Brevet FR2728329A1 — publié le 19960621

La présente invention a pour objet un brûleur pour foyer industriel destiné notamment aux foyers des fours rotatifs à ambiance àite froide et turbulente. On connaît à ce jour des bruleurs pour foyer industriel ou domestique, tels que celui décrit dans le document FR-A-1418974, qui comporte une paire de disques déflecteurs à ouvertures et ailettes radiales, disposés à i!intérieur de ia tête de combustion près du gicleur. Le document FR-A-2564181 décrit un brûleur qui comporte un canon d'introduction d'un comburant primaire, un canon d'introduction d'un comburant secondaire, un dispositif d'injection d'un combustible et, situé à 1 'extrémité du canon primaire, un déflecteur-stabilisateur dont la perte de charge est réglable, l'extrémité du canon secondaire comportant un convergent conique dirigeant le comburant secondaire vers le comburant primaire. Le brûleur décrit dans ce document peut en outre comprendre un stabilisateur central de forme sensiblement cylindrique dont la face frontale comporte des fentes concentriques régulièrement espacées et sur le pourtour duquel sont fixées les aubes du déflecteur-stabilisateur. Le document FR-A-2564182 décrit une variante de ce dispositf portant sur les dimensions. du convergent. Le document US-A-2 485 244 décrit un dispositif atomiseur pour brûleur à combustible liquide, constitué de deux tubes concentriques guidant l'air soufflé, destiné à être mélangé avec le combustible pulvérisé à la sortie de la tête de combustion. Les extrémités des deux tubes sont munies de convergents tronconiques qui dirigent l'air vers la tête de combustion et des déflecteurs sont fixes sur le tube interne de manière à créer des turbulences dans l'air soufflé. Toutefois la mise en oeuvre de convergents tronconiques dans les brûleurs fonctionnant dans des fours d'enrobage en milieu perturbé entraîne une mauvaise stabilité de la flamme. D'autre part les brûleurs connus à ce jour permettent d'obtenir une plage de fonctionnement importante mais avec une flamme très courte et donc plus large, entrainant un échauffement important des parois du foyer qui se détériorent à la iongue, occasionnant une perte de chaieur par radiation très importante et une détérioration du matériel en place à l'intérieur du four. Enfin les aubes qui sont fixées sur le déflecteur font tourner le comburant primaire lorsqu'il sort dudit déflecteur, créant près du gicleur un tourbillon qui génère un amas de coke à l'extrémité dudit gicleur, en sorte qu'il faut recourir à des nettoyages fréquents pour éviter son obturation. La présente invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients des brûleurs connus en proposant un brûleur qui forme une flamme stable de type semi-courte sans entraîner un échauffement anormal des parois du foyer, et qui permet de réaliser une combustion complète. Le brûleur selon l'invention comporte un canon pour l'introduction d'un comburant primaire, un canon pour l'introduction d'un comburant secondaire et une canne d'injection d'un combustible, ainsi qu'un déflecteur de forme cylindrique comprenant une pièce cylindrique disposée coaxialement à la canne d'injection, comportant sur sa face externe des ailettes et à sa face avant une plaque frontale circulaire percée d'orifices circulaires, et il se caractérise essentiellement en ce que ladite plaque frontale est fixée à la base des ailettes du déflecteur, le bord de sa face interne affleurant les pieds desdites ailettes, tandis que la canne d'injection se prolonge au-delà de ladite plaque frontale, au travers d'une ouverture pratiquée centralement dans cette dernière, et qu'un brûleur de démarrage , relié à un conduit d'amenée du gaz de démarrage, est disposé en arrière du déflecteur dans le canon primaire, à proximité immédiate de la canne d'injection. Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, étant entendu que cette description ne présente aucun caractère limitatif vis à vis de l'invention. Dans le dessin annexé - la figure i représente une vue en plan schématique d'un brûleur selon i'invention. - la figure 2 représente une vue en plan partielle, à plus grande échelle, du même brûleur. - ia figure 3 représente une vue de face du canon primaire du brûleur selon l'invention. Si on se réfère à la figure 1 on peut voir qu'un brûleur selon l'invention comporte un canon primaire 1 et un canon secondaire 2, une canne d'injection 3 terminée par un gicleur 30, un déflecteur 5 et un brûleur de démarrage 4 fixé sur la canne d'injection 3 en arrière du déflecteur 5, relié à un conduit 41 d'amenée du gaz de démarrage et comportant une électrode 42 reliée à une source haute tension par l'intermédiaire d'un câble, non représenté. Le canon primaire 1, le canon secondaire 2 et la canne d'injection 3 sont disposés coaxialement, la canne d'injection 3 étant située à l'intérieur du canon primaire 1 qui lui-même se trouve à l'intérieur du canon secondaire 2. Le déflecteur 5, positionné à l'extrémité antérieure du canon primaire 1, comporte une partie cylindrique creuse 50 qui entoure de manière concentrique l'extrémité antérieure 31 de la canne d'injection 3, sur le pourtour extérieur de laquelle sont fixées des ailettes 51 présentant un profil plan ou curviligne, et sur le bord circulaire 500 avant de laquelle est solidarisée une plaque 6 d'épaisseur appropriée et d'un diamètre sensiblement égal au diamètre de la partie cylindrique 50, comprenant centralement une ouverture 60 qui laisse passer l'extrémité 32 de la canne d'injection 3, alors que le gicleur 30 fait saillie hors de la plaque 6 dans le canon secondaire 2. Si on se réfère maintenant à la figure 2 on peut voir que la plaque frontale 6 comporte des orifices circulaires 61 et que son épaisseur est sensiblement égale à l'écart, représenté par la lettre E,entre le plan contenant l'extrémité 63 de la base des ailettes 51 du déflecteur 5 affleurant le bord 500 de la face interne 64 de la plaque 6, et le plan contenant la face externe 65 et l'extrémité supérieure avant 510 des ailettes 51. Les orifices circulaires permettent au comburant primaire qui les traverse de former des flux d'air ou impulsions axiales qui s'opposent au tourbillon d'air créé par les ailettes 51 du déflecteur 5, évitant une accumulation de particuies sur l'extrémité de la canne d'injection 3 et sur le gicleur 30. Le diamètre de la plaque frontale 6 est préférentiellement compris entre 0,40 et 0,65 fois le diamètre du déflecteur et la proportion de trous 61 pratiqués dans la plaque 6 est comprise entre 15 et 30% de la surface de la plaque. De plus les orifices 61 de la plaque frontale 6 peuvent être disposés, espacés régulièrement, sur des lignes concentriques 62 comportant le même nombre d'orifices 61, comme on peut le voir sur la figure 3, les orifices 61 étant, d'une ligne concentrique à une autre, radialement décalés d'un angle "a" égal à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices voisins de la même ligne concentrique. Le brûleur selon l'invention permet avantageusement d'obtenir une flamme stable de type semiéclatée avec un diamètre quasi constant sur toute la gamme de fonctionnement, sans échauffement anormal des parois du foyer tout en conservant une flamme relativement courte permettant une combustion complète. Le brûleur selon 1'invention est utilisable avec des combustibles divers, mais convient particulièrement bien pour du fioul lourd. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède d'un de ses modes de réalisation, susceptible de subir des modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Bruleur pour foyer industriel, et notamment pour foyer de four rotatif à ambiance dite froide et turbulente, comportant un canon (l) d'introduction d'un comburant primaire, un canon (2) d'introduction d'un comburant secondaire et une canne d'injection (3) d'un combustible, ainsi qu'un déflecteur (5) de forme cylindrique comprenant une pièce cylindrique (50) disposée coaxialement à la canne d'injection (3), comportant sur sa face externe des ailettes (51) et à sa face avant une plaque frontale circulaire (6) percée d'orifices circulaires (61), caractérisé en ce que ladite plaque frontale (6) est fixée à la base des ailettes (51) du déflecteur (5), le bord (500) de la face interne de la plaque (ó) affleurant les pieds desdites ailettes (51), tandis que la canne d'injection (3) se prolonge au delà de ladite plaque frontale (6), au travers d'une ouverture (61) pratiquée centralement dans ladite plaque, et qu'un brûleur de démarrage (4), relié à un conduit d'amenée (41) du gaz de démarrage, est disposé en arrière du déflecteur (5) dans le canon primaire (1), à proximité immédiate de la canne d'injection (3) 2) Bruleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le diamètre de la plaque frontale (6) est compris entre 0,40 et 0,65 fois le diamètre du déflecteur (5). 3) Brûleur selon la revendication 2 caractérisé en ce que la proportion de trous (61) pratiqués dans la plaque frontale (6) est comprise entre 15% et 30% de sa surface. 4) Brûleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les orifices (61) de ia plaque frontale (6) sont disposés, espacés régulièrement, sur des lignes concentriques. 5) Brûleur selon la revendication 4 caractérisé en ce que les lignes concentriques comportent le même nombre d'orifices (61). 6) Brûleur selon la revendication 5 caractérisé en ce que d'une ligne concentrique à une autre les orifices (61) sont décalés radialement d'un angie "a" égal à la moitié de l'écart angulaire entre deux orifices voisins de la même ligne concentrique.