<Desc/Clms Page number 1>
Brûleur chauffé au gaz
L'invention concerneun brûleur chauffé au gaz comme ceux qui servent par exemple dans les fours à recuire, les fours à réchauffer, les fours à sole, etc. et dans lequel la combustion du fluide de chauffage (gaz et air) a lieu à l'intérieur de l'orifice du brûleur,, la transmission de la chaleur à la matière à chauffer ayant lieu principa- Gu/6
<Desc/Clms Page number 2>
le ment par rayonnement des parties fortement chauffées du brûleur.
Jusqu'ici de tels brûleurs étaient constitués par un bloc de matière réfractaire dans lequel était pra- tiqué un certain nombre de canaux de combustion en forme de tuyères auxquelles le mélange de gaz et d'air prêt à être utilisé est amené à travers des perforations étroites pratiquées dans le bloc. Ces brûleurs ont l'inconvénient que le mélange de gaz et d'air doit arriver aux perfora- tions à une grande vitesse pour éviter les retours de flamme et les explosions qui en sont la conséquence. Des pompes de refoulement particulières sont donc nécessaires pour produire cette grande vitesse.
Malgré cette précaution il n'est cependant pas toujours possible d'empêcher les retours de flamme et leurs conséquences désagréables lorsqu'il se produit de petites fluctuations de la pression on lorsque la composition du gaz varie, ou encore lorsque les conditions de température sont différentes.
Suivant l'invention il s'agit de faire un tel brûleur en matière réfractaire de façon à empêcher tout retour de flamme, ce qui permet de donner au fluide de chauffage une vitesse d'écoulement tout à fait quelconque sans craindre de risque de retour de flamme et d'adapter cette vitesse aux autres conditions de fonctionnement. On peut ainsi éviter l'utilisation d'une pompe de refoulement particulière pour obtenir une vitesse d'écoulement plus élevée, ou remplacer cette pompe par un simple ventilateur.
Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le brûleur est constitué par deux parties réfractaires dont l'une sert à faire arriver séparément les fluides de chauffage à l'autre partie dans laquelle ont lieu le mé-
<Desc/Clms Page number 3>
lange et la combustion des fluides de chauffage.Par suite de l'arrivée distincte du gaz et de l'air directement jusque dans la partie du brûleur qui sert à la combustion, les retours de flamme sont absolument impossibles, les courants distincts de fluide de chauffage n'étant pas combustibles eux-mêmes. En conséquence, on peut déterminer la vitesse d'écoulement des fluides de chauffage sans s'inquiéter d'aucune façon des retours de flamme; au contraire,on peut faire arriver les fluides de chauffage à la vitesse qui paraît pratique en tenant compte d'autres exigences du service.
On peut faire arriver le gaz par exemple de façon simple avec la pression de sa conduite, et l'air, avec une faible surpression produite par un ventilateur ou dispositif analogue ce qui simplifie sensiblement la fonctionnement du brûleur.
Un autre avantage de la construction du brûleur, conformément à l'invention, consiste en ce que les parties en métal des conduites d'arrivée, etc., conduites qui, dans les brûleurs construits comme jusqu'ici), souffraient beaucoup du rayonnement en retour de la chaleur et de la conduction de la chaleur, sont reportées à uns plus grande distance de celles des parties du brûleur qui se trouvent portées à une haute incandescence, ce qui fait qu'on évite des échauffements nuisibles.
Les deux parties réfractaires du brûleur, dont l'une ne sert qu'à faire arriver les fluides de chauffage, et l'autre à assurer le mélamnge et la combustion de ces fluides, sont montées, suivant l'invention, séparément et indépendamment l'une de l'autre. Ceci permet aux deux parties de se dilater proportionnellement aux températures
<Desc/Clms Page number 4>
très différentes qui y règaent, ce qui fait qu'aucune tension nuisible ne peut se produire dans les parties du brûleur.
Cette construction du brûleur en deux parties réfractaires, l'une pour l'arrivée, et l'autre pour le mélange et la combustion des fluides de chauffage, à encore l'avantage que la matière réfractaire dont se composent les deux parties peut être adaptée aux conditions da température en présence desquelles on se trouve dans le cas envisagé.La partie servant au mélange et à la combustion, partie qui est exposée aux plus grandes tem- pératures, peut être par exemple en matière très réfrac- taire, tandis que la partie servant à faire arriver les fluides, partie dont la température est plus basse, peut être en matière moins réfractaire et par conséquent moins coûteuse.
La partie du brûleur dans laquelle ont lieu le mélange et la combustion des fluides de chauffage prend rapidement une haute température après l'allumage du brûleur. Pour supprimer autant que possible..toute action nuisible des tensions qui se produisent lorsque le ohauf- fage a lieu rapidement, cette partie du brûleur est cons- tituée, suivant l'invention, par différentes plaques, juxtaposées, entre lesquelles sont pratiquées des fentes ou des canaux dans lesquels ont lieu le mélange et la combustion des fluides de chauffage.
En utilisant un nombre plus ou moins grand de ces plaques juxtaposées, on peut faire des brûleurs de longueur quelconque et en utilisant un nombre approprié
<Desc/Clms Page number 5>
de briques d'arrivée, on peut faire en sorte que du fluide de chauffage (gaz et air) soit amené à chaque fente entre deux plaques.
Pour que la distance des plaques entre elles et par conséquent la largeur des fentes de combustion, puisse être fixée, les plaques juxtaposée comportent des appen- dices latéraux. Chaque plaque peut comporter des appendices sur une face latérale ou sur les deux, ou bien on peut monter alternativement des plaques comportant des appen- dices sur les deux faces et des plaques sans appendice.
Pour assurer un bon mélange des fluides de chauffage , des chicanes provoquent un brassage du courant de fluide de chauffage sont montées suivant l'invention dans les fentes de combustion entre les plaques.Le choc du courant de fluide de chauffage non encore mélange ou imparfaitement mélangé sur ces chicanes produit un mélange intime des fluides de chauffage (air et gaz) mélange qui est une condition essentielle d'une bonne combustion éco- nomique.
Suivant les exigences du service des fours, il peut être utile de reporter la zone de combustion princi- pale en avant ou en arrière de l'orifice des brûleurs. Ce résultat peut être obtenu par le fait que la mélange ra- dical des fluides de chauffage a lieu plus ou moins tôt.
A cet effet, suivant l'invention, les chicanes sont montées leur position dans le sens de l'écoulement des fluides de façon qu'on puisse faire varier¯de chauffage'1 ou trans- versalement, par rapport à ce sens, ou simultanément dans les deux sens. Si les chicanes sont reportées d'une part plus loin de l'orifice du brûleur dans le sens d'écoule-
<Desc/Clms Page number 6>
ment des fluides de chauffage, la combustion principale a lieu, par rapport à l'orifice du brûleur, plus tôt que si les chicanes se trouvaient près de cet orifice. D'autre part, si les chicanes sont plus rapprochées les unes des autres transversalement par rapport au sens de l'écoule- ment des fluides de chauffage, il se produit un brassage plus énergique que si elles étaient plus écartées.
La déplacement des chicanes peut être assuré suivant l'invention par le fait que les chicanes sont fi- xées auplaques de façon facilement amovible,ces chicanes étant par exemple encastrées librement dans des évidements des plaques. Si ces évidements sont répartis sur toute la surface latérale des plaques, la position des chicanes à l'intérieur de la partie du brûleur assurant la combustion ou le mélange des fluides de chauffage peut être adaptée commodément aux exigences de chaque cas. Le déplacement peut naturellement aussi être rendu possible d'autre façon, par exemple par le fait que les chicanes sont montées coulissantes dans des fentes des plaques.
Lorsque les chicanes sont fixées amovibles sur les plaques, on a encore l'avantage de pouvoir les faire en une matière particulière résistant particulièrement bien h/chaleur. En outre les chicanes détériorées ou détruites peuvent toujours être remplacées facilement.
Le dispositif conforme à l'invention est parti- culièrement simple quant à sa construction et son utilisa- tion, lorsque les chicanes sont faites sous forme de gou- jons qu'on introduit dans des évidements correspondants ou des perforations correspondantes des plaques. Ces per-
<Desc/Clms Page number 7>
f orations sont de préférence un peu plus grandes que les dimensions des goujons, pour éviter des tensions nuisibles au moment de la dilatation.
Pour faciliter le montage des plaques munies des chicanes amovibles et constituait la partie du brûleur assu. rant la mélange et la combustion, et pour empïcher les chicanes de tomber pendant le montage, ces chicanes sont momentanément fixées aux plaques,suivant l'invention, au moyen d'un agglutinant qui brûle pendant le fonctionnement du brûleur.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple un mode de réalisation du brûleur conforme à l'invention, appliqué au ciel suspendu d'un four;-
Fig. 1 est une coupe verticale d'une partie du ciel comportant le brûleur.
Fig. 2 est une coupe verticale par la ligne A-B de Fig. 1.
Fig. 3 est une coupe horizontale par la ligne C-D et
Fig. 4 une coupe horizontale par la ligne E-F de Fig. 1.
Dans le ciel suspendu représenté les briques de ciel 2 sont suspendues comme d'habitude à des poutrelles 1. Le brûleur est constitué par deux parties réfractaires 3,4, '-et suspendu entre les briques du ciel. La partie supérieure 3 sert à faire arriver le gaz et l'air à la partie inférieure 4 dans laquelle ont lieu le mélange et la combustion des deux fluides de chauffage.
Des canaux verticaux 6 pour l'arrivée du gaz et des canaux 7 pour l'arrivée de l'air de combustion sont pratiqués dans la partie supérieure 3 du brûleur qui
<Desc/Clms Page number 8>
s'appuie par des épaulements 5 sur les briques 2 du ciel.
Dans ces conditions un canal à gaz 6 se trouve par exemple entre deux canaux à air 7 dans le sens transversal du brûleur (Fig. 1). les canaux à gaz 6(Fig. 2) qui se suc- cèdent directement sur une seule ligne dans levons de la longueur du brûleur débouchent à la partie supérieure dans un canal de distribution 8 pratiqué dans le bloc réfractaire 3. Au-dessus de ce bloc se trouve une plaque 9 en matière réfractaire qui est recouverte d'une coiffe 10. Dans cette coiffe débouche la conduite 11 d'arrivée de l'air de com- bustion. Les canaux à air 7 communiquent avec la coiffe 10 par des ouvertures 12 pratiquées dans la plaque 9. Des con- duites 14 branchées sur la conduite de gaz 13 traversent la coiffe 10 et débouchent dans des ouvertures 15 de la plaque 9.
Ces ouvertures 15 se trouvent au-dessus des canaux de distribution 8.
Des plaques 17 (Fig. 4) qui s'appuient par des épaulements 18 sur les briques 2 du ciel sont montées au- dessous de la brique 3 du brûleur en laissant un joint de dilatation 16. A leurs extrémités les plaques comportent des tasseaux saillants 19 de façon à former des canaux 20 en forme de fentes lorsque les plaques 17 sont posées les unes à la suite des autres. Les canaux à gaz et à air 6,7 de la partie 3 du brûleur, canaux qui se trouvent dans une rangée, débouchent dans chacune de ces fentes 20 (Fig.2).
Les dimensions des fentes 20 sont déterminées par les tas- seaux saillants 19, la longueur des fentes dépendant de la distance des saillies entre elles et leur largeur dépendant de la hauteur des saillies,
Des perforations 21 réparties sur bute la surface
<Desc/Clms Page number 9>
des fentes 20 sont pratiquées dans les plaques 17 entre les saillies 19. Dans l'exemple représenté ces perforations cons- tituent quatre rangées décalées entre elles dans le sens de l'écoulement des fluides de chauffage (Fig.1).Des chicanes 22 en forme de goujons en matière réfractaire peuvent être introduites dans ces perforations.
L'air et le gaz arrivant par les canaux 6 et 7 se mélangent entre eux dans les fentes 20 et ne brûlent que dans celles-ci. Tout d'abord les chicanes 22 sont portées à une vive incandescence, aprèé quoi la partie inférieure des plaques 17 est également portée à l'incandescence à partir des parois des fentes 20.A 1000 C environ les flammes qui jusqu'ici sortaient des fentes disparaissent et on obtient une combustion sans flammes. Les plaques commencent à rayonner vivement et à transmettre de la chaleur à la matière contenue dans le four.
La chaleur transmise en arrière par la partie 4 du brûleur ne peut pas provoquer de retour de flamme, parce que le mélange explosif ne se forme qu'à l'intérieur des fentes 20. La conduite 13 d'arrivée du gaz peut aussi être branchée par exemple sur les conduites urbaines dont la pression suffit pour faire arriver le gaz à la partie 4 du brûleur. En outre il suffit de brancher la conduite 11 d'arrivée de l'air sur un ventilateur.
Un état d'équilibre s'établit pour une température plus ou moins haute des surfaces rayonnantes, suivant l'évacuation de la chaleur par la charge du four et la quantité de chaleur apportée par les fluides de chauffages, Cet état d'équilibre persiste sans variation appréciable lorsque le four est chargé au moyen de matière préalable-
<Desc/Clms Page number 10>
ment chauffée, les chicanes 22 étant alors montées de pré- férence à l'orifice par lequel le brûleur débouche dans le four, c'est-à-dire du côté de la sortie des fentes 20.
Toutefois, si le four est chargé au moyen de matière froide, il peut arriver que les chicanes 22 soient tellement for- tement refroidies que leur température ne suffise plus pour provoquer une combustion sans flamme. Dans ce cas les chicanes sont montées de préférence plus loin de l'orifice du brûleur, c'est-à-dire introduites, dans l'exemple re- présenté, dans les deux rangées supérieures de perforations 21. La zone de combustion principale se trouve ainsi dé- placée vers le haut.
Les chicanes peuvent aussi être montées sous forme de champignons sur les faces latérales des plaques 17 dont se compose la partie 4 du brûleur. Toutefois on perd ainsi l'avantage constitué par la possibilité de les déplacer; on risque en outre que les chicanes se fendent ou se séparent des plaques sous l'action d'un chauffage non uniforme.
Les brûleur conforme à l'invention convient non seulement bien pour des ciels suspendus, c'est-à-dire lorsque les fluides de chauffage circulent verticalement; il peut aussi être utilisé dans une position quelconque.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.