FR2653533A1

FR2653533A1 - Bruleur a gaz.

Info

Publication number: FR2653533A1
Application number: FR9013263A
Authority: FR
Inventors: Joyce John Vincent
Original assignee: Bowin Designs Pty Ltd
Current assignee: Bowin Designs Pty Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1991-04-26
Anticipated expiration: 2010-10-22
Also published as: GB9022667D0; FR2653533B1; GB2237104A; DE4033296A1; IT9083505A1; GB2237104B; US5340305A; DE4033296C2; IT1242663B; IT9083505A0

Abstract

Brûleur à gaz, comprenant en combinaison une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combustion formée par un matériau conducteur (9) poreux résistant à la chaleur, une alimentation en combustible, un dispositif (3) pour mélanger et distribuer l'air et le gaz s'étendant à l'intérieur de ladite chambre, le dispositif de distribution étant propre à fournir un mélange air/gaz avec une composante en air au moins égale à celle qui serait nécessaire pour une combustion théorique complète, et un système pour distribuer le combustible à partir de l'alimentation pour obtenir sur ladite surface de combustion une température de combustion prédéterminée, choisie de manière à réduire la formation d'oxyde d'azote dans les produits de combustion jusqu'à environ 5 ng/Joule ou moins.

Description

La présente invention concerne des brûLeurs et en particulier des

brûleurs qui produisent de faibles niveaux d'émission d'oxyde d'azote.

La présente invention a été tout d'abord développée en vue d'être utilisée dans des radiateurs de chauffage au gaz par convexion sans cheminée d'évacuation et sera décrite en référence à cette application particulière. Cependant on comprendra par la discussion qui suit que la présente invention n'est pas limitée à ce domaine d'utilisation particulier.

Les brûLeurs à gaz non ventilés sont largement utilisés comme appa-

reils de chauffage dans des habitations et dans d'autres bâtiments. Leur

efficacité thermique vient de leurs aptitudes à réduire les taux d'in-

filtration d'air, mais ils peuvent être une source de pollution interne particulièrement en ce qui concerne les quantités de NOx et notamment

NO2 formées.

NOX est un terme utilisé pour désigner les oxydes d'azote "dans leur ensemble" et en particulier NO, N20 et NO2. NO et N20 par exemple constituent une préocupation pour l'environnement extérieur en particulier pour leur rapport avec la pluie acide, l'ozone et le brouillard photo-chimique. Cependant NO2 constitue une plus grande préocupation pour les autorités médicales par suite des effets sur la

fonction pulmonaire.

Des recherches médicales effectuées durant les années 1980 ont

montré que des niveaux NO2 bien inférieurs à ceux qu'on avait précé-

demment pensés affectent la fonction pulmonaire. En Nouvelle Galle du Sud par exemple, on a considéré encore récemment comme admissible une limite moyenne de 3 ppm de NO2 par 8 heures et aux U.S.A. le chiffre était de 5 ppm par 8 heures. Cependant le Commité Public pour la Santé du Conseil National pour la Santé et la Recherche Médicale à Camberra a décidé après avoir considéré toutes les nouvelles données médicales disponibles à ce sujet, qu'un niveau au-dessus 0,3 ppm donne des motifs d'inquiétude et l'Organisation Mondiale pour la Santé a à présent un objectif de 0,21 ppm (à ne pas dépasser durant plus d'une heure par mois). De alus, en ce qui concerne l'environnement extérieur, la préoccupation générale est croissante au sujet des niveaux de NOx aussi bien dans la basse que dans la haute atmosphère et différentes autorités dans le monde introduisent actuellement une Législation pour

contrôler les émissions de produits de combustion.

En général, les brûleurs à gaz sont de deux types - les brûleurs à flamme bleue et les brûleurs à combustion de surface (radiant). Le type

le plus couramment utilisé dans les radiateurs de chauffage par con-

vexion est le brûleur à flamme bleue, car il fonctionne à plus basse température que le brûleur à combustion de surface, ce qui le rend plus sûr dans les écoles ou dans les appartements. Cependant il est bien établi que les brûleurs à flamme bleue produisent généralement du NO2

dans des niveaux de l'ordre de 15 à 30 ng/joule et ils ne sont pas con-

sidérés comme ayant des possibilités pour la réduction en NOX. Pour cette raison les recherches pour produire des brûleurs à bas NOx ont été centrées d'abord autour des brûleurs à combustion de surface de

différentes formes.

Durant les vingt dernières années, la recherche pour la production de brûleurs ayant des niveaux d'émission de NOX bas a été concentrée sur L'utilisation d'air en excédent, seuL ou en combinaison avec l'incorporation d'un second état de combustion. Il en est résulté qu'un grand nombre de ces brûleurs sont devenus très compliqués à la fois dans

leur conception et dans Leur procédé d'utilisation.

Par exempLe les recherches actuelles sont focaliséess sur L'utili-

sation de mélanges pressurisés d'air et de gaz brûlés dans un grand nombre de formes de surfaces métalliques, de surfaces en céramique ou de brûleurs à post-combustion. ELles sont toutes basées sur un très large

excès d'air et une grande charge de combustion. Ces nécessaires utilisa-

tions de systèmes de pressurisation, de brûleurs à post-combustion et de grande charge de combustion conduisent à des brûleurs qui sont souvent

encombrants, compliqués et peu souples en fonctionnement.

De plus alors que la réduction du niveau d'émission en NOX a été réalisée sur les plus anciens types de brûleurs, il apparaît toujours que jursque Là, il n'a pas été possible même d'approcher les niveaux

objectifs considérés comme souhaitables.

En conséquence un objet de la présente invention est de prévoir un brûleur à bas NOX de construction simple et de fonctionnement souple qui surmonte ou réduit notablement les inconvénients ci-dessus énumérés

de l'art antérieur.

Selon l'un des aspects de La présente invention, il est prévu un brûleur à gaz comprenant inclusivement une chambre de tranquilisation ayant une surface de combustion formée par un matériau conducteur poreux

et résistant à la chaLeur, une alimentation en combustible, un disposi-

tif pour mélanger et distribuer l'air et le gaz s'étendant à L'intérieur

de ladite chambre, le dispositif de distribution étant adapté pour four-

nir un mélange air/gaz comportant une composante air au moins égale à celle qui serait nécessaire pour une combustion théorique complète, et un système de distribution du combustible pour distribuer celui-ci à partir de l'alimentation afin d'obtenir sur ladite surface de combustion une température de combustion très déterminée choisie de façon à réduire la formation d'oxyde d'azote dans les produits de combustion à une

valeur d'environ 5 ng/joule ou moins.

Le brûleur est de préférence à aspiration naturelle.

La température de combustion sur la surface de combustion est éga-

lement de préférence située dans la zone des 600-900 C.

Il est souhaitable que la surface de combustion soit formée par une ou plusieurs couches d'un matériau à mailles. Cette surface comporte de préférence trois couches serrées et fixées de 30 X 32 X 0,014 pouces de

mailles d'acier à base de nickel ayant 32% de porosité.

On a montré au moyen d'une série d'expériences que la présente in-

vention vient à bout des contraintes précédemment énoncées en prévoyant

un brûleur combinant une faible charge de combustion, une basse tempé-

rature et un ralentissement du processus de combustion indiqué par une charge de sortie faible pour un brûleur donné. On pense qu'une teLle combinaison permet la réalisation d'une combustion complète d'o résulte des faibles niveaux d'émission en CO par exemple,002 CO/C02 rendant le brûleur adapté à une utilisation à l'intérieur, sans ventilation, tout en maintenant les niveaux de température dans une zone qui inhibe la formation de NO. On croit que le fait de limiter la production de NO qui sous certaines conditions se transforme en NO2 contribue à la réduction de tous les types d'oxydes d'azote à des niveaux qu'on ne

pensait pas pouvoir atteindre précédemment.

Les brûleurs ordinaires à surface de combustion ont généralement été conçus pour fonctionner au rapport stoichiométrique (100%) air/combustible car cela donne généralement le meilleur rendement de transformation en chaleur et produit les températures de fonctionnement les plus élevées. Pour ces mêmes raisons ceci est également considéré comme étant les plus mauvaises conditions dans lesquelles on peut faire fonctionner un brûleur s'il est nécessaire de contrôler et de réduire

les niveaux d'émission en NOX.

En conséquence il est surprenant de noter que des expérimentations

ont montré que bien que les brûleurs selon la présente invention utili-

sent un excès d'air parmi d'autres méthode pour abaisser les niveaux de

température de combustion, il peut cependant fonctionner dans les condi-

tions stoichiométrique tout en produisant des niveaux de NOx extrême-

ment bas. Cependant sous cette forme le brûleur n'est pas aussi compact par mégajoule/M2/heure que lorsqu'il fonctionne avec des niveaux d'air

en excédent.

Il est,également intéressant de noter que Les brûLeurs à faibLe pression utilisant un fort excès d'air tout en ne faisant pas usage d'une pompe à air quelconque n'ont pas été considérés précédemment comme

acceptables du fait des problèmes rencontrés avec des retours de flam-

mes.

Les résultats ont montré qu'il est possible de construire un brû-

leur à surface de combustion qui possède des niveaux d'émission en pro-

duits évacués suffisamment faibles pour approcher une qualité d'air in-

terne de 0,1 ppm.

Le dessin annexé, donné à titre d'exempLe, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue éclatée schématique d'une première forme de réalisation d'un brûleur à gaz selon la présente invention, approprié

pour être utilisé dans un radiateur de chauffage par convexion.

Fig. 2 est une vue latérale en section longitudinale du brû-

leur à gaz assembLé représenté sur la fig. 1.

Fig. 3 est une vue en bout en section transversale selon la

ligne III-III, du brûleur de la fig. 2.

Fig. 4 est une vue en bout en section transversale selon la

ligne IV-IV de la fig. 2.

Fig. 5 est un graphique représentant la relation entre les

niveaux de température et d'émission en dioxyde d'azote pour les pre-

mière et seconde formes de réalisation de la présente inventions fonc-

tionnant dans un grand nombre de conditions et avec différentes

modifications.

Fig. 6 est un graphique représentant la relation entre la charge du brûLeur et les niveaux d'émission en dioxyde d'azote pour différentes configurations de La première forme de réalisation du brûleur. Fig. 7 est un graphique représentant l'effet de l'utilisation

d'un excès d'air sur les niveaux d'émission de dioxyde d'azote pour dif-

férentes configurations et conditions de fonctionnement de la première

forme de réalisation du brûLeur.

Fig. 8 est un graphique illustrant la relation existant entre

2653533

Le rapport CO/CO2 et la charge du brûLeur pour toutes les configura-

tions testées.

Fig. 9 est un graphique de la température en fonction des ni-

veaux d'émission de dioxyde d'azote pour différentes configurations de la première forme de réalisation du brûLeur. Fig. 10 est un graphique représentant la charge du brûLeur en fonction des niveaux d'émission de dioxyde d'azote pour la première forme de réalisation du brûleur, fonctionnant dans une condition de surcharge.

Fig. 11 est une courbe décrivant la relation moyenne d'ensem-

ble entre la charge du brûleur et les niveaux d'émission de dioxyde

d'azote, obtenue en rassemblant les résultats des essais effectués.

Fig. 12 est une courbe représentant la relation moyenne d'en-

semble entre le rapport CO/CO2 et La charge du brûLeur.

Fig. 13 est une courbe représentant la relation moyenne d'en-

semble entre la température et le dioxyde d'azote.

Fig. 14 est une courbe représentant la relation moyenne d'en-

semble entre le pourcentage en air dans le méLange combustible/air et

les niveaux d'émission de dioxyde d'azote.

Deux formes de réalisation préférées de la présente invention seront à présent décrites à titre d'exemples uniquement, en se référant

aux dessins.

En se reportant aux dessins le brûLeur 1 comporte une chambre tran-

quilisatrice sensiblement tubulaire désignée dans son ensemble par 2,

ayant à l'une de ses extrémités un dispositif pour le méLange et la dis-

tribution de l'air désigné dans son ensemble par 3. La chambre tranqui-

lisatrice 2 est formée par un corps 4 sensiblement cylindrique en aluminium extrudé ayant une série d'ailettes de refroidissement 5 s'étendant longitudinalement et radialement vers l'extérieur sur une

moitié Longitudinale de sa surface. Deux gouttières 6 s'étendent égale-

ment longitudinalement sur des faces diamétralement opposées du tube, chacune d'entre elles ayant une Lèvre déformable 7 qui est striée sur sa face interne. La partie du corps 4 qui n'a pas d'ailette 5 est coupée à l'exception de deux faibles longueurs 8 situées à chacune des extrémités du tube, qui servent de carcasse à Laquelle les autres parties seront fixées.

L'autre moitié de la chambre Z est formée par trois couches super-

posées d'un matériau à mailles 9 radiant résistant à la chaleur. Les couches de mailles 9 sont fortement comprimées, mises en forme pour correspondre au corps 4 et fixées dans les gouttières 6 par sertissage vers l'intérieur des Lèvres 7. Les stries retiennent la maiLLe 9 pour

produire une fixation très solide sur le corps 4. IL n'est pas nécessai-

re de rendre ce raccordement étanche car toute fuite serait brûLée en passant sur le front de la flamme. Le dispositif mélangeur d'air 3 comporte une buse d'injection de gaz fixée au moyen du support 11 sur un Venturi 12. A l'extrémité de ce Venturi 12, à une certaine distance de L'injecteur 10, est prévu un écran 13 à profil substantiellement semicirculaire, fixé à la paroi du

corps en aluminium 4. Un écran effiLé de diffusion 14 est prévu immé-

diatement en arrière de L'écran 13 précité, jusqu'à l'extrémité de la chambre 2. Cet écran sert à distribuer régulièrement le méLange air/gaz Le long du brûleur à un niveau de pression sensiblement constant de

sorte que ce mélange brûle régulièrement tout le long du brûleur.

En fonctionnement le gaz est injecté dans l'embouchure du Venturi, l'entraînement d'air ambiant et le mélange avec ce dernier produisant un mélange variable air/gaz. La combustion de ce mélange se fait à travers

les couches du matériau à mailles.

Afin d'empêcher la formation de "point chaud" et de maintenir les températures de combustion basses et régulières, il est nécessaire de faire en sorte que les couches de mailles restent fermement fixées et serrées. On a trouvé qu'il est possible de minimiser les déformations de la maille en découpant celle-ci en travers afin de faire en sorte que tous les filaments soient approximativement de même longueur en vue

d'éviter de ce fait des déformations dûes à des différences de dilata-

tion. Il est important que les couches de matériau à maille soient de préférence disposées les unes par rapport aux autres, de façon que les ouvertures de chaque couche ne soient pas alignées, ni ne se trouvent en

coincidence avec les ouvertures d'une couche adjacente.

En d'autres termes, il n'y a pas de cheminement direct à travers les ouvertures entre la surface de combustion externe des couches de maille 9 et la chambre de tranquilisation 2. De cette façon, les couches

de maille suivantes font office d'écran pour renvoyer les ondes d'éner-

gie radiante (à partie de la surface de l'objet à chauffer) afin d'empê-

cher l'énergie réfléchie d'entrer dans la chambre de tranquilisation et

de surchauffer le brûleur.

Par ailleurs il faut que la surface de combustion externe du brû-

leur 1 soit également formée d'une unique couche de mailles, ou d'autres matériaux, et qu'elle présente des ouvertures la traversant, de taiLle

appropriée, pour créer un Labyrinthe afin d'empêcher L'énergie infra-

rouge réfléchie d'être renvoyée à La chambre de tranquilisation par un

objet adjacent.

On donnera à présent ci-dessous Les dimensions et les valeurs rela-

tives à la première forme de réalisation.

Specification Puissance nominale du brûleur 19,900 Btu Dimensions de la chambre: Diamètre 1,97 pouce (intérieur) Longueur effective 18,5 pouces Matériau de la maille Fil Inconel de 0,014 pouce Maille tissée de 32 x 30 brins transversaux/pouce2 Surface effective de La mailLe (18,5 x 3,27) 60, 5 pouce Excédent d'air 28% Angle de l'écran 80 par rapport au support Position de l'écran 1,06 pouce de la sortie du Venturi Venturi Diamètre de l'étranglement 1,024 pouce Rayon d'entrée 3,0 pouces Longueur entre étranglement et sortie 6,142 pouces (y-compris angle 4 ) Température moyenne de combustion 850 C Niveaux d'émission NO2 1,8 ng/joule Rapport CO/CO2 0,001 - 0,003

Cet agencement peut être subtantiellement modifié proportionnelle-

ment afin de donner lieu à des brûLeurs ayant différentes puissances nominales. Apres avoir commencé les essais il fût décidé de construire une seconde réalisation d'un brûleur ayant la même puissance nominale et la même spécification générale ainsi que les mêmes surfaces de combustion, Unités formuLes et hZpothèses Dioxyde d'azote (No 2) ng/J = 195 x (Y2 Y1) x C (X2 - Xl) x H o Y1 = Concentration en NO2 de l'air entrant en ppm (V/V) Y2 = Concentration en NO2 des gaz sortants en ppm (V/V) C = Volume de CO2 produit par unité de volume du gaz lorsqu'il y a une combustion totaLe et Lorsqu'à La fois le gaz et C02 sont mesurés à MSC (condition métrix standard) X1 = Concentration en C02 de l'air en % (V/V) X2 = Concentration en C02 des gaz sortants en % (V/V) H = Valeur énergétique totale du gaz en MJ/m MSC (sec) X = % de 02 dans Le mélange de combustion air/gaz Air en excés (Ae) =A.F R. - 1 x 100% Rapport stoichiometrique air/gaz o A.F.R. = Rapport air combustible = x ,93 - x Rapport stoichiométrique air/gaz pour le gaz natureL = 9,44 (V/V) donc Ae [ x xl-100% (9,44 x 20,93) - (9,44 x Ae [7 - 1} x 100%

197,58 - 9,44X

La mesure de la température a été effectuée au moyen d'une sonde de

surface du type nickel-aluminium. L'extrémité de la sonde était mainte-

nue au contact de la surface de la maille. La hauteur de la flamme au-

dessus de la maille du brûLeur durant un fonctionnement normal est mais ayant simplement cette fois une surface de combustion sensiblement plane ou plate afin de comparer son fonctionnement avec la réalisation convexe.

Les résultats expérimentaux qui suivent ont été obtenus et peu-

vent servir à illustrer la présente invention sans en limiter la portée. Ces formes de réalisation du brûLeur se sont révélées être en mesure de produire des niveaux de dioxyde d'azote très inférieurs aux niveaux considérés comme normaux pour des brûleurs standards. Le brûleur

standard à flamme bleue couramment utilisé dans les appareils de chauf-

fage au gaz commerciaux produit des niveaux de dioxyde d'azote de l'or-

dre de 15 à 20 ng/joule alors que le brûleur à faible NOx conforme à

la présente invention produit des niveaux aussi faibles que 1 ng/joule.

L'objet des essais était de donner un moyen pour définir les condi-

tions de fonctionnement du brûleur de faible NOX en vue de réaliser

une émission pré-déterminée de dioxyde d'azote.

Les procédures de l'Association Australienne du Gaz ont été utili-

sées pour mesurer les émissions de l'appareil dans une forme relative à

la puissance de sortie du brûleur. Tous Les niveaux de NOx ont été me-

surés en utilisant l'analyseur d'oxyde d'azote MONITOR Labs modèle 8 840 et sont de ce fait soumis à la précision et aux limitations inhérentes à

un tel instrument.

L'unité d'expression du niveau de dioxyde d'azote sera le ng/joule

(ng/J) qui à son tour sera rapporté à la grandeur de la pièce. Ceci con-

trôlera indirectement les niveaux NO2 dans une pièce o un appareil sans évacuation par cheminée est en fonctionnement. Les niveaux mesurés dans toutes les pièces variront donc selon la grandeur de cette pièce, la ventilation, le contenu de la pièce, l'absorption de la dioxyde d'azote par les parois et le niveau de base en NO2. Par conséquent et à cause de cette diversité un modèle plutôt complexe a été nécessaire pour rendre compte avec précision du niveau de NO2 dans une pièce donnée. Pour évaluer les niveaux d'émission le brûleur a été monté sur un support sous une hotte d'échantillonnage. Les niveaux de départ de base en dioxyde d'azote et en dioxyde carbonique ont été mesurés et ensuite déduit des niveaux d'échantillon du brûLeur. Ci-après on trouvera un

résumé des formules utilisées et des hypothèses faites pour la détermi-

nation des résultats qui suivent.

d'environ 1,5 à 2mm et La sonde de surface nickel-aluminium est en fil de 1/16ème de pouce de diamètre (1,587mm). Avec de tels critères on fait l'hypothèse que les températures obtenues durant Les essais sont des

moyennes entre les températures de maiLle et de flamme.

Dans certain cas les brûleurs ont été intentionnellement surchar- gés. Dans de tel cas une flamme se détache de la surface de la maille et un étage secondaire de combustion s'établit. La température de cette flamme a été mesurée à nouveau avec la sonde de surface et a été trouvée de l'ordre de 900 C. La charge du brûleur a alors été déterminée comme suit: Charge du brûleur (MJ2/heure) =_énerqie déterminée du gaz XV A o l'énergie déterminée du gaz est mesurée en MJ/heure Pi = pression à l'injecteur (kPa) A = Valeur de la surface de la maille (m) Comme décrit la maille du brûleur est en Inconel qui contient approximativement 60% de nickel et a une spécification de tissage de X 32 X 0,014 pouces. On a utilisé trois couches de maille dans la construction du brûleur, ces couches étant maintenues comprimées afin

d'obtenir un vide minimum entre les couches.

Le brûleur à bas NOX était mis dans un certain nombre de condi-

tions de fonctionnement comme décrit ci-après et des échantillons des

émissions ont été prélevées dans chacune de ces conditions.

RESULTATS

Les essais ont débuté avec le brûleur de 30 MJ standard cylindri-

que décrit ayant une buse d'injection de 2,45 mm. L'objet de ce premier essai était de déterminer l'effet de la température sur les niveaux d'émission des différents polluants. On a fait varier les températures en permettant à la charge du brûleur de croître par augmentation de la pression du gaz à l'injecteur. Les résultats sont donnés ci-après dans le Tableau 1 o l'on peut voir que les émissions NOx augmentaient avec une température croissante mais restaient cependant très faibles durant tout l'essai. Il apparut que le facteur de limitation étaIt la charge il 2653533

minimum pour LaquelLe une bonne combustion pouvait encore être réaLisée.

TABLEAU 1

TEMPERATURE NO 2 PRESSION CHARGE DU C02 CO/Co02 C (ng/J) kPa BRULEUR MJ/m /h

650 1,99 0,2 260,3 0,9 0,03

700 2,133 0,3 318,8 1,2 0,0137

750 2,63 0,45 390,4 1,32 0,0056

800 2,68 0,68 479,9 1,75 0,0020

850 2,434 1,00 582,0 2,06 0,0010

_______________________________________________________________________

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 28,72 MJ NO2 ambiant = 0,105 ppm CO2 ambiant = 0,055%

Diamètre de L'injecteur = 2,45 mm.

On a ensuite répété l'essai avec Le même brûLeur mais en utilisant des accroissements pLus faibLes de La pression en vue d'affiner Le

résultat. Ces derniers sont donnés ci-après.

TABLEAU 2

TEMP. NO PRESSION MJ/m HR NO AC CO2 CO/CO2

2 NO A O2 C/O2

C (ng/J) kPA

700 2,144 0,45 390,4 0 10% 1,04 0,01

710 2,196 0,50 411,5 0 10% 1,04 0,01

730 2,104 0,51 415,6 0 10% 1,11 0,006

760 2,107 0,67 476,4 0 17% 1,26 0,004

780 2,56 0,72 493,8 0 17% 1,28 0,003

790 2,626 0,75 504,0 0 25% 1,33 0,003

800 2,647 0,82 527,0 0 25% 1,37 0,0025

820 2,475 0,90 552,1 0 25% 1,41 0,002

825 2,536 0,95 567,2 0 25% 1,45 0,0018

835 2,537 1,00 582 0 25% 1,46 0,0017

840 2,560 1,10 610,4 0 35% 1,52 0,0015

_________________-______________________________________________________

Débit énergétique de gaz déterminé à 1 kPa = 28,72 MJ NO2 ambiant = 0,080 ppm CO2 ambiant = 0,02%

Diamètre de L'injecteur = 2,45 mm.

Utilisant à nouveau Le même brûLeur de base on a remplacé l'injec-

teur par un autre ayant une buse de 3 mm de diamètre et on a fait varier à nouveau la pression du gaz pour déterminer l'effet sur la température

et contrôler ainsi les variations dans les niveaux d'émission des poL-

luants. On peut voir que la puissance de sortie du brûLeur pour un débit de gaz de 1 kPa était sensiblement plus éLevée, atteignant presque 48 MJ. Ceci provenait de températures et d'émission en NOx globalement plus éLevés bien que les niveaux d'émission comparés à ceux

des brûLeurs existants restaient encore bas de manière très surprenante.

TABLEAU 3

TEMP. NO2 PRESSION NO MJ/M2/H Co2 CO/Co2

C mesuré kPa mesuré.

ng/IJ ppm

850 4,547 0,40 1,1 613 1,16 0,001

860 4,533 0,44 1,3 643 1,24 0,001

870 4,516 0,50 1,25 685 1,26 0,0007

880 4,607 0,52 1,4 699 1,33 0,0007

890 4,780 0,58 1,55 738 1,39 0,0006

900 4,602 0,68 1,65 799 1,50 0,0006

910 4,636 0,74 1,8 833 1,57 0,0005

920 4,683 0,75 2,0 839 1,60 0,0005

930 4,820 0,78 2,0 856 1,60 0,0005

Débit énergétique de gaz à 1 kPa = 47,83 MJ NO2 ambiant = 0,090 ppm CO2 ambiant = 0,04 %

Diamètre de l'injecteur = 3 mm.

On a ensuite changé à nouveau L'injecteur du brûLeur pour reprendre

la buse standard de 2,45 mm. Les essais ont été répétés en faisant va-

rier la pression par paliers mais cette fois le méLange d'air a été ajusté à chaque étape de telle façon qu'il restait stoichiométrique

durant tout l'essai pendant que les températures variaient. Des résul-

tats ci-après il ressort clairement que la température globale était plus élevée par suite du manque d'effet de refroidissement dû à l'air en excédent inhérent mais à nouveau globalement les niveaux d'émission

étaient bas de façon très surprenante.

TABLEAU 4

TEMP. NO PRESSION MJ/m /h CO2 CO/C02 C MESURE kPA ng/J

720 2,747 0,44 386 1,01 0,0097

740 3,077 0,5 411,5 1,06 0,0074

760 3,474 0,55 431,6 1,11 0,0057

780 3,432 0,6 450,8 1,17 0,0045

795 3,45 0,65 469,2 1,21 0,0037

820 3,235 0,75 504 1,30 0,0025

835 4,353 0,8 520,5 1,38 0,0020

850 4,374 0,85 536,5 1,14 0,0018

860 4,694 0,9 552,1 1,44 0,0017.

875 4,803 1,0 582 1,53 0,0015

880 4,827 1,1 610,4 1,60 0,0012

Débit énergétique de gaz déterminé à 1 kPa = 28,72 MJ NO2 ambiant = 0,08 ppm CO2 ambiant = 0,02%

Diamètre de l'injecteur = 2,45 mm.

En conséquence iL fut décidé que l'essai suivant devrait déterminer L'effet du pourcentage d'air tout en maintenant la pression de gaz à un niveau constant. Cet essai a été mené avec le brûleur standard avec la

buse d'injection de 2,45 mm. Les résultats sont donnés ci-après.

TABLEAU 5

EXCES NO2 NO Co2 Co/CO2

D'AIR MESURE

*ng/J

-16% 6,285 1,2 1,7 0,0008

17% 3,46 0,1 1,56 0,0016

35% 2,249 0 1,49 0,0017

NO2 ambiant = 0,08 ppm C02 = 0,02% Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 28,72 MJ

Diamètre de l'injecteur = 2,45 mm.

L'essai ci-dessus a ensuite été répété en maintenant cette fois la

température constante à 820 C et en faisant à nouveau varier l'aLimen-

tation d'air en pourcentage. Les résultats sont indiqués dans le Tableau

6 ci-aDrès.

TABLEAU 6

EXCES NO2 NO C02 CO/CO2

D'AIR MESURE

ng/J

-15% 7,07 1,0 1,61 0,0009

-2% 6,013 0,3 1,51 0,0014

17% 3,14 0 1,38 0,0022

% 2,85 0 1,41 0,0017

% 2,501 0 1,47 0,0018----_______

NO2 ambiant = 0,08 CO2 = 0,02% Débit énergétique de base déterminé à 1 kPa = 28,72 MJ

Diamètre de l'injecteur = 2,45 mm.

IL fut ensuite décidé de réduire la pression de sortie du brûleur en utilisant une buse plus petite de 2,1 mm teLLe que La pression de sortie pour 1 kPa de pression de gaz était d'environ 23 MJ et les essais de ventilation ci-dessus furent répétés. Les effets sont illustrés sur le tableau 7 qui suit.

TABLEAU 7

EXCES NO2 NO C02 CO/CO2

D'AIR MESURE

ng/J

-38% 9,766 0 1,18 0,0041

STOICHIOMETRIQUE 5,134 0 1,17 0,0038

% 2,766 0 1,16 0,005

37% 2,215 0 1,14 0,0048

NO2 ambiant = 0,44 ppm C02 = 0,03% Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 22,99 MJ

Diamètre de l'injecteur = 2,1 mm.

Ce dernier essai fut répété à nouveau avec un nez de 1,85 mm encore plus petit tel que la puissance de sortie du brûleur pour une pression de gaz de 1 kPa était d'environ 18 MJ. Les résultats sont donnés ci-après.

TABLEAU 8

EXCES NO2 NO

EXCES - N02N0 C02 CO/C02

D'AIR MESURE

ng/J

-37% 6,702 0 0,91 0,0116

-12% 5,129 0 0,92 0,0125

6% 2,792 0 0,92 0,0134

47,5% 1,966 0 0,86 0,0177

% 1,966 0 0,86 0,0183

NO2 ambiant = 0,44 ppm CO2 = 0,03% Débit énergétique de gaz déterminé à 1 kPa = 17,63 MJ

Diamètre de l'injecteur = 1,85 mm.

Comme il apparaît clairement à ce moment que La maille jouait un rôle important en diminuant la température de combustion, il fut décidé de faire des essais en modifiant l'épaisseur ou le nombre de couches de la maille. Les essais antérieurs avec deux couches seulement de La maille disponible ont été infructueux du fait du "retour" du front de la flamme qui fut constaté. Cependant on a pensé que l'utilisation d'une autre dimension de maille et/ou de tissage pourrait venir à bout de ce problème bien que des contraintes de temps empèchèrent d'effectuer

d'autres essais à ce moment.

En conséquence l'étape suivante fut conduite en utilisant quatre couches de la maille précédemment utilisée. Le premier essai a été fait avec le brûleur standard utilisant une buse de 3 mm et la pression fut augmentée de la même façon que celle relatée en rapport avec le Tableau

3. Les résultats sont indiqués ci-après.

TABLEAU 9

________________________________________________________________________

TEMPERATURE NO2 PRESSION NO Co2 CO/CO2 C0C2 C ng/J kPa ppm

780 5,433 0,3 0 1,46 0,0011

805 5,266 0,4 1,8 1,63 0,0008

830 5,168 0,5 2,15 1,78 0,0007

850 4,935 0,6 2,5 1,96 0,0006

870 4,524 0,7 2,7 2,10 0,0005

________________________________________-_______________________________

Débit énergétique de gaz déterminé à 1 kPa = 41,62 MJ NO2 ambiant = 0, 44ppm CO2 ambiant = 0,03%

Diamètre de l'injecteur = 3mm.

On a alors changé la buse pour la ramener à la buse d'injection standard de 2,45mm et l'essai ci-dessus a été reconduit. Les résultats

sontindiqués dans le Tableau 10 ci-après.

TABLEAU 10

TEMPERATURE NO PRESSION NO

C ng/J kPa ppm

710 4,230 0,32 0 0,92 0,128

750 4,737 0,45 0 1,05 0,0065

770 4,526 0,52 0,05 1,18 0,0038

790 4,249 0,66 0,1 1,28 0,0024

810 3,945 0,8 0,15 1,39 0,0017

830 3,625 1,0 0,2 1,51 0,0013

860 3,29 1,1 0,4 1,58 0,0010

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 28,76 MJ NO2 ambiant = 0, 44ppm CO2 ambiant = 0,03%

Diamètre de L'injecteur = 2,45mm.

L'essai a été reconduit une fois de plus en utilisant la pLus gran-

de buse de 3,5mm et Les résultats sont enregistrés ci-dessous.

TABLEAU 10a

TEMP. NO2 PRESSION C02 CO/C02

C (ng/J) kPa

740 5,145 0,58 1,85 0,0005

780 5,49 0,5 2,15 0,0004

800 5,423 0,4 2,27 0,0005

825 5,145 0,3 2,42 0,0006

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 60,91 MJ N02 ambiant = 0,44 ppm C02 ambiant = 0,03%

Diamètre de L'injecteur = 3,5mm.

Il fut ensuite décidé de tester l'effet de 5 couches de maille. A nouveau, le premier essai commencait à utiliser un injecteur de 3 mm et

Les résultats sont indiqués ci-après.

TABLEAU 11

TEMPERATURE NO2 PRESSION NO

C (ng/J) kPa (ppm) C02 CO/CO2

750 5,006 0,3 0,8 1,4 0,0012

800 4,447 0,4 1,0 1,62 0,0008

820 4,387 0,5 1,7 1,80 0,0006

840 4,006 0,6 1,8 1,98 0,0005

855 4,219 0,7 2,05 2,06 0,0005

875 4,146 0,75 2,15 2,16 0,0005

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 41,62 MJ NO2 ambiant = 0,44 ppm CO2 ambiant = 0,03%

Diamètre de l'injecteur = 3 mm.

L'injecteur a ensuite été remplacé et ramené à la buse standard de 2,45 mm et l'essai a été reconduit. Les résultats sont donnés dans le

tableau 12 ci-après.

TABLEAU 12

TEMPERATURE NO2 PRESSION NO C02:. CO/CO2

C (ng/J) kPa (ppm)

675 3,603 0,3 0 0,89 0,0154

715 3,387 0,4 0 1,11 0,0080

735 3,387 0,5 0 1,11 0,0057

755 3,204 0,6 0 1,21 0,0034

770 3,07 0,7 0 1,26 0,0028

785 3,144 0,8 0 1,38 0,0021

795 3,027 0,9 0,05 1,45 0,0019

800 3,084 1,0 0,1 1,51 0,0016

810 2,964 1,1 0,1 1,57 0,0015

Débit énergétique de gaz déterminé à 1 kPa = 28,76 MJ NO2 ambiant = 0,44 ppm CO2 ambiant = 0,03 %

Diamètre de l'injecteur = 2,45 mm.

Afin de dissiper toutes pensées sur le fait que la réduction en NOX pouvait être plus ou moins en rapport avec le composant nickel de la maiLLe, l'essai a été reconduit à nouveau en utilisant une maille en acier inoxydable tout à fait standard avec un tissage et un diamètre de fibre similaire. Les états ci-dessous ne sont pas significativement

différents de ceux obtenus en utilisant la maille en inconel.

TABLEAU 13

TEMPERATURE NO2 PRESSION NO

C (ng/J) kPa (ppm) C02 CO/C02

695 2,583 0,3 0 0,92 0,0162

715 2,782 0,4 0 1,00 0,0096

730 2,844 0,5 0 1,11 0,0055

755 2,717 0,6 0 1,19 0,0043

770 2,587 0,7 0 1,30 0,0021

775 2,507 0,8 0 1,37 0,0021

785 2,388 0,9 0 1,44 0,0018

800 2,292 1,0 0 1,44 0,0012

810 2,196 1,1 0 1,55 0,0013

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 28,76 MJ NO2 ambiant = 0,44 ppm C02 ambiant = 0,03%

Diamètre de l'injecteur = 2,45 mm.

C'est à cette étape qu'il fût décidé de construire et de tester un prototype de brûleur plat équivalent. Les résultats enregistrés lors de

ces essais sont indiqués ci-après. Dans les deux essais seule la pres-

sion de gaz a été modifiée directement en vue d'obtenir une variation

correspondante de la température. Les résultats du Tableau 14 sont re-

latifs à un brûLeur plat et ceux des Tableaux 15 et 16 sont relatifs à des brûLeurs ronds. Les résultats des Tableaux 14 et 16 furent obtenus en utilisant du gaz naturel et ceux du Tableau du tableau 15 sont

obtenus en utilisant du L.P.G.

TABLEAU 14 - BrûLeurRelat

TEMPERATURE NO2 PRESSION C02 CO/C02 MJ/M /H

A LA MAILLE (ng/J) NO A L'INJECTION % CHANGEMENT oc DE SURFACE

850 3,26 0 1,0 1,32 0,0009 580

840 3,43 0 0,9 1,22 0,001 551

835 3,06 0 0,8 1,17 0,0011 519

800 2,82 0 0,7 1,71 0,0008 486

770 2,66 0 0,6 1,60 0,0009 458

750 2,71 0 0,5 1,45 0,0010 410,5

730 2,66 0 0,4 1,33 0,0014 367

690 2,473 0 0,3 1,15 0,0027 318

640 1,89 0 0,24 1,00 0,007 284,4

________________________________________________________________________

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 28 MJ NO2 ambiant = 0,086 ppm CO2 ambiant = 0,02% Gaz naturel TABLEAU 15 - Br Leur rond

TEMP. A NO2 PRESSION C02 MJ/M /H

LA MAILLE ng/J NO A L'INJECTION % CO/CO2 CHANGEMENT

DE SURFACE

________________________________________________________________________

740 3,14 0 1,1 1,0 0,005 359

760 3,13 0 1,5 1,11 0,0045 419

780 3,10 0 2,05 -1,29 0,002 490

790 3,06 0 2,26 1,23 0,0016 514

810 3,00 0 2,75 1,35 0,0013 567

820 2,6 0 2,95 1,51 0,0009 587

830 3,74 0 3,5 1,79 0,0009 640

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 pKa = 28 MJ NO2 ambiant= 0,086 ppm CO2 ambiant = 0,02%

L.P.G.

TABLEAU 16 - BrûLeur rond

TEMP. A NO2 2

PRESSION C02 MJ/M2/H

LA MAILLE ng/J NO A L'INJECTION % CO/CO CHANGEMENT

C DE SURFACE

720 3,00 0 0,5 0,66 0,0086 409

750 2,75 0 0,7 0,77 0,0041 484

770 2,80 0 0,8 0,80 0,0025 517

780 2,70 0 1,0 0,89 0,0018 578

790 2,96 0 1,1 0,92 0,0018 606

800 2,80 0 1,2 0.96 0,0015 633

________________________________________________________________________

Débit énergétique du gaz déterminé à 1 kPa = 22 MJ NO2 ambiant = 0,086 ppm C02 ambiant = 0,02% Gaz naturel Comme les résultats obtenus avec le brûleur plat consigné dans le Tableau 14 avaient un air prometteur, un nouvel ensemble de quatre essais était mené de La même façon. Des moyennes ont été tirées des

résultats de ces essais et sont donnés dans le tableau ci-après.

TABLEAU 17 - BrQleur _lat

TEMP. NO2 C02 C0/C02

oC (ng/J) kPa MJ/M H. (%)

850 1,6 1,0 598 1,42 0,0005

835 1,8 0,75 519 1,23 0,001

750 1,8 0,5 423 1,38 0,0011

Consommation de gaz déterminée à 1 kPa = 29,55 MJ.

En utilisant les données révélées par les Tableaux ci-dessus une

série de graphiques a été tracée pour aider à l'interprétation des ré-

sultats et faire en sorte que les données soient utilisables pour la

conception des brûleurs futurs.

Dans tous les graphiques les courbes sont repérées par des référen-

ces numériques correspondant au N du Tableau à partir desquelles les données ont été extraites de sorte qu'une courbe répérée T1 correspond au résultat illustré dans le Tableau 1. La colonne à partir de laquelle les données ont été extraites est rendue évidente par les variables désignées sur chacun des axes du graphique. Dans tous Les graphiques les

unités correspondent à celles données dans les Tableaux.

La fig. 5 illustre la relation existant entre les températures (sur laxe des X) et NO sur l'axe des Y) conformément aux résultats tracés dans les Tableaux 1 à 4 inclusivement et les Tableaux 15 et 16 pour la première forme de réalisation cylindrique, et les Tableaux 14 et 17 pour

la seconde forme de réalisation à surface plane.

De même la fig. 6 montre la relation existant entre la charge du brûleur (sur l'axe des X) et NO2 (sur l'axe des Y) pour les mêmes

configurations de celui-ci.

Il est clair à partir de ces résultats que le brûleur peut être considéré comme ayant intrinsèquement de faibles niveaux d'émission de

NO2 quelles que soit les conditions de fonctionnement. IL est égale-

ment manifeste que Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque le brûleur fonctionne à sa charge nominale. Une surcharge du brûleur représente un palier de modification vers un accroissement dans les niveaux d'émission de NO2. Cependant la courbe T4 montre clairement

que si le rapport air/gaz du brûLeur doit être maintenu approximative-

ment à sa valeur stoichiométrique, il existe nettement une charge maxi-

maLe optimale pour le brûLeur cylindrique au moins d'environ 500 MJ/M2

au-dessus de laquelle le taux d'émission en NO2 s'accroît rapidement.

La fig. 7 illustre l'effet d'un excès d'air (sur l'axe des X) sur les niveaux en NO2 (sur l'axe des Y) en conformité avec les résultats données dans les Tableaux 5 à 8 inclus. Bien qu'il apparaît que des lectures supplémentaires auraient été bénéfiques, on voit clairement que les niveaux en NO2 décroissent avec une augmentation de la teneur en

air de telle façon qu'au-delà un excédent de 20% l'addition d'air pri-

maire supplémentaire n'a cependant plus aucun effet appréciable.

En résumé les résultats ci-dessus montrent qu'on peut encore faire

fonctionner le brûleur avec un mélange stoichiométrique tout en conser-

vant des niveaux d'émission en NO2 pouvant encore être considéré comme faibles. En outre l'air en excédant permet au brûleur de fonctionner dans une condition à niveau ultra-faible en NOx o l'air joue le rôle

d'un refroidisseur complémentaire pour les réactions de combustion.

Comme précédemment mentionné le brûleur peut également fonctionner dans des conditions de surcharge telles que la flamme s'étende au-delà de la surface de combustion. Dans ces conditions le niveau de dioxyde d'azote reste toujours défavorable en comparaison avec les brûleurs standards à flamme bleue ou les niveaux en NO2 sont normalement de l'ordre de 15 à

ng/J.

La fig. 8 a été tracée pour donner un moyen de détermination d'une relation entre l'efficacité de la combustion du brûleur, illustrée par le rapport CO/CO et la charge de sortie nécessaire pour obtenir de

tels niveaux de combustion.

Du fait des différents niveaux CO/CO2 requis selon les législa-

tions locales et les nécessités de ventilation on peut faire fonctionner le brûLeur dans un très large évantail de conditions. Ce graphique donne la possibilité de déterminer La charge minimal de sortie (donc Le NOx

le plus faible) pour Le niveau de combustion correspondant requis.

La fig. 9 donne les résuLtats de quelques recherches préliminaires pour déterminer si différentes surfaces de combustion des brûleurs cor-

respondraient à une variation en produit NOX. On a assemblé des brû-

leurs en utilisant de La maille en acier inoxydable, quatre couches

d'InconeL et cinq couches de maille Inconel.

La maiLLe en acier inoxydable a donné des résultats comparables aux trois couches d'Inconel du montage standard. Les systèmes à quatre et cinq couches ont donné lieu à une contradiction dans Les résultats et ont abouti à des niveaux de dioxyde d'azote supérieurs à ce que L'on

pouvait attendre. On a pensé qu'un plus grand nombre de couches condui-

rait à une augmentation du temps pour que la réaction de combustion se

produise, par conséquent que le brûLeur puisse fonctionner à des tem-

pératures plus basses et garder cependant une combustion efficace, le fonctionnement à plus basse température étant supposé à donner un plus

faible NOX.

Le système à quatre couches a donné Lieu à des NOx plus élevés que les systèmes à trois couches. Cependant le brûLeur avec cinq couches a donné des résultats en NOx plus faibles que le système à quatre couches.

En rapprochant les résultats décrits dans les fig. 5 à 9 et discu-

tés ci-dessus, il fut possible de produire un autre jeu de graphiques

donnant les relations d'ensemble existant entre les variables importan-

tes pour la production d'un brûLeur à faible NO. En conséquence les fig. 11 à 14 inclus peuvent être utilisées pour déterminer la charge du brûleur, le rapport de combustion C0/C02, l'air en excédent nécessaire et le niveau de NO2 obtenu. Par suite de contraintes de temps ces graphiques n'ont pas été remis à jour pour montrer les résultats obtenus sur le brûLeur plat selon la seconde forme de réalisation qui réduisait

les niveaux d'émission obtenue de 25% supplémentaires en moyenne.

Alors que les essais ont été limités à l'utilisation d'une maille ayant une grosseur et un tissage bien définis, il doit être compris qu'en faisant varier la conductivité et la porosité de la surface de combustion, une variation dans la charge de sortie serait nécessaire

pour obtenir la même température de fonctionnement. De même les maté-

riaux autres que les couches de mailles consécutives, tels que par exemple une matière métallique frittée ayant les mêmes caractéristiques de pertes de charge, de porosité et de conductivité conduirait

probablement au même résultat.

Il faut également reconnaître que dans Les cas o le brûleur à faible NOx fut surchargé, la flamme s'éleva au-dessus de La surface de la maille jusqu'à une hauteur atteignant 6 à 8 pouces selon l'alimenta- tion. Le résultat le plus surprenant était que dans de telles conditions l'émission en dioxyde d'azote était encore inférieure à environ 5 ng/Joule comme le montre la fig. 10. Ceci est manifestement avantageux pour la conception des brûleurs pour buches décoratives et de brûleurs

pour cuisinières à gaz.

Bien que la majorité des essais ait été effectuée sur la première forme de réalisation qui vise le brûleur cylindrique, il est à présent

évident que la forme n'intervient pas dans les faibles niveaux obtenus.

Les résultats limités obtenus sur Le brûleur plat indiquent en fait

qu'une combustion plus régulière peut être obtenue permettant aux brû-

leurs de fonctionner à des niveaux en NOX encore plus faibles. A

l'analyse il apparaît que le brûleur cylindrique est en fait un compro-

mis car il est plus compact pour une puissance de sortie donnée, mais il n'est pas possible d'obtenir une température régulière sur l'ensemble de

sa surface de combustion du fait de la courbure de la maille. En consé-

* quence il est nécessaire de fonctionner à des températures légèrement plus élevées afin de maintenir une bonne combustion régulière. On pense

en conséquence que des essais et des développements ultérieurs du brû-

leur à surface place revèleraient une diminution plus nette des émis-

sions en NOX.

L'homme de l'art comprendra aisément que deux des formes de réali-

sation seulement de la présente invention ont été décrites dans ce qui précède et que des modifications peuvent y être apportées pour produire des brûleurs pour d'autres applications, comme cela a été discuté et

sans sortir du cadre de la présente invention.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les

détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.

Claims

R E V E N D I C A T I 0ONS

1. Brûleur à gaz, comprenant en combinaison une chambre de tranqui-

Lisation (2) ayant une surface de combustion formée par un matériau con-

ducteur (9) poreux et résistant à la chaLeur, une aLimentation en com-

bustibLe, un dispositif (3) pour méLanger et distribuer l'air et le gaz,

s'étendant à l'intérieur de Ladite chambre (2), Le dispositif de distri-

bution (3) étant adapté à fournir un méLange air/gaz avec une composante en air au moins égale à celle qui serait nécessaire pour une combustion

théorique complète, et un système pour distribuer Le combustible à par-

tir de l'alimentation en combustible pour obtenir sur ladite surface de combustion une température de combustion prédéterminée choisie de manière à réduire la formation d'oxyde d'azote dans les produits de

combustion jusqu'à environ 5 ng/Joule ou moins.

2. Brûleur à gaz suivant la revendication 1, dans lequel le brûleur

a une aspiration naturelle.

3. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 ou

2, dans lequel la température choisie est située dans la zone des 600 à

9000C.

4. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications qui

précèdent, dans lequel la chambre de tranquilisation (2) est sensible-

ment cylindrique.

5. Brûleur à gaz suivant la revendication 4, dans lequel la cham-

bre de tranquilisation (2) est réalisée à partie d'un profilé extrudé

(4) auquel sont fixées des surfaces terminales de fermeture.

6. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 4 ou

, dans lequel la chambre de tranquilisation (2) comporte un certain

nombre d'ailettes de refroidissement (5) s'étendant radialement.

7. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 5 ou

6, dans lequel la surface de combustion comprend approximativement en

une moitié longitudinale de la chambre cylindrique.

8. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications qui

précèdent, dans lequel la surface de combustion présente une forme con-

vexe.

9. Brûleur à gaz suivant la revendication 8, dans lequel la tempé-

rature choisie est située dans la zone comprise entre 760 et 850 C.

10. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à

3, dans LequeL La surface de combustion est sensibLement plate.

11. Brûleur à gaz suivant la revendication 10, dans Lequel la tem-

pérature choisie est située dans la zone comprise entre 600 et 900 C afin de réduire la formation des oxydes d'azote juqu'à 5 ng/JouLe ou moins.

12. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications qui

précèdent, dans lequel le matériau conducteur poreux résistant à la cha-

Leur comprend une ou plusieurs couches d'un matériau métallique (9) à mailles.

13. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications qui

précèdent, ayant trois couches 30 X 32 X 0,014 pouces de maille d'acier

à base de nickel présentant 32% de porosité.

14. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendciations qui précèdent, dans lequel la porosité de la surface de combustion est

située dans une zone comprise entre 20 et 60%.

15. Brûleur à gaz suivant la revendication 1, ayant un matériau conducteur poreux résistant à la chaleur qui possède une porosité et une perte de charge équivalant à trois couches de 30 X 32 X 0,014 pouces de

mailles d'acier avec une porosité située entre 20 et 60%.

16. Brûleur à gaz suivant la revendication 14, dans lequel le maté-

riau à mailles a un motif de tissage disposé sensiblement à 45 par

rapport aux limites longitudinales et latérales de la chambre de tran-

qui isation.

17. Brûleur à gaz suivant l'une quelconque des revendications 12 et

13, dans laquelle la chambre de tranquilisation comporte deux saillies striées déformables s'étendant longitudinalement pour fixer lesdites

couches de matériau à mailles sur les côtés de ladite chambre.

18. Méthode pour faire fonctionner un brûleur à gaz du type com-

portant une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combus-

tion formée par un matériau combustible (9) poreux résistant à la cha-

leur, une alimentation en combustible, un dispositif (3) pour mélanger

l'air et le gaz et un système de distribution du combustible, caracté-

risée en ce qu'elle comporte les phases suivantes:

- alimenter le système de distribution de combustible avec un mé-

lange air/gaz comportant une composante air au moins égale à celle nécessaire pour une combustion complète théorique; - et sélectionner une température de combustion comprise entre 600

et 900 C de manière à réduire la formation d'oxyde d'azote dans les pro-

duits de combustion à une valeur sensiblement comprise entre 1,0 et 5 ng/Joule.

19. Méthode pour faire fonctionner un brûleur à gaz du type compor-

tant une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combustion formée par un matériau conducteur poreux résistant à la chaleur à porosité comprise entre 20 et 60%, une alimentation en combustible, un dispositif pour mélanger l'air et le gaz et un système de distribution du combustible, caractérisée en ce qu'elle comporte les phases suivantes: alimenter le système de distribution en combustible avec un mélange air/gaz comportant une composante en air au moins égale à celle nécessaire pour une combustion complète théorique; - et sélectionner une température de combustion comprise entre 600

et 900 C de manière à réduire la formation d'oxyde d'azote dans les pro-

duits de combustion à une valeur sensiblement comprise entre 1,0 et

5 ng/Joule.

20. Méthode pour faire fonctionner un brûLeur à gaz du type compor-

tant une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combustion

convexe formée en un matériau conducteur (9) poreux résistant à la cha-

leur, une alimentation en combustible, un dispositif (3) pour mélanger

l'air et le gaz et un système de distribution du combustible, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte les phases suivantes: - alimenter le système de distribution en combustible avec un mélange air/gaz comportant une composante air au moins égale à celle nécessaire pour une combustion complète théorique; - et sélectionner une température de combustion comprise entre 680

et 850 C de manière à réduire la formation d'oxyde d'azote dans les pro-

duits de combustion à une valeur sensiblement comprise entre 1,0 et ng/Joule.

21. Méthode pour faire fonctionner un brûleur à gaz suivant la re-

vendication 19, dans laquelle la température est choisie en ajustant la

charge de sortie pour une surface de combustion donnée.

22. Méthode pour faire fonctionner un brûLeur à gaz suivant l'une

quelconque des revendications 18 à 21, comportant en outre la phase

d'ajustage du dispositif de distribution (3) pour l'obtention d'une alimentation en air comprise entre 10 et 60% en excédent par rapport à celle qui serait nécessaire pour une combustion complète, de manière à réduire la formation d'oxydes d'azote à une valeur comprise entre 1,0 et

3,5 ng/Joule environ.

23. Méthode pour faire fonctionner un brûleur à gaz du type compor-

tant une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combustion formée par un matériau conducteur poreux résistant à La chaLeur ayant une porosité comprise entre 20 et 60%, une alimentation en combustible,

un dispositif (3) pour méLanger l'air et Le gaz et un système de dis-

tribution du combustible, caractérisée en ce qu'elle comporte Les phases suivantes: - alimenter le système de distribution avec un mélange air et gaz comportant une composante en air au moins égale à celle qui serait nécessaire pour une combustion théorique complète;

- et augmenter la charge superficielle de combustion jusqu'à ap-

proximativement 300% de la charge nominale pour produire une flamme audelà de la surface de la maille de manière à réduire la formation

d'oxyde d'azote à une valeur comprise entre 3 et 5 ng/Joule.

24. Méthode pour faire fonctionner un brûleur à gaz du type compor-

tant une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combustion formée par trois couches de 30 X 32 X 0,014 pouces de mailles d'acier

(9) d'une porosité approximative de 32%, une alimentation en combus-

tible, un dispositif (3) pour mélanger air et gaz et un système de distribution en combustible, caractérisée en ce qu'elle comprend les phases suivantes:

- ajuster le système de distribution du combustible pour obtenir é-

une charge superficielle de combustion de 200 à 650 MJ/m /heure sur ladite surface de combustion;

- et fournir au système de distribution un mélange air/gaz compor-

tant une composante en air qui a entre 10 et 60% d'excédent d'air par

rapport à la quantité qui serait nécessaire pour une combustion théori-

que complète, de manière à réduire la formation d'oxyde d'azote à une

valeur comprise en 1 et 5 ng/Joule.

25. Méthode pour faire fonctionner un brûleur à gaz du type compor-

tant une chambre de tranquilisation (2) ayant une surface de combustion sensiblement plane formée par trois couches de 30 X 32 X 0,014 pouces de

mailles d'acier d'une porosité approximativement de 32%, une alimenta-

tion en combustible, un dispositif pour mélanger l'air et le gaz et un

système de distribution du combustible, caractérisée en ce qu'elle com-

prend les phases suivantes: - ajuster le système de distribution en combustible pour obtenir une charge superficielle de combustion de 200 à 650 MJ/m2/heure sur ladite surface de combustion;

- et fournir au système de distribution un mélange air/gaz compor-

tant une composante en air qui a entre 10 et 60% d'excédent d'air sur La quantité qui serait nécessaire pour une combustion théorique complète, de manière à réduire La formation d'oxyde d'azote à une valeur comprise

entre 1 et 5 ng/JouLe.