FR2615595A1 - AIR DISTRIBUTION DEVICE FOR SUPPLY AIR BURNER - Google Patents
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Abstract
Description
lispositit de aistributionr. d'air pour brûleur à air souttle La présentethe position of distribution. for air burner souttle The present
invention concerne un dispositif de distribution d'air pour bruleur a air souffle, du type comprenant, en aval d'une turbine disposee iateralement par rapport au brûleur, un certain nombre de tentes longitudinales reparties sur une surface cylindrique disposée axialement par rapport au brûleur et un boisseau susceptible d'être actionne dans le sens axial afin d'obturer The invention relates to an air distribution device for a blast air burner, of the type comprising, downstream of a turbine disposed laterally with respect to the burner, a certain number of longitudinal tents distributed over a cylindrical surface disposed axially with respect to the burner and a valve capable of being actuated in the axial direction in order to close off
partiellement lesdites fentes en vue du réglage de l'admission d'air. partially said slots for adjusting the air intake.
Dans les brûleurs à air souffle, fonctionnant au fioul, au gaz naturel, ou à d'autres combustibles, on réalise le mélange air-combustible, ou plus généralement comburant-combustible, dans un tube de flamme comprenant un accroche-flamme dont le but est de mettre en rotation une masse d'air. De plus, le melange intime air-combustible doit être le plus homogène possible afin d'obtenir une combustion complete. On prévoit donc un exces d'air, mais pour des raisons de rendement, celui-ci devra être le plus reduit possible. Cependant, pour éviter les traces de produits de combustion incomplète, aucune zone du In blast air burners, operating on fuel oil, natural gas, or other fuels, the air-fuel, or more generally oxidant-fuel, mixture is produced in a flame tube comprising a flame holder whose purpose is to rotate an air mass. In addition, the intimate air-fuel mixture must be as homogeneous as possible in order to obtain complete combustion. An excess of air is therefore expected, but for reasons of efficiency, this should be as small as possible. However, to avoid traces of incomplete combustion products, no area of the
mélange, donc de la flamme, ne doit se trouver localement en défaut d'air. mixture, therefore of the flame, must not be locally lacking air.
Par ailleurs, l'air comburant qui passe dans le tube de flamme se divise In addition, the combustion air which passes through the flame tube divides
genéralement en un flux d'air dit primaire, mis en rotation par l'accroche- generally in a so-called primary air flow, rotated by the grip
flamme, qui se mélange directement avec le combustible, et un flux d'air dit secondaire, passant autour de l'accroche-flamme et qui a pour fonction de flame, which mixes directly with the fuel, and a so-called secondary air flow, passing around the flame holder and which has the function of
"pincer" la flamme et d'aérer son pourtour. "pinch" the flame and ventilate its perimeter.
Il apparaît donc à l'évidence qu'il est très important d'obtenir une It is therefore obvious that it is very important to obtain a
homogénéité des vitesses d'air dans le tube de flamme, en avant de l'accroche- homogeneity of the air velocities in the flame tube, in front of the grip
flamme. En outre, un brûleur est étudié pour répondre à une certaine gamme de puissance comprise entre une puissance maximale et une puissance minimale. Par suite, comme la qualité de la combustion doit être maintenue sur toute la gamme de puissance, il est nécessaire, une fois le débit calorifique fixé, d'ajuster le flame. In addition, a burner is designed to respond to a certain range of power between a maximum power and a minimum power. Consequently, since the quality of combustion must be maintained over the entire power range, it is necessary, once the calorific flow rate has been fixed, to adjust the
débit d'air à sa juste valeur.air flow at fair value.
Or, les dispositifs de distribution d'air connus jusqu'à maintenant ne permettent pas d'assurer, quel que soit le débit d'air, une distribution parfaitement homogène. Généralement, on constate une baisse de la qualité du mélange lorsque la puissance diminue et cela est particulièrement sensible lorsque le combustible utilisé est le fioul et que la puissance atteint le bas de However, the air distribution devices known until now do not ensure, whatever the air flow, a perfectly homogeneous distribution. Generally, there is a decrease in the quality of the mixture when the power decreases and this is particularly noticeable when the fuel used is fuel oil and the power reaches the bottom of
gamme des puissances de chauffage domestique, soit environ 10 à 15 kW. range of domestic heating powers, approximately 10 to 15 kW.
La présente invention a donc pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de distribution The main object of the present invention is therefore to remedy these drawbacks and, to do this, it relates to a dispensing device.
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-2- d'air du type susmentionné qui se caractérise essentiellement en ce que la section de passage desdites fentes augmente progressivement au fur et a mesure -2- air of the aforementioned type which is essentially characterized in that the passage section of said slots increases progressively as
que l'on se trouve plus éloigné du flux d'air engendre par la turbine. that we are further from the air flow generated by the turbine.
Grace a cette disposition, il est possible d'égaliser les débits en fonction de la direction générale du flux d'air et donc d'obtenir une plus Thanks to this arrangement, it is possible to equalize the flow rates according to the general direction of the air flow and therefore to obtain a more
grande homogénéité dans le tube de flamme. great homogeneity in the flame tube.
De préférence, les fentes ont un profil en forme de pointe et sont orientées par rapport au boisseau de manière que la pointe corresponde au débit Preferably, the slots have a point-shaped profile and are oriented with respect to the plug so that the point corresponds to the flow rate.
d'air le plus faible.lowest air.
On obtient ainsi une précision de réglage à peu près constante sur toute This gives an almost constant adjustment precision over all
la gamme de puissance du brûleur.the burner power range.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le profil des fentes est conçu de manière que la variation de section de passage entre les différentes fentes évolue en fonction de la position axiale du boisseau. De préférence, la variation est pratiquement nulle pour les faibles débits d'air, In a particular embodiment of the invention, the profile of the slots is designed so that the variation in passage cross section between the different slots varies as a function of the axial position of the plug. Preferably, the variation is practically zero for low air flow rates,
croissante pour les débits moyens et constante pour les grands débits. increasing for medium flows and constant for large flows.
En effet, pour les faibles débits, l'équilibre s'effectue automatiquement, étant donné que la perte de charge est importante, tandis que pour les grands In fact, for low flow rates, equilibrium takes place automatically, since the pressure drop is significant, while for large flows
debits, on recherche surtout l'ouverture maximum. debits, we are mainly looking for the maximum opening.
Une forme d'exécution de 1' invention est décrite ci-après a titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un brûleur à fioul équipe d'un dispositif de distribution d'air soufflé conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en bout du couvercle de la tête de combustion; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue du côté intérieur du couvercle de la tête de combustion; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4; et - la figure 6 est une vue développée des fentes prévues sur le couvercle An embodiment of the invention is described below by way of example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a longitudinal sectional view of an oil burner fitted with a distribution of supply air in accordance with the invention; - Figure 2 is an end view of the cover of the combustion head; - Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 2; Figure 4 is a view from the inside of the cover of the combustion head; - Figure 5 is a sectional view along the line V-V of Figure 4; and - Figure 6 is a developed view of the slots provided on the cover
de la tête de combustion.of the combustion head.
Le brûleur représenté sur la figure 1 comprend tout d'abord, de façon connue en soi, un tube de flamme ou canon 1 à l'intérieur duquel est disposé un injecteur de combustible 2. Le tube de flamme 1 est fixé sur un carter cylindique 3 dans lequel débouche latéralement une gaine 4 équipée d'une turbine --3- destinée à souffler de l'air à l'intérieur du brûleur. De l'autre côté, le carter est obture par un couvercle 6, communément désigné sous le nom de couvercle de The burner shown in FIG. 1 firstly comprises, in a manner known per se, a flame tube or barrel 1 inside which a fuel injector 2 is disposed. The flame tube 1 is fixed on a cylindrical casing 3 into which a sheath 4 opens out laterally equipped with a turbine --3- intended to blow air inside the burner. On the other side, the housing is closed by a cover 6, commonly known as the cover of
tête de combustion.combustion head.
L'injecteur de combustible 2 est centré à l'intérieur du tube de flamme 1 par l'intermédiaire d'un manchon coulissant 7 sur lequel sont fixées quatre ailes 8 venant prendre appui sur la paroi intérieure du tube. L'injecteur se termine par un gicleur 9 et devant le gicleur est disposé un accroche-flamme 10 pourvu en son centre de découpes embouties 11. L'accroche-flamme est fixé sur l'extremité avant des ailes 8 et prend appui à sa périphérie sur six ailettes 12 solidaires de la paroi du tube de flamme 1. L'air soufflé à l'intérieur du brûleur par la turbine 5 se divise ainsi en un flux primaire mis en rotation par les decoupes 11 et un flux secondaire qui passe autour de l'accroche-flamme 10. La position de l'accroche-flamme par rapport au gicleur 9 peut être réglée au moyen d'une vis de fixation 13 destinée à rendre le manchon coulisant 7 The fuel injector 2 is centered inside the flame tube 1 by means of a sliding sleeve 7 on which are fixed four wings 8 which come to bear on the inner wall of the tube. The injector ends with a nozzle 9 and in front of the nozzle is arranged a flame catcher 10 provided in its center with stamped cutouts 11. The flame catcher is fixed on the front end of the wings 8 and is supported at its periphery on six fins 12 integral with the wall of the flame tube 1. The air blown inside the burner by the turbine 5 is thus divided into a primary flow rotated by the cutouts 11 and a secondary flow which passes around the flame holder 10. The position of the flame holder relative to the nozzle 9 can be adjusted by means of a fixing screw 13 intended to make the sliding sleeve 7
solidaire de l'injecteur.secured to the injector.
A l'arrière, l'injecteur est prolongé par un tube 14 d.'amenée du combustible, par exemple du fioul, qui traverse axialement le couvercle 6 par l'intermédiaire d'une ouverture 15. Un bouton de réglage 16, accessible de l'exterieur et coopérant avec une partie filetée du tube 14, permet d'ajuster la position de l'ensemble inJecteur/accroche-flamme à l'intérieur du tube de flamme 1. La rotation de cet ensemble est empêchée par une languette 17, solidaire du At the rear, the injector is extended by a tube 14 d. Supplied with fuel, for example fuel oil, which passes axially through the cover 6 via an opening 15. An adjustment knob 16, accessible from outside and cooperating with a threaded part of the tube 14, makes it possible to adjust the position of the assembly injector / flame holder inside the flame tube 1. The rotation of this assembly is prevented by a tongue 17, in solidarity with
tube 14 et venant en prise dans une fente 18 prévue sur le couvercle 6. tube 14 and engaging in a slot 18 provided on the cover 6.
Sur l'injecteur 2 est également prévu un préchauffeur électrique de combustible 19, dont le câble d'alimentation 20 traverse le couvercle 6 par On the injector 2 is also provided an electric fuel preheater 19, the power cable 20 of which passes through the cover 6 by
l'intermédiaire d'une ouverture 21. through an opening 21.
L'allumage du brûleur s'effectue au moyen de deux électrodes telles que 22, supportées chacune par un porte-électrode 23 et dont le câble d'alimentation The ignition of the burner is carried out by means of two electrodes such as 22, each supported by an electrode holder 23 and whose power cable
haute-tension 24 traverse le couvercle par l'intermédiaire d'une ouverture 25. high-voltage 24 passes through the cover via an opening 25.
Ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur les figures 2 et 3, le couvercle 6 comporte en outre un oeilleton d'inspection 26 et une ouverture 27 pour la mise en place d'une cellule photorésistante 28 permettant de détecter As can be seen more clearly in Figures 2 and 3, the cover 6 further comprises an inspection eyelet 26 and an opening 27 for the establishment of a photoresist cell 28 for detecting
la présence de la flamme.the presence of the flame.
Par ailleurs, le couvercle 6 est pourvu sur sa paroi interne d'une surface cylindrique 29, disposée axialement par rapport au brûleur et dans laquelle sont ménagées un certain nombre de fentes longitudinales 30 par l'intermédiaire desquelles l'air soufflé par la turbine 5 pénètre à l'intérieur du Furthermore, the cover 6 is provided on its internal wall with a cylindrical surface 29, disposed axially with respect to the burner and in which a number of longitudinal slots 30 are formed through which the air blown by the turbine 5 gets inside the
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4- brûleur. La section de passage de ces fentes 30 est contrôlée au moyen d'un boisseau cylindrique 31, placé à l'intérieur de la surface cylindrique 29 et qui est susceptible de se déplacer axialement sous l'action d'un système à vis 32 et écrou 33. La vis 32 est montée rotative dans une ouverture 34 du couvercle 6 de manière à être accesible de l'extérieur, tandis que l'écrou 33 est rendu solidaire du boisseau 31 par l'intermédiaire d'une languette 35. De plus, cette languette 35 fait saillie à l'extérieur à travers une fente 36 du couvercle, formant ainsi une réglette 37 qui est avantageusement pourvue de graduations 4- burner. The passage section of these slots 30 is controlled by means of a cylindrical plug 31, placed inside the cylindrical surface 29 and which is capable of moving axially under the action of a system of screws 32 and nut 33. The screw 32 is rotatably mounted in an opening 34 of the cover 6 so as to be accessible from the outside, while the nut 33 is made integral with the plug 31 by means of a tongue 35. In addition, this tongue 35 projects outside through a slit 36 of the cover, thus forming a strip 37 which is advantageously provided with graduations
permettant de contrôler la position du boisseau. to control the position of the plug.
Conformément à la présente invention, la section de passage des différentes fentes 30 n'est pas identique sur toute la périphérie de la surface 29, mais augmente progressivement au fur et à mesure que l'on se trouve plus éloigné du flux d'air engendré par la turbine 5. Autrement dit, les fentes ménagées dans la surface cylindrique 29 sont plus petites du côté de la turbine 5 que du côté opposé, ceci en vue d'égaliser les débits d'air en fonction de la According to the present invention, the passage section of the different slots 30 is not identical over the entire periphery of the surface 29, but gradually increases as one is further from the air flow generated by the turbine 5. In other words, the slots formed in the cylindrical surface 29 are smaller on the side of the turbine 5 than on the opposite side, this in order to equalize the air flows as a function of the
direction générale du flux.general direction of flow.
Dans l'exemple de réalisation particulier décrit ici et ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur les figures 4 à 6, six fentes 30, délimitées par des saillies 38, ont été prevues dans la surface cylindrique 29. De plus, ces fentes sont réparties par paires de part et d'autre part de l'axe de symétrie 39 du flux engendré par la turbine. Les deux fentes les plus petites 301 sont situées en face du flux d'air, les deux fentes moyennes 302 sont situées latéralement et In the particular embodiment described here and as can be seen more clearly in Figures 4 to 6, six slots 30, delimited by projections 38, have been provided in the cylindrical surface 29. In addition, these slots are distributed in pairs on either side of the axis of symmetry 39 of the flow generated by the turbine. The two smallest slots 301 are located opposite the air flow, the two medium slots 302 are located laterally and
les deux fentes les plus grandes 303 sont situées à l'arrière. the two larger slots 303 are located at the rear.
En réalité et comme cela ressort très clairement de la figure 6, chaque fente est double du fait de la présence au centre d'une dent triangulaire symétrique à double-pente 40. La section de passage de la fente dépend ainsi à In reality and as is very clear from FIG. 6, each slot is double due to the presence in the center of a symmetrical triangular tooth with double slope 40. The passage section of the slot thus depends on
la fois de la hauteur totale de la dent et de la hauteur du changement de pente. both the total height of the tooth and the height of the slope change.
Grâce à cette disposition, la variation de section de passage, ou dissymétrie, entre les différentes fentes, évolue en fonction de la position axiale du Thanks to this arrangement, the variation in passage cross-section, or asymmetry, between the different slots, changes as a function of the axial position of the
boisseau 31.bushel 31.
Pour les faibles débits d'air, correspondant à une faible puissance du brûleur, les fentes sont presque entièrement masquées. Seul le fond des fentes reste ouvert et ce fond a une forme en pointe permettant d'obtenir une grande précision de réglage. On notera en outre que Jusqu'à une hauteur h correspondant au changement de pente de la plus petite dent 40, la variation de la section de passage entre les différentes fentes est pratiquement nulle. En effet, pour les 2 6 1.s 5 9 5 -5- faibles débits, la perte de charge est importante et l'équilibre se retablit For low air flows, corresponding to a low burner output, the slots are almost entirely masked. Only the bottom of the slots remains open and this bottom has a pointed shape allowing high precision of adjustment to be obtained. It will also be noted that up to a height h corresponding to the change in slope of the smallest tooth 40, the variation in the passage section between the different slots is practically zero. Indeed, for 2 6 1.s 5 9 5 -5- low flow rates, the pressure drop is significant and the balance is restored
automatiquement au niveau des entrées d'air. automatically at the air inlets.
Au contraire, au-dela d'une hauteur H correspondant à la hauteur totale de la plus grande dent 40, la variation de section de passage entre les différentes fentes est constante. En effet, pour les grands débits d'air, la On the contrary, beyond a height H corresponding to the total height of the largest tooth 40, the variation in cross section between the different slots is constant. Indeed, for large air flows, the
perte de charge la plus importante se produit au niveau de l'accrocheflamme 10. The most significant pressure drop occurs at the flame holder 10.
Le débit d'air est suffisant pour se répartir de lui-même et l'objectif est alors The air flow is sufficient to distribute itself and the objective is then
de donner la section de passage la plus grande possible. to give the largest cross section possible.
Dans la zone médiane comprise entre les hauteurs h et H, la dissymétrie entre les différentes fentes prend toute son importance. Elle croît progressivement et permet ainsi d'obtenir une distribution parfaitement homogene In the median zone between the heights h and H, the asymmetry between the different slits takes all its importance. It gradually increases and thus allows a perfectly homogeneous distribution to be obtained
de l'air dans le tube de flamme, quel que soit le débit. air in the flame tube, regardless of the flow rate.
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