Brevet FR2811411A1 — publié le 20020111

Procédé pour adapter la puissance d'un système de combustion, système de combustion utilisé et appareil de cuisson avec un tel système de combustion L'invention concerne un procédé pour adapter la puissance d'un système de combustion avec au moins un brûleur par le contrôle et / ou le réglage du mélange combustible / air dans le brûleur en fonction de la qualité et / ou du contenu calorique d'un premier combustible; un système de combustion avec un brûleur, une soufflante, au moins une conduite d'alimentation en air, au moins une conduite d'alimentation en combustible, une sortie pour le produit de la combustion, un tube de combustion s'étendant de la soufflante jusqu'à la sortie pour le produit de combustion, une buse disposée dans le tube de combustion pour injecter au moins un premier combustible et / ou un mélange combustible / air et un dispositif d'allumage en aval de la buse, o l'adaptation en puissance du système de combustion se fait selon un procédé de l'invention; ainsi qu'un appareil de cuisson avec une chambre de cuisson, qui peut être chauffée par un tel système de combustion. Les gaz à usage domestique et à usage industriel sont des gaz ayant différentes compositions correspondant aux trois classes de gaz que sont le gaz de ville, le gaz naturel et le gaz combustible liquéfié. Dans ces conditions, la puissance du système de combustion est susceptible de varier en fonction de la qualité du gaz particulier utilisé, qui est déterminée pour l'essentiel par le contenu calorique du gaz en question. Habituellement, I'adaptation de la puissance se fait par un ajustement manuel du débit du gaz, un changement de buse ou la mesure du flux d'ionisation avec un système de rétroaction agissant sur un système d'alimentation en air / gaz. L'utilisation du dernier procédé est limitée à la famille des gaz naturels. On connaît, grâce à DE 198 24 523 A1, un procédé de réglage du brûleur à gaz pour l'adapter à un mélange gaz / air, en particulier pour amener un flux de gaz et un flux d'air de combustion à un brûleur dans lequel un signal d'ionisation d'un détecteur est utilisé pour modifier le mélange air I gaz en fonction de la qualité du gaz. L'invention a pour objectif de fournir un procédé de ce type qui permet de surmonter les inconvénients associés à l'art existant, en particulier qui permet une 2 2811411 adaptation automatique de la puissance dans un système de combustion lorsqu'il est alimenté par un fluide. Cet objectif est atteint selon l'invention en adaptant le système de combustion à un second combustible d'une certaine qualité ayant un certain contenu calorique, en déterminant la qualité et / ou le contenu calorique d'un premier combustible et en effectuant une alimentation en air et I ou au moins en un troisième combustible qui est fonction de la qualité et du contenu calorique du premier combustible, de manière à avoir la qualité déterminée et / ou le contenu calorique déterminé du second combustible. On prévoit ici que la qualité et / ou le contenu calorique du premier combustible soit déterminée à partir d'au moins une propriété chimique, optique et I ou physique du premier combustible et / ou la composition du gaz de sortie du brûleur. Selon l'invention, l'enthalpie thermique est obtenue en particulier à partir du différentiel de température obtenu quand on chauffe une éprouvette à l'aide d'une flamme pilote. Une première forme d'exécution préférée de l'invention est caractérisée en ce que comme second combustible, on utilise un combustible d'une qualité plus mauvaise et / ou un contenu calorique plus bas et que l'on alimente avec un premier combustible qui confère au système combustible - air une qualité meilleure et / ou un contenu calorique plus important que le second combustible, de préférence de manière contrôlée et / ou régulée. Une seconde forme d'exécution de l'invention est caractérisée en ce que l'on utilise un second combustible d'une meilleure qualité et / ou avec un contenu calorique plus élevé et que l'on utilise un premier combustible d'une qualité et / ou avec un contenu calorique plus bas que le second et un troisième combustible qui, par comparaison avec le premier combustible est d'une qualité meilleure et / ou a un contenu calorique plus élevé que le premier combustible, de préférence de manière contrôlée et régulée. Par ailleurs, I'invention concerne également un système de combustion avec un brûleur, une soufflante, au moins une conduite d'alimentation en air, au moins une conduite d'alimentation en combustible, une sortie pour le produit de la combustion, un tube de combustion s'étendant de la soufflante jusqu'à la sortie pour le produit de combustion, une buse disposée dans le tube de combustion pour 3 2811411 injecter au moins un premier combustible et / ou un mélange combustible / air et un dispositif d'allumage en aval de la buse, o l'adaptation en puissance du système de combustion se fait selon un procédé de l'invention en fonction de la qualité et / ou du contenu calorique du second combustible utilisé pour l'alimentation du système de combustion, de l'air est introduit en aval de la soufflante, en amont de la soufflante, en amont de la buse, en aval de la buse et / ou en aval de la sortie pour le produit de combustion et / ou au moins un troisième combustible est introduit en amont de la soufflante, en aval de la soufflante, en amont de la buse, en aval de la buse et / ou en amont de la sortie pour le produit de combustion. On peut prévoir au moins une chambre qui mène à la soufflante, au tube de combustion, en amont ou en aval de la buse, à la buse et / ou à la sortie du combustible, servant de chambre de pré-mélange qui est, de préférence externe, pour mélanger le premier combustible et / ou le troisième combustible avec de l'air. Par ailleurs, une autre forme d'exécution de l'invention est caractérisée par la présence d'un dispositif permettant de déterminer la qualité et / ou le contenu calorique d'un premier combustible, comprenant, de préférence, une éprouvette chauffée par une flamme pilote et disposée à l'intérieur ou à l'extérieur du brûleur. Ce dispositif peut également être une sonde olfactive, un moyen pour mesurer la viscosité et / ou une sonde pour les gaz de sortie. Enfin, I'invention prévoit également un appareil de cuisson avec une chambre de cuisson qui peut être chauffé avec le système de combustion selon l'invention. L'invention repose sur la découverte surprenante qu'un système de combustion peut être adapté à un combustible déterminé, par exemple à un gaz à faible contenu calorique de la famille des 3 gaz qu'est le gaz de ville, et lorsqu'on alimente le système avec un carburant à contenu calorique plus élevé, par exemple un gaz naturel ou un gaz combustible liquéfié, on introduit de l'air à différents emplacements, de manière à ce que le contenu calorique du mélange combustible / gaz soit adapté aux spécifications de base du système de combustion. Egalement, le système de combustion selon l'invention peut être prévu pour un combustible à contenu calorique élevé, par exemple un gaz naturel, et être alimenté avec un gaz à faible teneur en calories, par exemple un gaz de ville, mélangé avec un combustible à contenu calorique élevé, par exemple un gaz combustible liquéfié ou un gaz naturel. Ceci permet pour la première fois une adaptation automatique de la puissance de systèmes de combustion alimentés avec du gaz. 4 2811411 Selon l'invention, la qualité du combustible et, en particulier, la qualité du gaz, peut être connue de manière automatique, par exemple par la mesure de l'enthalpie thermique, au moyen d'une flamme pilote chauffant une éprouvette et constituant un élément séparé ou intégré au brûleur. Le différentiel de température atteint au cours du chauffage est utilisé pour déterminer l'enthalpie thermique. Egalement, on peut caractériser le gaz à l'aide d'un détecteur olfactif, d'un rmo'oyn den"mesure de la viscosité et ou similaire. En principe, il est également possible de déterminer la qualité du gaz en déterminant la composition des gaz de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention deviendront apparents à 0o la lecture de la description qui suit d'une forme d'exécution de l'invention, faite en se reportant au dessin schématique unique. Le dessin comprend une figure unique qui représente le système de combustion de l'invention, représenté en coupe.. Comme cela est représenté sur la figure, le système de combustion 1 comprend un brûleur 2, qui comprend une soufflante 3 avec une première amenée d'air 4. En aval de la soufflante 3, il y a une seconde conduite d'alimentation en air 5, en aval de la seconde conduite d'alimentation en air 5 il y a une conduite d'amenée 6 de combustible et d'air avec une conduite d'alimentation en combustible 7 et une troisième conduite d'alimentation en air 8, et une buse 9 débouchant dans un tube de combustion 10. En aval de la buse 9, il y a une quatrième conduite d'alimentation en air 1 1 débouchant en amont de la sortie 12 du brûleur. En aval de cette sortie 12, il y a une conduite 13 qui va vers un échangeur thermique (non représenté) et dans laquelle débouche une cinquième conduite d'air 14. Au voisinage de la conduite 13, il y a un dispositif d'allumage (non représenté) Le système de combustion 1, selon l'invention, décrit en relation avec la figure fonctionne comme suit: Lorsque le système de combustion 1 est conçu pour être alimenté avec un combustible à faible contenu calorique comme par exemple un gaz de ville et que l'on utilise un combustible ayant un contenu calorique plus élevé, par exemple un gaz naturel, on introduit le combustible par la conduite 7 d'alimentation en combustible et de l'air additionnel par au moins une des conduites à air 4, 5, 8, 11 et / ou 14, comme cela est résumé dans le tableau 1, de manière à avoir un mélange gaz naturel / air avec le même contenu calorique que dans le cas de l'utilisation d'un gaz de ville. 2811411 Première Seconde Conduite Troisième Quatrième Cinquième conduite conduite alimentation conduite conduite conduite alimentation alimentation en gaz alimentation alimentation alimentation en air 4 en air 5 en air 8 en air 11 en air 14 Gaz naturel x Air x Gaz naturel x Air x Gaz naturel x Air x Gaz naturel x Air x Gaz naturel x Air x Le système décrit en relation avec la figure 1, peut être adapté à une utilisation avec un gaz à haut contenu calorique tel qu'un gaz combustible liquéfié, et en cas d'alimentation avec un gaz à contenu calorique plus basse, par exemple un gaz naturel, celui-ci peut être mélangé au gaz à haut contenu calorique, par exemple un gaz combustible liquéfié, de manière similaire à celle décrite à propos du système conçu pour un gaz à contenu calorique faible, par au moins une conduite à gaz, au voisinage des conduites à air 4, 5, 8, 11 et / ou 14. Dans la description ci-dessus, dans le dessin et dans les revendications, les caractéristiques de l'invention divulguée peuvent être utilisées à volonté soit individuellement, soit en une combinaison quelconque pour la mise en oeuvre de l'invention dans ses différentes formes d'exécution. Liste des chiffres de référence 1 système de combustion 2 brûleur 3 soufflante 4 conduite d'alimentation en air conduite d'alimentation en air 6 Alimentation en combustible - air 7 conduite d'alimentation en combustible 8 conduite d'alimentation en air 9 buse tube de combustion 1 conduite d'alimentation en air 12 sortie de combustion 13 conduite menant à un échangeur thermique 14 conduite d'alimentation en air 7 2811411 Revendications 1. Procédé pour adapter la puissance d'un système de combustion comprenant au moins un brûleur par le contrôle et / ou la régulation d'un mélange combustible / air dans le brûleur en fonction de la qualité et / ou du contenu calorique d'un premier carburant d'alimentation caractérisé en ce que le système de combustion est adapté à un second carburant d'une qualité déterminée et / ou ayant un contenu calorique déterminé, la qualité et / ou le contenu calorique du premier carburant est déterminée, de l'air et / ou au moins un troisième combustible est /ou sont introduits en fonction de la qualité déterminée et / ou du contenu calorique d'un premier combustible, de manière à avoir la qualité déterminée et /ou le contenu calorique déterminé du second combustible. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la qualité et / ou le contenu calorique du premier combustible est déterminée par la mesure d'au moins une propriété chimique, optique et / ou physique du premier combustible et / ou la composition du gaz de combustion du brûleur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enthalpie thermique est obtenue en particulier à partir du différentiel de température observé lorsqu'on chauffe une éprouvette avec une flamme pilote. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que comme second carburant, on utilise un combustible d'une qualité inférieure et / ou ayant un contenu calorique plus bas, que l'on effectue une alimentation avec un premier carburant d'une meilleure qualité et I ou ayant un contenu calorique plus élevé que le second carburant et que l'on introduit dans les système de combustion de l'air, de préférence de manière contrôlée et / ou régulée. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise en tant que second combustible un combustible d'une meilleure qualité et / ou ayant un contenu calorique plus élevé, que l'on effectue une alimentation avec un premier combustible d'une moins bonne qualité et / ou ayant un contenu calorique plus bas que le second combustible et que l'on effectue une alimentation avec un troisième combustible d'une meilleure qualité et / ou avec un contenu calorique plus élevé que le premier combustible, de préférence de manière contrôlée et / ou régulée. 8 2811411 6. Système de combustion (1) avec un brûleur (2), une soufflante (3), au moins une conduite d'alimentation en air (4, 5, 8, 11, 14), au moins une conduite d'alimentation en combustible (7), une sortie (12) de brûleur, un tube de combustion (10) s'étendant depuis la soufflante (3) jusqu'à la sortie (12), une buse (9) se trouvant dans le tube de combustion (10) pour injecter au moins un premier combustible et / ou un mélange combustible / air et un dispositif d'allumage disposé en aval de la buse (9), o l'adaptation de puissance du système de combustion (1) s'effectue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que en fonction de la qualité et / ou du contenu calorique du second combustible utilisé io dans le système de combustion (1), de l'air est introduit en amont de la soufflante (3), en aval de la soufflante (3), en amont de la buse (9), en aval de la buse (9) et / ou en en aval de sortie (12) du brûleur et / ou au moins un troisième combustible peut être introduit en amont de la soufflante (3) en aval de la soufflante (3), en amont de la buse (9), en aval de la buse (9) et / ou en amont de la sortie (12) du is brûleur. 7. Système de combustion selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une chambre qui mène à la soufflante, au tube de combustion, en amont ou en aval de la buse, à la buse et / ou à la sortie du combustible, sert de chambre de pré-mélange qui est, de préférence externe, pour mélanger le premier combustible et / ou le troisième combustible avec de l'air. 8. Système de combustion selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'on utilise un dispositif pour déterminer la qualité et / ou le contenu calorique d'un premier combustible, ledit dispositif pour déterminer la qualité et / ou le contenu calorique du premier combustible comprenant, de préférence, une éprouvette chauffée par une flamme pilote, agencée à l'intérieur ou à l'extérieur d'un brûleur, un détecteur olfactif, un moyen de mesure de la viscosité et / ou une sonde pour les gaz de sortie. 9. Appareil de cuisson avec une chambre de cuisson qui peut être chauffé avec un système de combustion selon l'une des revendications 6 à 8.