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Publication number: BE459091A
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Description


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  MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Monsieur Edgard BRICHARD Procédé et dispositif pour augmenter le pouvoir rayonnant des flammes dans les brûleurs de fours. 



   La présente invention concerne les brûleurs de fours de verrerie, fours métallurgiques et autres, dont le rendement dépend en grande partie de l'utilisation aussi complète que possible de la chaleur sensible des flammes. 



   On sait que cette utilisation dépend à son tour du pouvoir rayonnant de la flamme qui intervient, dans une large mesure, dans la transmission de sa chaleur aux corps à chauffer. 



   Or le pouvoir rayonnant des   flammes;varie   notablement suivant la nature du gaz qui l'alimente. Il est peu élevé lorsque les flammes sont dépourvues d'hydrocarbures lourds ou de carbone finement divisé,.de telles flammes 'cédant difficilement leur chaleur aux corps qui leur sont exposés, de sorte que leurs fumées conservent souvent en s'échappant des températures très supérieures à celles des-fours où elles se sont développées. Ces hautes températures provoquent une usure exagérée des matériaux, une surcharge des appareils de récupération des chaleurs perdues et des pertes supplémentaires de chaleur à la cheminée. 



   On sait que certains gaz, qui brûlent normalement en une flamme non rayonnante, peuvent subir une dissociation (cracking) accompagnée de formation de carbone ou d'hydrocarbures lourds si on les maintient pendant un temps suffisant à une température appropriée. Tel est le cas du méthane qui se dissocie de façon importante entre 800 et 1250 C 
Il a été proposé d'utiliser cette propriété pour améliorer le rendement des fours en faisant passer le gaz au travers d'empilages régénérateurs de chaleur préchauffés à la température convenable. Toutefois cette solution exige l'emploi de régénérateurs à inversion, de construction coûteuse et compliquée. 



  En outre, comme au cours d'une période de passage du gaz la température des briques d'empilage varie notablement, la dissociation du gaz subit des variations périodiques qui ont une répercussion nuisible sur la marche du four. De plus, une grande partiedes hydrocarbures et du carbone qui se sont formés par cracking se déposent dans le régénérateur sans atteindre le four. 



   Suivant la présente invention, on évite ces inconvénients en faisant en sorte qu'avant de rencontrer l'air destiné à assurer sa combustion, le gaz alimentant la flamme soit porté à une température élevée, propre à produire sa dissociation, grâce à un apport continu de chaleur prélevée à la flamme ou à l'enceinte 

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 chauffée par celle-ci. A cet effet le cheminement du gaz en voie de dissociation est reta.rde de façon que le gaz subisse pendant un temps appropriél'action de la température élevée, ce retardement   pouvant   êtredû à une augmentation de la section de la conduite, à un   allon-   gemetnt  ,:le  son parcours, ou à ces deux causes réunies. 



   Suivait une dispositio permettant l'exécution facile de ce   procède,   on intercale entre la conduite d'amenée du gaz et le brûleur   une   chambre qui débouche latòralement dans le canal d'amenee on   l'air   au point où la   flamme   doit s'alluner, cette chambre etant chauffée au moins   partielle-Tient   par le rayonnement de la flamme à travers l'ouverture de communication entre la chambre et le brûleur. 



   Cette disposition offre l'avantage de se prêter à un réglege très   commode   des conditions de chauffage du gaz et   particu-   lierement ue sa temperature, réglage qui peut être effectué de plusieurs manières, notamment en réglant l'ouverture de passage de la chambre 'au brûleur, en soumettant les parois de la chambre à un chauffage plus ou moins intense, ou/et en introduisant dans la chambre une certaine quantité d'air pour y brûler une quantité limitée de gaz; on peut aussi faire porter le réglage sur le temps de séjour du gaz en milieu chauffé, en dimensionnant convenablement la   chambre   de cracking ou en obligeant le gaz à contourner des cloisons disposées en chicane de façon à allonger son parcours. 



   Le dessin annexe représente schématiquement, en coupe verticale, une disposition de brûleur de four suivant l'invention, donnée à titre d'exemple. 



   Sur le dessin on a désigne par 1 le canal d'amenée d'air conduisant au brûleur 2 qui   debouche   dans le four 8 du type à bassin ou à réverbère. Dans la'paroi du canal 1 est ménagée une ouverture 3 communiquant avec une chambre 4 alimentée par la conduite de gaz 5. Un obturateur 6 permet de régler suivant les besoins la section de passage de l'ouverture 3. 



   Le mélange du gaz et de l'air se fait en regard de l'ouverture 3. En cet endroit les parois du canal sont portées à haute température d'une part par la flamme naissante, d'autre part par le rayonnement   émis   par les parois internes du four vers le brûleur. Les parois du canal et la flamme naissante rayonnant à leur tour vers la chambre d'admission 4 du gaz et en réchauffant les parois et le gaz qui monte vers le brûleur. 



   Les dimensions de la chambre 4 sont déterminées de façon que le gaz venant de la conduite 5 y séjourne pendant le temps voulu et que les parois en matériaux réfractaires de la chambre présentent une surface suffisante pour assurer les echanges thermiques. Suivant les besoins, il est aise de modifier la section horizontale de la chambre et sa profondeur, de la cloisonner par des parois   supplémentaires   ou de la subdiviser en plusieurs chambres de section totale convenable parcourues en serie ou en parallèle parole courant gazeux. 



   On peut régler la quantité de chaleur rayonnée du brûleur vers la chambre en faisant varier la section de la communication entre la chambre et le brûleur, section sur laquelle on peut agir direc. tement en déplaçant l'obturateur 6. Si ce rayonnement est insuffisant, on peut compléter le chauffage du gaz en exposant une partie des faces extérieures des parois de la chambre à la température du four, comme le sont les parois 9 et 10 communes à la chambre 4 et respectivement au four 8 et au brûleur 2. Dans le cas fréquent où il n'est pas nécessaire de fixer 

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 une vitesse bien déterminée pour l'entrée du gaz dans le brûleur, la température de préchauffage du gaz peut être aisément ré- glée à tout moment en faisant varier l'ouverture 3.

   Dans le cas contraire, ou si pour une autre raison on préfère maintenir constan- te cette section, il est aussi possible de régler instantanément la température de préchauffage a la valeur optimum pour la disso- , ciation, en introduisant en   7,   à la partie inférieure de la chambre
4, une faible quantité d'air prechauffe ou non qui, en brûlant une partie du gaz dans la chambre même, échauffera'le reste de fa- çon à le porter à la température convenable. 



   Ces divers moyens utilisés isolément ou en combinaison   permettent   donc de régler facilement -le fonctionnement du brûleur et de la stabiliser au rendement le plus favorable pour le gaz employé'. 



   La dissociation de gaz tels que les hydrocarbures légers peut ainsi être conduite de façon à produire la flamme la plus lumineuse possible, tout en assurant indépendamment au brûleur les conditions les plus favorables à un bon allumage de la flamme et à sa bonne combustion. 



   Il est bien entendu que des modifications peuvent être apportées à la disposition décrite et représentée et que, notam- ment la chambre de dissociation pourrait être placée sur le canal d'amenée d'air ou à côté de celui-ci. 



   REVENDICATIONS 
1.- Proédé pour augmenter le pouvoir rayonnant des flammes dans les fours caractérise en ce qu'avant de rencontrer l'air destiné à assurer sa combustion, le gaz alimentant la flamme est porté à.une température élevée propre a provoquer sa dissociation grâce à un apport continu de chaleur prélevée à la flamme ou à l'enceinte chauffée par cette flamme.

Claims

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cheminement du gaz en voie de dissociation est retardé par l'effet d'une augmentation de la section de la conduite de fa- çon que le gaz subisse pendant un temps approprié l'action de la température élevée.

3.- Procède suivant,la revendication I, caractérisé en ce que le cheminement du gaz en voie de dissociation est retardé par un allongement de son parcours exposé à la température convenable à la dissociation.

4. - Procéde suivant les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on utilise le rayonnement de la flamme ou le rayonnement des parois chauffées par la flamme pour porter ou contribuer à porter le gaz à une température convenable a sa dissociation.

5.- Procédé., suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on règle le chauffage du gaz en modifiant la section de l'ouverture de communication entre le canal à gaz et le brûleur ou le four.

6. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le chauffage du gaz est assuré en tout ou partie par transmission de'la chaleur du four vers le gaz au travers de parois séparant le four du canal à gaz. <Desc/Clms Page number 4>

7. - Procedé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un chauffage supplémentaire est assure'oar la combustion d'une quantité limitée d'air au sein du gaz, avant que celui-ci rencontre l'air de combustion.

8. - Dispositif pour augmenter le pouvoir radiant des flammes dans les fours, caractérisé en ce qu'en amont du point de rencontre du gaz combustible avec l'air de combustion, il est prévu dans le trajet parcouru par le gaz un passage exposé à la chaleur de la flamme ou/et du four et proportionne de manière à permettre la dissociation du gaz avant sa rencontre avec l'air.

9. - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la conduite amenant le gaz au brûleur avant sa rencontre avec la conduite amenant l'air au brûleur, a une paroi perméable à la chaleur commune avec l'enceinte du four.

10. - Dispositif suivant la revendication 8 ou 9 caractériséen ce que entre la conduite d'amenée du gaz et le bruleur est intercalée une chambre qui débouche latéralement dans le brûleur au point où le gaz doit rencontrer l'air de combustion, cette chambre étant chauffée au moins partiellement par le rayonnement de la flamme au travers de l'ouverture de communication entre la chambre et le brûleur.

11.- Dispositif suivant la revendication 10, caractéri- sé en ce que la chambre est cloisonnée ou subdivisée en plusieurs chambres.

12. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la chambre est munie d'une entrée d'air réglable.

13. - Procédé pour augmenter le pouvoir rayonnant des flammes dans les;brûleurs de fours, en substance tel que ci-dessus décrit.

14. - Dispositif pour augmenter le pouvoir rayonnant des flammes dans les brûleurs de fours, en substance comme ci-dessus décrit avec référence au dessin annexé.