37
FR
Pour parvenir à une recirculation intense des gaz brûlés sur toute la plage
de puissance tout en conservant une haute stabilité de flamme, on injecte
l’air de combustion sous la forme d’un jet libre torsadé. La figure ? montre
schématiquement le mode de fonctionnement du dispositif mélangeur.
L’air de combustion pénètre dans le tube foyer via un gicleur. La section
du jet d’air s’élargissant subitement, il se forme en bordure du gicleur d’air
une zone en dépression transportant les gaz très chauds de la flamme de
l’intérieur du tube foyer vers la zone d’évaporation. A côté de cela et via
des orifices ménagés dans le tube foyer, les gaz brûlés déjà refroidis en
provenance du foyer pénètrent dans la zone d’évaporation. En outre et
du fait que le jet d’air de combustion a une forme torsadée, il se forme
une zone de reflux au centre de rotation de la flamme.
Le transport retour intensif de gaz brûlés à la racine de la flamme permet,
outre d’empêcher la suie de se former, de réduire les émissions d’oxyde
d’azote. Deux mécanismes y concourent essentiellement : d’une part la
pression partielle de l’oxygène diminue dans le mélange. Cela abaisse la
concentration locale de molécules d’oxygène dissociées qui réagissent
avec l’azote présent dans l’air de combustion pour former du NOx. D’au-
tre part, le retour de gaz brûlés inertes (CO
2
et H
2
O) à haute capacité ther-
mique spécifique réduit la température de la flamme.
A Générateur de torsion
B Electrode d'allumage
C Gicleur d'air
D Zone externe de
recirculation
E Zone interne de
recirculation
F Flamme
G Tube de flamme
H Gicleur d'injection
I Réchauffeur de fioul
K Air
2.2 Ventilateur à air de combustion
L’air de combustion est refoulé par un ventilateur CE à vitesse réglable
spécialement développée pour répondre aux exigences des brûleurs à
flamme bleue modernes. Cet ventilateur se distingue par des pressions
élevées ainsi qu’une indéformabilité extrêmement élevée sous pression,
pour des vitesses de rotation faibles. Ceci permet un démarrage non va-
cillant du brûleur, même en présence de pressions antagonistes élevées
dans le foyer. Cet ventilateur tournant de manière très silencieuse, elle
permet en association avec le silencieux spécialement développé à cet
effet et placé à l’entrée du ventilateur, d’obtenir un bruit de fonctionnement
du brûleur agréablement bas. Le haut rendement du ventilateur a pour
effet, comparé aux solutions de ventilateur conventionnelles, de réduire
nettement les besoins en énergie électrique.
2.3 Pompe à combustible
Un moteur exploité à vitesse constante entraîne une pompe à engrenages
biétagée (Danfoss BFP 52 E L3). Cette pompe refoule un flux massique con-
stant de combustible, du côté aspiration au côté refoulement. De là, une
partie du combustible gagne le gicleur d’injection via l’électrovanne V1 fer-
H
I
G
C
K
A
D
E
B
F
Caractéristiques du ventilateur
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Débit volumique en m
3
/h
Pression en mbar
ebm-papst HRG 134
ebm-papst RG 148
mée lorsque hors tension. Une autre partie du flux traverse l’élec trovanne
V2, ouverte lorsque hors tension, ainsi que le régulateur de pression P1, puis
revient sur le côté aspiration de la pompe. Électrovanne V2 fermée, cette
partie du flux est redirigée via le régulateur de pression P2. De la sorte et
suivant la position des vanne, c’est soit le régulateur de pression P2 soit le
régulateur de pression P1 qui est opérant. Pour faire marcher le brûleur au
premier niveau de pression, le système met l’élec trovanne 1 sous tension.
Pour commuter sur le deuxième niveau de pression, le système met en plus
l’électrovanne 2 sous tension. Pour que ce circuit fonctionne correctement,
il faut toujours que la pression réglée sur le régulateur de pression P2 soit
toujours supérieure à celle réglée sur le régulateur de pression 1.
2.4 Surveillance de la flamme
2 systèmes en option sont disponibles à titre de dispositif de surveillance
de flamme, à savoir un contrôleur de flamme optique ainsi qu’une unité
d’allumage à surveillance intégrée de la flamme par ionisation. Voici une
présentation des deux systèmes.
Contrôleur optique de flamme
Les flammes réelles émettent un rayonnement lumineux à une fréquence
variable, inconstante. Le detecteur de flamme (BST-Solutions KLC 2002)
spécialement développé pour les brûleurs flamme bleue exploite ce « va-
cillement » de la flamme pour la détecter. L’analyse du signal optique ainsi
que la transposition en un signal exploitable par l’automate de chauffage
est assurée par un circuit à microprocesseurs intégré dans le detecteur
de flammes. A la différence d’autres dispositifs surveillant optiquement la
flamme, l’appareil n’évalue que le vacillement de la flamme à surveiller.
Le dispositif masque complètement le rayonnement de lumière constante
par le conduit de recirculation rougeoyant ou d’autres composants situés
dans le foyer. De même, un rayonnement à fréquence constante, tel que
celui émis par des tubes au néon, ne provoque pas de détection de
flamme. Un ajustage de la sensibilité n’est pas nécessaire. Seule une LED
située dans le boîtier du detecteur de flamme indique l’état de service
actuel du capteur de flamme. Distinctions à faire ici :
LED éteinte :
contrôleur de flamme hors tension
LED clignotante :
KLC actif mais aucune flamme détectée
LED constamment allumée :
KLC actif et flamme détectée
En outre, il est possible d’utiliser la LED comme interface optique permet-
tant de lire les différents paramètres de service (dont par ex. le compteur
d’impulsions, la visualisation de l’intensité du signal de flamme, le numéro
de série). Pour empêcher, en présence de très hautes densités de puis-
sance, que le signal vacillant caractéristique de la flamme soit masqué
par le rayonnement émis par le tube de recirculation ainsi que par d’autres
composants rougeoyants, un filtre optique a été intercalé devant le cap-
teur lumineux proprement dit. Ce filtre atténue le rayonnement de fond
sur une partie de la plage spectrale, de sorte que le signal exploitable de
la flamme ressort plus fortement par rapport à ce rayonnement de fond.
Ceci permet d’éviter, même dans des conditions extrêmes, les erreurs
d’interprétation conduisant à des états de service non sûrs.
Detecteur de flammes BST-Solutions KLC 2002
Circuit de sortie du contrôleur de flammes BST-Solutions KLC 2002
Unité d’allumage avec surveillance intégrée de la flamme par ionisation
Sur l’unité d’allumage équipée d’une surveillance de flamme par ionisa-
tion, l’une des deux électrodes présentes pour allumer le mélange sert
Fils du câble
Bleu
Noir
Marron
LED
Noir, sortie de commutation, FL
Marron, alimentation électrique, L1
Bleu, N
Marron, alimentation électrique, L1
Noir, sortie de commutation,
FL « Signal numérique »
lors de l’application d’une
tension
- Flamme Éteinte, pas de
potentiel, « high »
- Flamme Allumée, « low »
Si FL se trouve sous tension alternative, le signal
est redressé via le transistor et la diode installée
en amont (ceci afin de permettre le raccordement
à des dispositifs d’allumage automatiques avec
surveillance de la flamme par ionisation).
Bleu, N
Signal
Électronique d’analyse
Capteur de flamme
Résistance amont pour protéger le transistor
Électronique
d’analyse
Capteur de
flamme
Pompe à fioul BFP 52 E L3, mesure de la pression d’injection (P), mesure
de la pression d’aspiration (V), régulateur de pression 1er et 2e allure.
Côté refoulement
Côté aspiration
Côté retour
V1
V2
