Procédé de combustion et brûleur à pulverisation de combustible mettant en oeuvre un tel procédé

Abstract

 L'invention est relative à un procédé de combustion, notamment utilisé pour la fusion du verre, dans lequel l'alimentation en combustible est assurée par au moins un brûleur (5) équipé d'au moins un injecteur (1) comportant un conduit d'amenée (2) de combustible liquide, de type fioul, présentant au moins une paroi interne (25) et un conduit (3) d'amenée de fluide de pulvérisation disposé concentriquement par rapport audit conduit d'amenée de combustible liquide.
Selon l'invention, immédiatement avant d'éjecter le combustible liquide de son conduit d'amenée, on le met sous la forme d'un jet creux épousant substantiellement la paroi interne.
L'invention concerne également un brûleur mettant en oeuvre un tel procédé.
Application à la réduction des NO_x, plus particulièrement dans un four de verrerie.

Description

[0001] La présente invention est relative à un procédé et dispositif de combustion dans lequel l'alimentation en combustible est assurée par au moins un brûleur équipé d'au moins un injecteur.

[0002] L'invention sera plus particulièrement décrite pour une utilisation pour la fusion du verre dans les fours de verrerie, notamment les fours pour la fabrication de verre plat de type float ou les fours pour la fabrication de verre creux d'emballage, par exemple les fours fonctionnant en inversion du type de ceux utilisant des régénérateurs (récupérateurs d'énergie) mais elle n'est pas pour autant limitée à de telles applications.

[0003] La plupart des procédés de combustion du type précité notamment ceux utilisés dans les fours de verrerie sont confrontés à des problèmes d'émission, non désirée de NO_x dans les fumées de combustion.

[0004] Les NO_x ont une influence néfaste à la fois sur l'être humain et sur l'environnement. En effet, d'une part le NO₂ est un gaz irritant à la source des maladies respiratoires. D'autre part, au contact de l'atmosphère, ils peuvent former progressivement des pluies dites acides. Enfin, ils engendrent une pollution photochimique puisqu'en combinaison avec les composés organiques volatiles et le rayonnement solaire, les NO_x sont à l'origine de la formation de l'ozone dite troposphérique dont l'augmentation de concentration à basse altitude devient nocive pour l'être humain, surtout en période de forte chaleur.

[0005] Toutes ces raisons font que les normes en vigueur au sujet des NO_x deviennent de plus en plus exigeantes. Or, du fait même de l'existence de ces normes, les fabricants de four, tels que ceux des fours verriers, se préoccupent, de manière constante, de imiter au maximum les émissions de NO_x, de préférence à un taux inférieur à 500 mg/m³ de fumées.

[0006] Les paramètres qui influent sur la formation des NO_x ont déjà été analysés. Il s'agit essentiellement de la température, car au-delà de 1300°C l'émission des NO_x croît de manière exponentielle, de l'excès d'air puisque la concentration des NO_x dépend de la racine carrée de celle de l'oxygène ou encore de la concentration en N₂.

[0007] De nombreuses techniques ont déjà été proposées pour réduire l'émission des NO_x.

[0008] Une première technique consiste à faire intervenir un agent réducteur sur les gaz émis afin que les NO_x soient convertis en azote. Cet agent réducteur peut être de l'ammoniac mais on connaît les inconvénients engendrés tels que la difficulté de stocker et manipuler un tel produit. Il est également possible d'utiliser un gaz naturel comme agent réducteur, mais cela se fait au détriment de la consommation du four et augmente les émissions de CO₂.

[0009] Il est donc préférable, sans que cela soit obligatoire, de s'affranchir de cette technique en adoptant des mesures dites primaires.

[0010] Ces mesures sont ainsi appelées car on ne cherche pas à détruire les NO_x déjà formés, comme dans la technique décrite ci-dessus, mais plutôt à empêcher leur formation, par exemple au niveau de la flamme. Ces mesures sont en outre plus simples à mettre en oeuvre et, par conséquent, plus économiques. Elles peuvent toutefois ne pas se substituer complètement à la technique précitée mais venir la compléter avantageusement. Ces mesures primaires constituent de toute façon un préalable indispensable pour diminuer la consommation de réactifs des mesures secondaires.

[0011] On peut, en fait, classer de manière non limitative les mesures existantes en plusieurs catégories :

• une première catégorie consiste à réduire la formation de NO_x à l'aide de la technique dite de "reburning" par laquelle on crée une zone en défaut d'air au niveau de la chambre de combustion d'un four. Cette technique présente en outre l'inconvénient d'augmenter la température au niveau des empilages de régénérateurs et, le cas échéant, de prévoir une conception spécifique des régénérateurs et de leurs empilements, tout particulièrement en termes d'étanchéité et de résistance à la corrosion.
• une deuxième catégorie consiste à agir sur la flamme en empêchant, à tout le moins en réduisant, la formation des NO_x à son niveau. Pour cela, on peut par exemple chercher à réduire l'excès d'air de combustion. Il est également possible de chercher à limiter les pics de température en maintenant la longueur de flamme, et à augmenter le volume du front de flammes pour réduire la température moyenne au sein de la flamme. Une telle solution est par exemple décrite dans les demandes de brevet français FR 96/08663 et internationale PCT/FR/97 01244 respectivement déposées le 11 juillet 1996 et le 09 juillet 1997. Elle consiste en un procédé de combustion pour la fusion du verre, dans lequel l'alimentation en combustible et l'alimentation en carburant s'effectuent toutes deux de manière à étaler dans le temps le contact combustible/comburant et/ou à augmenter le volume de ce contact en vue de réduire l'émission des NO_x.

[0012] Le but de l'invention est de proposer un nouveau procédé et dispositif de combustion, dans lesquels le combustible est un combustible liquide, qui permettent d'allonger la flamme et/ou de diminuer les pics de températures à l'intérieur de celle-ci en vue de réduire la formation de NO_x.

[0013] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de combustion et un dispositif s'y rapportant, adaptés à toutes les configurations de four de verrerie existantes, qui permettent d'obtenir un transfert thermique optimal, notamment en fournissant une flamme de longueur adéquate et de volume suffisamment important pour favoriser la couverture maximale du bain des matières vitrifiables en fusion.

[0014] Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé de combustion, notamment utilisé pour la fusion du verre, dans lequel l'alimentation en combustible est assurée par au moins un brûleur équipé d'au moins un injecteur comportant un conduit d'amenée de combustible liquide, du type fou, présentant au moins une paroi interne et un conduit d'amenée de fluide de pulvérisation disposé concentriquement par rapport audit conduit d'amenée de combustible liquide. Selon l'invention, immédiatement avant d'éjecter le combustible liquide de son conduit d'amenée, on le met sous la forme d'un jet creux épousant substantiellement ladite paroi interne.

[0015] La solution selon l'invention répond partaitement au problème posé. En effet, en créant ainsi un écoulement du combustible liquide très spécifique juste avant qu'il ne débouche de son conduit d'amenée, on rend possible une pulvérisation mécanique accrue du combustible liquide par le fluide de pulvérisation à sa sortie du conduit, ce qui permet d'obtenir une très grande hétérogénéité des gouttelettes de ce même combustible, et donc d'éviter que leur brûlage ne se fasse avec une trop grande rapidité, source de formation des NO_x.

[0016] Par voie de conséquence, pour une température de flamme désirée, on peut se permettre, de manière très avantageuse, d'amener moins de comburant en entrée, et donc, en racine de flamme, ce qui diminue encore les risques de formation des NO_x.

[0017] La solution selon l'invention ne se substitue pas nécessairement aux techniques existantes citées en préambule et vient, le cas échéant les compléter très avantageusement.

[0018] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on éjecte le combustible liquide avec une pression motrice d'alimentation d'au moins 1,2 MPa.

[0019] On s'assure ainsi, quelle que soit la configuration particulière du four dans lequel le procédé selon l'invention est mis en oeuvre, à coup sûr, d'une fragmentation du combustible liquide nécessaire pour éviter, comme précisé plus haut, une vitesse de brûlage trop élevée.

[0020] De manière préférée, on éjecte le combustible liquide à une température comprise entre 100 et 150°C, de préférence encore entre 120 et 135°C.

[0021] Une telle gamme de températures permet d'amener n'importe quel type de combustible liquide utilisé dans les installations actuelles, en particulier les fours de verrerie, à la viscosité requise immédiatement avant qu'il ne soit éjecté de son conduit d'amenée. Cette viscosité peut de manière avantageuse être au moins égale à 5.10^-6 m²/s, notamment comprise entre 10^-5 et 2.10^-5 m²/s.

[0022] Selon une autre caractéristique de l'invention, on éjecte le combustible liquide selon un cône d'angle d'ouverture d'au moins 10°, notamment compris entre 10° et 20°.

[0023] De telles valeurs permettent, indépendamment de la géométrie du conduit d'amenée de combustible liquide et de son dimensionnement, non seulement d'avoir systématiquement une interférence entre le jet de fluide de pulvérisation et les gouttelettes de combustible liquide, interférence nécessaire dans le cadre de l'invention, mais également une dispersion de la taille de ces mêmes gouttelettes optimale telle que la flamme résultante soit homogène en température sur toute sa longueur.

[0024] Pour ce qui est du fluide de pulvérisation, on l'éjecte, de manière très avantageuse à un débit d'au plus 40 Nm³/h.

[0025] Bien évidemment, la valeur du débit du fluide de pulvérisation est corrélée à celle de la pression de ce même fluide, pression qu'il y a lieu de limiter au maximum. En ayant une valeur de débit maximale telle que celle mentionnée ci-dessus, on parvient à obtenir une longueur de flamme suffisante pour toutes les configurations de four de verrerie existantes.

[0026] L'invention a également pour objet un brûleur équipé d'au moins un injecteur, notamment apte à mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, comportant un conduit d'amenée de combustible liquide, du type fioul, présentant au moins une paroi interne et un conduit d'amenée de fluide de pulvérisation disposé concentriquement par rapport au conduit d'amenée de combustible liquide. Il est remarquable en ce que le conduit d'amenée de combustible liquide comporte au moins un moyen pour mettre le combustible liquide sous la forme d'un jet creux épousant substantiellement la paroi interne, immédiatement avant de l'éjecter.

[0027] Selon un mode de réalisation, le conduit d'amenée de combustible liquide comprend au moins un tube cylindrique.

[0028] Selon ce mode de réalisation, le moyen précité comprend avantageusement une buse fixée, de préférence par vissage, au bout du tube cylindrique. Une géométrie de la buse particulièrement adaptée au brûleur selon l'invention est telle qu'elle comporte à son extrémité aval une chambre de giration de forme tronconique prolongée par un embout dont la paroi interne est cylindrique.

[0029] On précise, dans le cadre de l'invention, que les termes "aval" et "amont" doivent être compris par référence à la direction d'amenée du combustible liquide.

[0030] Ainsi l'extrémité aval de la buse désigne l'extrémité qui est la plus éloignée de la source d'alimentation du combustible liquide et, donc, la plus proche de l'endroit où le combustible est éjecté de son conduit d'amenée. D'une manière particulièrement préférée, l'angle au sommet θ de la chambre de giration est d'au moins 30°, de préférence égal à 60°, ce qui permet de minimiser les pertes de charge du combustible liquide en écoulement.

[0031] Selon une variante préférée de l'invention, le moyen précité comprend au moins un élément obturant substantiellement le conduit d'amenée de combustible liquide et percé de canaux, notamment cylindriques, obliques par rapport à la direction d'amenée du combustible liquide.

[0032] Cet élément est déterminant dans le cadre de l'invention, car c'est lui qui, par sa géométrie particulière, confère au combustible liquide un écoulement conforme à ce qui précède et lui donne un niveau d'énergie mécanique suffisamment élevé pour qu'il puisse être pulvérisé à la sortie de son conduit d'amenée sous la forme de gouttelettes dont la dispersion de taille est optimale.

[0033] Les canaux peuvent être avantageusement uniformément répartis sur la circonférence de l'élément.

[0034] Cet élément est de forme autorisant son insertion dans le conduit d'amenée de combustible liquide et peut par exemple être un cylindre, de préférence à deux faces sensiblement parallèles entre elles. Ces faces sont par ailleurs orientées préférentiellement dans une direction perpendiculaire à la direction d'amenée du combustible liquide.

[0035] D'une manière plus avantageuse, l'orientation de chacun des canaux est choisie de telle sorte que leur génératrice fasse un angle α d'au moins 10°, notamment compris entre 15 et 30°, de préférence égal à 20°, avec la direction d'amenée du combustible liquide.

[0036] Cette orientation particulière permet d'obtenir une synergie entre tous les jets "divisés" de combustible liquide à leur sortie des canaux correspondants de telle sorte que lorsqu'ils viennent frapper la partie aval du conduit d'amenée, en particulier la chambre de giration de la buse précitée, ils n'interfèrent pas entre eux et concourent à la création, en aval, d'un jet creux unique épousant la paroi interne.

[0037] Selon une caractéristique additionnelle, l'élément peut être monté, en amont de la buse, de manière étanche dans le conduit d'amenée de combustible liquide, de préférence contre la chambre de giration.

[0038] En ce qui concerne le conduit d'amenée de fluide de pulvérisation, il comprend préférentiellement au moins un tube cylindrique au bout duquel est fixé, de préférence par vissage, un bloc percé d'un orifice dans lequel s'insère au moins une partie de la buse conforme à l'invention.

[0039] De préférence, l'orifice du bloc et la paroi externe de la partie de la buse qui s'insère dedans sont disposés de manière concentrique. Cette disposition préférée peut d'ailleurs être obtenue par le vissage précité susceptible d'assurer l'auto-centrage des éléments décrits ci-dessus, à savoir l'orifice du bloc par rapport à la partie de la buse qui s'insère dedans.

[0040] Cette concentricité est avantageuse dans la mesure où en son absence il y a un risque de formation de très grosses gouttelettes du combustible liquide, du type fioul, à la périphérie du jet creux, ce qui peut entraîner une combustion médiocre avec notamment une augmentation du seuil d'apparition du CO.

[0041] De même, il est préférable que la partie terminale de la buse soit parfaitement alignée dans le plan défini par la face du bloc dépourvue de contact avec le fluide de pulvérisation et sur laquelle débouche l'orifice. En effet, un alignement incorrect implique une modification de l'aérodynamique du combustible liquide et du fluide de pulvérisation à leur sortie de leur conduit d'amenée respectif.

[0042] De manière avantageuse, l'injecteur conforme à l'invention qui vient d'être décrit est monté de manière étanche dans un bloc en matériau réfractaire à l'aide d'un dispositif d'étanchéité comportant une plaque munie d'ailettes de refroidissement. Un tel montage étanche empêche toute arrivée d'air parasite au niveau de l'extrémité aval de l'injecteur, air parasite particulièrement nuisible dans la mesure où il augmente la teneur en oxygène dans la racine de flamme qui constitue la partie la plus chaude de cette dernière.

[0043] Selon une autre caractéristique, le brûleur conforme à l'invention comporte en outre un support réglable sur lequel est fixé l'injecteur décrit précédemment et une buse de ventilation orientée vers l'extrémité aval de l'injecteur, plus particulièrement vers la plaque précitée.

[0044] Le support est de préférence réglable en inclinaison, en azimut et en translation notamment pour venir s'appuyer sur la plaque du dispositif d'étanchéité.

[0045] La buse de ventilation, quant à elle, souffle de l'air, ce qui permet d'éviter une surchauffe excessive localement au niveau de l'extrémité aval de l'injecteur.

[0046] L'invention a enfin pour objet un brûleur équipé d'au moins un injecteur comportant un conduit d'amenée de combustible liquide, du type fioul, présentant au moins une paroi interne et un conduit d'amenée de fluide de pulvérisation disposé concentriquement par rapport au conduit d'amenée de combustible liquide remarquable en ce que le conduit d'amenée de combustible liquide comporte au moins un diffuseur.

[0047] Les avantages amenés par le brûleur décrit ci-dessus sont indéniables. Outre le tait qui génère bien moins de NO_x qu'auparavant dans la chambre de combustion, par exemple un four, son fonctionnement est assuré avec un débit de fluide de pulvérisation bien moindre, ce qui rend possible une utilisation plus large et plus souple du comburant et, donc, en final permet l'obtention de meilleurs résultats du point de vue énergétique.

[0048] L'invention s'applique à tous types de configurations de four, notamment de verrerie, tels que les fours à boucle, à brûleurs transversaux, à inversion... Elle s'utilise plus particulièrement pour réduire l'émission des NO_x.

[0049] Enfin, elle vient compléter très avantageusement la technique décrite dans les demandes de brevet français FR 96/08663 et internationale PCT/FR97/01244 précitées, technique appartenant notamment à la technologie développée par la Société SAINT-GOBAIN VITRAGE sous la dénomination "FENIX".

[0050] D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortiront ci-après à la lecture d'un exemple de réalisation, non limitatif, décrit en référence aux figures, qui représentent :

• figure 1 : une vue schématique en coupe partielle d'un injecteur selon l'invention,
• figure 2 : une vue en coupe verticale d'une paroi d'un four de verrerie comportant un brûleur équipé de l'injecteur selon la figure 1.

[0051] On précise tout d'abord que, par souci de clarté, les figures 1 et 2 sont schématiques et ne respectent pas les proportions relatives entre les différents éléments.

[0052] La figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un injecteur 1 conforme à l'invention.

[0053] Cet injecteur 1 se compose de deux alimentations en fluide, à savoir respectivement le conduit d'amenée du combustible liquide 2 et celui du fluide de pulvérisation 3.

[0054] Le combustible liquide utilisé dans le cadre de l'invention est un combustible fossile liquide couramment utilisé dans les dispositifs de combustion pour chauffer les matières vitrifiables dans un four de verrerie. Il peut par exemple s'agir de fioul lourd. Le fluide de pulvérisation est, de même, celui que l'on trouve de manière usuelle sur les installations courantes et qui sert à pulvériser le combustible liquide précité. Cela peut par exemple être de l'air (appelé dans ce cas air primaire par opposition à l'air secondaire qui sert de comburant principal). Il peut également s'agir de gaz, d'oxygène (dans le cas d'une oxycombustion) ou de vapeur.

[0055] Les conduits d'amenée du combustible liquide et du fluide de pulvérisation précités sont respectivement reliés, en amont de l'écoulement de chacun des deux fluides, à un circuit provenant d'une source de combustible liquide et une source de fluide pulvérisation non représentées.

[0056] Le conduit d'amenée de combustible liquide 2 est constitué essentiellement d'un tube cylindrique 21 au bout duquel est vissée une buse 22.

[0057] Celle-ci comporte à son extrémité aval une chambre de giration 23 de forme tronconique prolongée par un embout 24 de paroi interne 25 cylindrique. L'angle au sommet θ de la chambre de giration 23 est égal à 60°, valeur choisie pour les raisons expliquées ci-après.

[0058] A l'intérieur de la buse 22 précitée se trouve disposé un cylindre 4 monté de manière étanche en butée contre la chambre de giration 23.

[0059] Le cylindre 4 comporte des canaux 41 uniformément répartis sur sa circonférence et présente deux faces 42, 43 parallèles entre elles et sensiblement perpendiculaires à la direction d'amenée du combustible liquide symbolisée par la flèche f sur la figure 1, direction par ailleurs identique à celle du fluide de pulvérisation.

[0060] Les canaux 41 sont cylindriques, leur génératrice faisant un angle α de 20° avec la direction mentionnée ci-dessus.

[0061] Le conduit d'amenée de fluide de pulvérisation 3, quant à lui, se compose essentiellement d'un tube cylindrique 31 au bout duquel est vissé un bloc 32 dont l'épaulement intérieur 33 vient buter contre l'extrémité aval du tube 31.

[0062] Le bloc 32 est percé d'un orifice 34 de forme permettant l'emboîtement d'une partie de la buse 22.

[0063] Le bloc 32 présente également du côté de l'orifice 34 une partie saillante 35 qui permet par vissage du bloc 32 sur le tube cylindrique 31 d'assurer un partait auto-centrage de la paroi externe 26 de l'embout 24 à l'intérieur de l'orifice 34.

[0064] Autrement dit, du fait de leurs formes complémentaires, la concentricité des deux éléments 26, 34 précités est parfaitement assurée, ce qui évite, comme il le sera explique ci-dessous, d'avoir une modification non désirée de la dispersion de taille des gouttelettes du combustible liquide à leur sortie du conduit 2.

[0065] La dimension d de la partie du bloc 32 en contact avec le tube cylindrique 31 doit être calculée avec précision, de telle sorte que l'alignement de la partie terminale 36 de la buse dans le plan (Π) soit parfaitement réalisé. Ce plan Π est celui défini par la face externe 37 du bloc, c'est-à-dire celle dépourvue de contact avec le fluide de pulvérisation et sur laquelle débouche l'orifice 34.

[0066] Un tel agencement contribue à conserver l'aérodynamique des deux fluides à leur sortie de leur conduit d'amenée respectif.

[0067] On se réfère maintenant à la figure 2 qui représente une vue en coupe verticale d'une paroi d'un four de verrerie comportant un brûleur 5 équipé de l'injecteur conforme à la figure 1.

[0068] Dans cette configuration particulière, on voit que le brûleur 5 comporte un support 6 réglable en inclinaison, en azimut et en translation.

[0069] Sur ce support réglable 6 est fixé l'injecteur 1 qui vient s'appuyer contre les parois d'un bloc 7 en matériau réfractaire, par l'intermédiaire d'une plaque 8 munie d'ailettes de refroidissement. Le bloc 7 en matériau réfractaire est lui-même monté dans une ouverture de la paroi du four 9.

[0070] Le brûleur 5 comporte également une buse de ventilation 10 orientée vers la plaque précitée.

[0071] On voit enfin deux tuyaux flexibles d'amenée 11, 12 reliés respectivement aux sources d'alimentation du combustible liquide et de fluide de pulvérisation, sources non représentées.

[0072] Le fonctionnement du brûleur va maintenant être expliqué ci-après.

[0073] A la traversée du cylindre 4 le combustible liquide, amené via le tube cylindrique 21, est divisé en autant de jets individuels qu'il y a de canaux tangentiels 41.

[0074] Les jets individuels arrivent alors dans la chambre de giration 23 en venant frapper ses parois, avec un minimum de pertes de charge du fait même de la valeur de l'angle au sommet θ égale à 60°.

[0075] La répartition uniforme des canaux tangentiels 41 et l'inclinaison α égale à 20° de la génératrice sur toute la circonférence du cylindre 4 de chacun de ces canaux ont pour conséquence une centrifugation de l'ensemble des jets individuels contre a paroi de la chambre de giration 23 sans pour autant qu'ils interfèrent entre eux.

[0076] Cette centrifugation au niveau de la chambre de giration contribue, en aval, à ce que le combustible suive une trajectoire hélicoïdale en se mettant sous la forme d'un jet creux épousant quasi-parfaitement la paroi interne 25 de l'embout 24.

[0077] A la sortie de l'embout 24, le combustible liquide a ainsi acquis une énergie mécanique maximale et, sous l'influence du fluide de pulvérisation, il éclate véritablement en gouttelettes très fines dont la dispersion de taille est optimale. Une telle dispersion rend la flamme issue du brûleur et une fois activée par le comburant principal très homogène en température sur toute sa longueur.

[0078] Qui plus est, une telle pulvérisation du combustible allonge considérablement, pour un même débit de combustible, la flamme par rapport à une pulvérisation qui serait provoquée par le même injecteur 1 sans cylindre 4.

[0079] Le dimensionnement du cylindre 4 doit être réalisé de telle sorte que le remplissage ne soit jamais réalisé et que l'on obtienne, conformément à l'invention, toujours un jet creux épousant de manière substantielle cette paroi interne.

[0080] Les différents paramètres que sont le nombre, l'inclinaison α et le dimensionnement des canaux 41, doivent être déterminés en fonction du débit de l'injecteur 1 désiré.

[0081] Ce débit désiré est lui-même déterminé à partir du type de four sur lequel on désire installer l'injecteur, de ses paramètres de fonctionnement tels que la tirée, ainsi que de la nature du combustible liquide utilisé.

[0082] Bien évidemment, ces valeurs peuvent être établies de façon empirique sans aucune difficulté par l'homme de l'art qui peut également établir des abaques en réalisant des essais.

[0083] L'homme du métier veillera également à choisir un état de surface respectivement de la chambre de giration, des canaux, et de l'embout des parois internes, soigné de manière à s'assurer d'un minimum de pertes de charge due aux frottements du(des) jet(s) de combustible liquide balayant ces mêmes éléments à grande vitesse.

[0084] L'injecteur qui vient d'être décrit est de conception simple et peu coûteuse. Il est, en outre, intégralement et aisément démontable et adaptable sur les installations déjà existantes.

[0085] Le four précédemment décrit émet bien moins de NO_x, sans crainte d'une combustion réductrice nuisible éventuellement à la teinte du verre.

[0086] Le procédé de combustion et le brûleur selon l'invention sont particulièrement adaptés à la fabrication de verre de haute qualité notamment optique, tel que le verre plat élaboré par flottage.

[0087] L'invention s'applique particulièrement aux combustibles de type fuel lourd et elle permet de faire circuler de très gros débits (500 à 600 kg/h) de ce type de combustible sur un seul injecteur conforme à l'invention.

[0088] Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention, à savoir une pulvérisation d'un combustible liquide mis sous la forme d'un jet creux immédiatement avant d'être éjecté à l'aide d'un fluide de pulvérisation tel que l'air dont la conduite est assurée de telle sorte à ce qu'il sorte exclusivement selon l'axe de la paroi interne du conduit d'amenée du combustible sans aucune composante hélicoïdale.

Revendications

1. Procédé de combustion, notamment utilisé pour la fusion du verre, dans lequel l'alimentation en combustible est assurée par au moins un brûleur (5) équipé d'au moins un injecteur (1) comportant un conduit (2) d'amenée de combustible liquide, du type fioul, présentant au moins une paroi interne (25) et un conduit (3) d'amenée de fluide de pulvérisation disposé concentriquement par rapport audit conduit d'amenée de combustible liquide, caractérisé en ce qu'immédiatement avant d'éjecter le combustible liquide de son conduit d'amenée, on le met sous la forme d'un jet creux épousant substantiellement ladite paroi interne.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on éjecte le combustible liquide avec une pression motrice d'alimentation d'au moins 1,2 MPa.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ejecte le combustible liquide à une température comprise entre 100 et 150°C, de préférence entre 120 et 135°C.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on éjecte le combustible liquide à une viscosité d'au moins 5.10^-6 m²/s, notamment comprise entre 10^-5 et 2.10^-5 m²/s.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on éjecte le combustible liquide selon un cône d'angle d'ouverture d'au moins 10°, notamment compris entre 10° et 20°.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on éjecte le fluide de pulvérisation à un débit d'au plus 40 Nm³/h.

7. Brûleur (5) équipé d'au moins un injecteur (1), notamment apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des quelconques des revendications précédentes, comportant un conduit d'amenée (2) de combustible liquide, du type fioul, présentant au moins une paroi interne (25) et un conduit (3) d'amenée de fluide de pulvérisation disposé concentriquement par rapport audit conduit d'amenée de combustible liquide, caractérisé en ce que ledit conduit d'amenée de combustible liquide comporte au moins un moyen (4) pour mettre le combustible liquide sous la forme d'un jet creux épousant substantiellement ladite paroi interne, immédiatement avant de l'éjecter de son conduit d'amenée.

8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le conduit d'amenée de combustible liquide comprend au moins un tube cylindrique (21).

9. Brûleur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit moyen comprend une buse (22) fixée, de préférence par vissage, au bout du tube cylindrique.

10. Brûleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la buse comporte à son extrémité aval une chambre de giration (23) de forme tronconique prolongée par un embout (24) dont la paroi interne (25) est cylindrique.

11. Brûleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'angle au sommet θ de la chambre de giration est d'au moins 30°, de préférence égal à 60°.

12. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que ledit moyen comprend au moins un élément (4) obturant substantiellement le conduit d'amenee de combustible liquide et perce de canaux (41), notamment cylindriques, obliques par rapport à la direction d'amenée du combustible liquide.

13. Brûleur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les canaux sont uniformément répartis sur la circonférence de l'élément.

14. Brûleur selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que ledit élément est un cylindre, de préférence à deux faces (42, 43) sensiblement parallèles entre elles.

15. Brûleur selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la génératrice de chacun desdits canaux fait un angle a d'au moins 10°, notamment compris entre 15 et 30°, de préférence égal à 20°, avec la direction d'amenée du combustible liquide.

16. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que ledit élément est monté en amont de la buse de manière étanche dans le conduit d'amenée de combustible liquide, de préférence en butée contre la chambre de giration.

17. Brûleur selon l'une des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que le conduit (3) d'amenée de fluide de pulvérisation comprend au moins un tube cylindrique (31) au bout duquel est fixé, de préférence par vissage, un bloc (32) percé d'un orifice (34) dans lequel s'insère au moins une partie de la buse (24).

18. Brûleur selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'orifice (34) du bloc et la paroi externe (26) de la partie de la buse qui s'insère dedans sont disposés de manière concentrique.

19. Brûleur selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que la partie terminale (36) de la buse est parfaitement alignée dans le plan défini par la face du bloc dépourvue de contact avec le fluide de pulvérisation et sur laquelle débouche l'orifice.

20. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 7 à 19, caractérisé en ce que ledit injecteur (1) est monté de manière étanche dans un bloc (7) en matériau réfractaire à l'aide d'un dispositif d'étanchéité comportant une plaque (8) munie d'ailettes de refroidissement.

21. Brûleur selon l'une quelconque des revendications 7 à 20, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un support (6) réglable sur lequel est fixé ledit injecteur et une buse de fluide de ventilation (10) orientée vers l'extrémité aval dudit injecteur.

22. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou du brûleur selon l'une des revendications 7 à 21 pour réduire l'émission de NO_x, plus particulièrement dans un four de verrerie.

Dessins