieurs ouvertures (4) pratiquées dans la paroi de chaque tube Venturi (2) pour la recirculation d'un courant partiel du mélange de l'espace annulaire (3) du brûleur (1), qui entoure le tube Venturi (2) dans le mélange qui traverse ledit tube Venturi (2). 2. Brûleur atmosphérique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures (4) sont agencées dans la zone de l'admission du tube Venturi (2) et comportent une section de passage variable. 3. Brûleur atmosphérique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section de passage des ouvertures (4) est variable de façon continue en fonction de la température et moyennant des clapets bimétalliques. 4. Brûleur atmosphérique selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section de passage des ouvertures (4) est complètement libérée à des température peu élevées du tube de brûleur et en ce qu'elle est complètement obturée à partir d'une température définie de la surfacce du tube de brûleur (1).