EP0165233A1 - Bruleur a gaz a post combustion d'une emulsion de peroxyde d'hydrogene - Google Patents
Bruleur a gaz a post combustion d'une emulsion de peroxyde d'hydrogeneInfo
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- EP0165233A1 EP0165233A1 EP19830902955 EP83902955A EP0165233A1 EP 0165233 A1 EP0165233 A1 EP 0165233A1 EP 19830902955 EP19830902955 EP 19830902955 EP 83902955 A EP83902955 A EP 83902955A EP 0165233 A1 EP0165233 A1 EP 0165233A1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/16—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour in which an emulsion of water and fuel is sprayed
Definitions
- the present invention relates to the combustion of gases and to burners whose function is to cause and maintain said combustion by mixing the fuel and the oxidant.
- known devices of this kind some are with atmospheric air (VENTURI system) or with combustion air drawn by a fan; these devices have the disadvantage of using air as oxidant, hence a notable loss of energy due to the fact that only oxygen produces the combustion reaction (1 / 5th), nitrogen, neutral gas, absorbing a significant part of the heat energy during the endothermic process of the chemical reaction, and evacuated in the fumes or rather combustion gases.
- VENTURI system atmospheric air
- combustion air drawn by a fan these devices have the disadvantage of using air as oxidant, hence a notable loss of energy due to the fact that only oxygen produces the combustion reaction (1 / 5th), nitrogen, neutral gas, absorbing a significant part of the heat energy during the endothermic process of the chemical reaction, and evacuated in the fumes or rather combustion gases.
- This proposition is highlighted by the differences in temperature of the hydrogen-oxygen flames, that is 31000
- the present invention relates to the combustion of hydrogen, a simple body having the symbol "H", it appears necessary to report the main parameters: atomic weight "1" in the classification. - Specific weight 0.08982
- the means for pressurizing the emulsion is an electric gear pump with adjustable relief valve, the soluble oil of the emulsion acting as lubricant for this pump.
- the burner also includes a cone intended to separate the H 2 O 2 emulsion from the pre-ignition electric arc, as well as the ionic combustion control probe; it also includes a refractory cast iron disc in front of the nose or nozzle of said burner and adjustable longi tudinally, this disc being pierced with frustoconical holes (nozzles) intended to perfect the dissociation of the emulsion and to "break" the molecules of H 2 O 2 .
- the means for pressurizing the emulsion can be a connection to the city water service coupled to a hydrogen peroxide dispenser.
- the device according to the invention makes it possible, by acting on the flow rate of the emulsion, to regulate the temperature of the flame and to maintain it at the optimum heat for dissociation of the molecules of the emulsion.
- the accompanying drawing is a sectional view of the device, when the means for pressurizing the emulsion is a pump.
- the device comprises: a casing 1 and a cover 2, a nozzle 3, a nozzle flange 4, a gas lance 5 and its injector 6, the gas inlet tube 8. Centered at middle of the gas lance 5, the nozzle line tubing 9 and its atomizer (nozzle) 10, supplied with H 2 O 2 emulsion by the electric gear pump 11; the HT electrodes 12 for ignition of the gas mixture and the ionization electrode 13 for controlling the combustion, a cone at 14 which has the function of protecting the ionization electrode 13.
- the nozzle comprises, in front, the diaphragm in cast iron 15, drilled with bored holes 16.
- the device which is the subject of the invention can be used on all gas burners, making it possible to increase the power by around 50% + without appreciable additional operating costs, thanks to the production of hydrogen and oxygen by the dissociation of the emulsion H 2 O 2 .
- the applications are those of all gas burners, in appreciable savings and safety conditions.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
Appareils de combustion ou brûleurs alimentés en gaz (carburant) et air soufflé (comburant) pour lesquels a été prévu une post-combustion par émulsion de peroxyde d'hydrogène, produisant un rapport d'énergie appréciable et économique (50 %). Cet appareil comprend une ligne de gicleur (9) et son atomiseur (10), alimenté en émulsion H2O2 + huile soluble, par une pompe électrique à engrenage (11), centrés dans une lance d'amenée de gaz (5), l'atomisat ainsi produit se développant au centre de la flamme de gaz; il comprend aussi 2 électrodes d'allumage HT (12) et une sonde d'ionisation (13); un cône de séparation (14) et un diaphragme en fonte (15) percé de trous alésés (16) (tuyères). Parmi les applications, on peut citer les brûleurs à gaz à air soufflé, pour le chauffage des chaudières à eau, à vapeur, à air, etc.
Description
BRUlEUR A GAZ A POST COMBUSTION D'UNE EMULSION DE PEROXYDE D'HYDROGENE La présente invention se rapporte à la combustion des gaz et aux brûleurs ayant pour fonction de provoquer et entretenir ladite combustion par mélange du combustible et du comburant. Dans des appareils connus de ce genre, certains sont à air atmosphérique (système VENTURI) ou à air comburant puisé par un ventilateur ; ces dispositifs ont comme inconvénient d'utiliser l'air comme comburant, d'où une perte d'énergie notable due au fait que seul, l'oxygène produit la réaction de combustion (1/5ème), l'azote, gaz neutre, absorbant une partie notable de l'énergie calorifique au cours du processus endothermique de la réaction chimique, et évacué dans les fumées ou plutôt gaz de combustion. Cette proposition est mise en relief par les différences de température des flammes hydrogène-oxygène, soit 31000K(par rapport au degré absolu °K) et 2600 OK. dans le cas hydrogène-air et ce dans la proportion de 1/2,4 par m3. Si l'on veut connaître le processus de la combustion, il faut en connaître les réactions élémentaires ; il ne suffit pas d'identifier les réactions chimiques élémentaires ; il faut aussi savoir la probabilité de réaction des molécules concernées lorsqu'elles vont se rencontrer, car la majorité des collisions ne donneront pas lieu à réaction
chimique. Les chances de réaction dépendent de la vitesse relative des molécules au moment du choc ; en général, plus celui-ci est violent, plus la réaction a de chance de se produire.
La fréquence des rencontres et la vitesse des molécules augmentant avec la température des gaz, la probabilité de réaction augmente avec cette température. La présente invention se rapportant à la combustion de l'hydrogène, corps simple ayant pour symbole "H", il apparaît nécessaire d'en rapporter les principaux paramètres : poids atomique "1" dans la classification. - Poids spécifique 0.08982
- Densi té 0.06948
- Viscosité x 6.8 15.3
- M. t 1.0080
- 1 dcm3 (1 litre) 0.08982 - 1 m3 89 gr 82
- Coefficient de dilatation cubique x 1063660.3
- Air théorique nécessaire à la combustion 2.4 /1 m3
- Vapeur d'eau 1 - PCS = 3.05 (th.m3) PCI - 2.57 (th.m3) Et la réaction chimique de combustion : 2 H2 + O2 2 H2O
Dans la présente invention et afin d'éviter la déperdition partielle d'énergie, citée précédemment pour l'azote, on injecte dans la flamme du brûleur à gaz d'hydrocarbure ou naturel, et au centre de cette flamme, une émulsion atomisée de peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée) H2O2, d'eau et d'huile soluble, la flamme du brûleur à gaz étant "l'allumette" destinée à provoquer et entretenir la post-combustion de l'émulsion précitée ; la flamme bleue produite par le gaz, à faible pouvoir radiant, prend une teinte orangée, dotée d'un grand pouvoir rayonnant et augmentant ainsi l'efficacité et le rendement de la combustion, par libération de l'hydrogène et de l'oxygène contenus dans l'émulsion ; le pouvoir calorifique initial du gaz,se trouve donc augmenté par la combustion de l'hydrogène produit ; l'eau libérée se transformant en vapeur selon une première variante de réalisation de l'invention. Le moyen de mise en pression de l'émulsion est une pompe électrique à engrenage avec clapet de décharge réglable, l'huile soluble de l'émulsion intervenant comme lubrifiant de cette pompe. Le brûleur comporte également un cône destiné à séparer l'émulsion H2O2 de l'arc électrique de pré-allumage, ainsi que la sonde ionique de contrôle de la combustion ; il comporte aussi un disque en fonte réfractaire en avant du nez ou buse dudit brûleur et réglable longi
tudinalement, ce disque étant percé de trous tronconiques (tuyères) destinés à parfaire la dissociation de l'émulsion et à "casser" les molécules de H2O2.
Selon une deuxième variante, le moyen de mise en pression de l'émulsion peut être un raccordement au service d'eau de ville accouplé à un doseur de peroxyde d'hydrogène.
Le dispositif selon l'invention permet, en agissant sur le débit de l'émulsion, de régler la température de la flamme et de la maintenir à la chaleur optimum de dissociation des molécules de l'émulsion. Le dessin annexé est une vue en coupe du dispositif, lorsque le moyen de mise sous pression de l'émulsion est une pompe.
Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte : un carter 1 et un capot 2, une buse 3, une bride de buse 4, une lance à gaz 5 et son injecteur 6, le tube d'arrivée du gaz 8. Centré au milieu de la lance à gaz 5, la tubulure ligne de gicleur 9 et son atomiseur (gicleur) 10, alimenté en émulsion H2O2 par la pompe électrique à engrenage 11 ; les électrodes H.T. 12 d'allumage du mélange gazeux et l'électrode d'ionisation 13 pour le contrôle de la combustion, un cône en 14 qui a pour fonction de protéger l'électrode d'ionisation 13. La buse comporte, en avant, le diaphragme en
fonte 15,percé des trous alésés 16.
Le dispositif objet de l'invention est utilisable sur tous brûleurs à gaz, en permettant d'en augmenter la puissance d'environ 50% + sans frais supplémentaires d'exploitation appréciables, grâce à la production d'hydrogène et d'oxygène par la dissociation de l'émulsion H2O2.
Les applications sont celles de tous les brûleurs à gaz, dans des conditions d'économies et de sécurité appréciables.
Claims
REVENDICATIONS
1) Brûleur à gaz à post combustion d'une émulsion de pêrojeyde d'hydrogène atomisée, associée à une pompe électrique à engrenage 11 et un atomiseur 10 caractérisé par le fait que la combustion est amorcée par la lance à gaz 5.
2) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise en pression de l'émulsion de peroxyde d'hydrogène est une pompe à engrenage 11.
3) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pulvérisation de l'émulsion est assurée par l'atomiseur 10.
4) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 1 caractérisé en ce que la dissociation de l'émulsion de peroxyde d'hydrogène est assurée par le diaphragme en fonte 15.
5) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diaphragme 5 est percé de trous alésés.
6) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 5 caractérisé en ce que les trous alésés 16 sont en forme de tuyères tronconiques.
7) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cône tronqué 14 protège le fonctionnement de l'arc H.T. 12 et l'élec trode d'ionisation 13.
8) Brûleur à gaz à post combustion selon la revendication 7 caractérisé en
ce que l'arc H.T. 12 enflamme le gaz de pré combustion de la lance 5.
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Non-Patent Citations (1)
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