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CHAMBRE DE RADIATION La présente invention se rapporte à une chambre de radiation comprenant plusieurs parois, dans laquelle des gaz chauds circulent et dans laquelle la chaleur desdits gaz n'est transférée substantiellement que par une seule desdites parois, cette paroi étant appelée la paroi d'échange thermique.
Une telle chambre est entre autres utilisée dans une installation pour sécher des boues qui est décrite dans le document WO 92/00250. Cette chambre de radiation connue est équipée de brûleurs et elle est montée au-dessus d'une chambre d'évaporation dans laquelle des extrudés de boue sont séchés. Ces deux chambres sont séparées par une simple cloison qui constitue la paroi d'échange thermique.
Le but de la présente invention est de fournir une chambre de radiation telle que définie ci-dessus, qui assure un transfert de chaleur plus efficace que la chambre connue sans déformation substantielle de la paroi d'échange due aux phénomènes de dilatation.
La chambre de radiation de l'invention est caractérisée en ce que la paroi d'échange est constituée de plusieurs unités radiantes assemblées de telle sorte qu'elles puissent se dilater sans que la paroi d'échange thermique qu'elles constituent ne soit déformée substantiellement et sans que cette paroi ne devienne substantiellement perméable au gaz.
Il est clair que l'importance de la dilatation diminue, lorsque le nombre d'unités radiantes augmente. Evidemment il y a un nombre optimum du point de vue économique.
Avantageusement les unités radiantes sont munies d'une ou plusieurs ailettes formant des canaux par lesquels lesdits gaz circulent. Ainsi le transfert de chaleur au travers de la paroi d'échange est favorisé. Le transfert de chaleur augmente avec le nombre d'ailettes. De préférence les ailettes d'une unité sont décalées à l'égard de celles d'une unité voisine. Ainsi on obtient un bon mélange des gaz, ce qui favorise davantage le tranfert de chaleur.
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D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description, donnée ciaprès à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins ci-annexés, d'une forme de réalisation de la chambre de radiation suivant l'invention.
La figure 1 représente une vue schématique d'une chambre de radiation suivant l'invention.
La figure 2 représente une vue schématique d'en haut de la paroi d'échange de la chambre de radiation de la figure 1.
Les figures 3 et 4 illustrent deux modes de réalisation du montage des unités de la paroi d'échange de la figure 2.
La figure 5 représente une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie de la chambre de radiation de la figure 1.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
La chambre de radiation 1 représentée à la figure 1 comprend une paroi avant 2 munie d'ouvertures 3 pour l'entrée de gaz chauds, une paroi arrière 4 munie d'ouvertures 5 pour la sortie de gaz refroidis, deux parois latérales 6, une paroi supérieure 7 et une paroi d'échange thermique 8 formant la paroi inférieure de la chambre. Toutes ces parois sont isolées, par exemple avec de la laine de verre, sauf la paroi d'échange 8. La paroi d'échange 8 est composée de plusieurs unités radiantes 9 qui sont supportées par un bâti 10 aussi bien dan le sens longitudinal que dans le sens transversal. L'étanchéité de la paroi d'échange est garantie par des joints souples 11, par exemple en fibre isolante. Il n'est pas nécessaire que ces unités 9 aient toutes les mêmes dimensions.
Une unité radiante 9 comprend une plaque 12 en acier réfractaire munie d'ailettes 13 également en acier réfractaire. Les ailettes 13, de dimension adaptée et variée, forment avec la plaque 12 des canaux étroites 14. Les ailettes 13 d'une unité sont décalées à l'égard des ailettes 13 de l'unité voisine. Afin d'éviter que les ailettes 13 ne soient directement en contact avec l'isolant 15 de la paroi supérieure 7, une mince plaque 16 en acier réfractaire est introduite entre les ailettes 13 et cet isolant 15. Les gaz chauds introduits en 3 circulent par les canaux 14 et sortent en 5 ; on obtient un transfert de chaleur élevé principalement au travers de la paroi d'échange 8.
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Il doit être entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la chambre de radiation décrite ci-avant sans que ne soit touché à l'essence de celle-ci.
C'est ainsi, par exemple, que l'on peut agrandir la distance entre les ailettes 13 et insérer alors dans les canaux 14 des moyens pour augmenter la vitesse de circulation des gaz chauds afin d'assurer un bon transfert de chaleur au travers de la paroi d'échange. De tels moyens peuvent comprendre des barres céramiques.
Le bâti peut être facilement adapté de sorte que les unités soient seulement supportées dans un sens dépendant de la construction du bâti, les unités étant autoportantes dans l'autre sens comme il est montré dans la figure 4.
Il va de soi que l'on peut également adapter le nombre d'ouvertures 3 pour l'entrée de gaz chauds ainsi que le nombre d'ouvertures 5 pour la sortie de gaz refroidis.
Au lieu d'utiliser les ouvertures 3 pour l'entrée de gaz chauds, on peut monter des brûleurs dans ces ouvertures. Il va de soi alors qu'il faut alors adapter la hauteur de la chambre de combustion 1 de manière à ce que ces brûleurs puissent fonctionner sans problèmes. Ainsi on obtient un transfert de chaleur plus intense au travers de la paroi d'échange en dessous des flammes des brûleurs.
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RADIATION CHAMBER The present invention relates to a radiation chamber comprising several walls, in which hot gases circulate and in which the heat of said gases is transferred substantially only by one of said walls, this wall being called the heat exchange.
Such a chamber is inter alia used in an installation for drying sludge which is described in document WO 92/00250. This known radiation chamber is equipped with burners and is mounted above an evaporation chamber in which extrudates of mud are dried. These two chambers are separated by a simple partition which constitutes the heat exchange wall.
The object of the present invention is to provide a radiation chamber as defined above, which provides more efficient heat transfer than the known chamber without substantial deformation of the exchange wall due to expansion phenomena.
The radiation chamber of the invention is characterized in that the exchange wall consists of several radiant units assembled in such a way that they can expand without the heat exchange wall which they constitute being substantially deformed and without this wall becoming substantially permeable to gas.
It is clear that the importance of expansion decreases when the number of radiant units increases. Obviously there is an optimum number from an economic point of view.
Advantageously, the radiant units are provided with one or more fins forming channels through which said gases circulate. Thus the transfer of heat through the exchange wall is favored. The heat transfer increases with the number of fins. Preferably, the fins of one unit are offset with respect to those of a neighboring unit. Thus, a good mixture of gases is obtained, which further promotes heat transfer.
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Other details and particularities of the invention will emerge from the description, given below by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings, of an embodiment of the radiation chamber according to the invention.
Figure 1 shows a schematic view of a radiation chamber according to the invention.
FIG. 2 represents a schematic view from above of the exchange wall of the radiation chamber of FIG. 1.
FIGS. 3 and 4 illustrate two embodiments of the mounting of the units of the exchange wall of FIG. 2.
FIG. 5 represents a sectional view on a larger scale of a part of the radiation chamber of FIG. 1.
In the various figures, the same reference notations designate identical elements.
The radiation chamber 1 shown in FIG. 1 comprises a front wall 2 provided with openings 3 for the entry of hot gases, a rear wall 4 provided with openings 5 for the outlet of cooled gases, two side walls 6, a upper wall 7 and a heat exchange wall 8 forming the lower wall of the chamber. All these walls are insulated, for example with glass wool, except the exchange wall 8. The exchange wall 8 is composed of several radiant units 9 which are supported by a frame 10 both in the longitudinal direction as in the transverse direction. The tightness of the exchange wall is guaranteed by flexible seals 11, for example made of insulating fiber. These units 9 need not all have the same dimensions.
A radiant unit 9 comprises a plate 12 of refractory steel provided with fins 13 also of refractory steel. The fins 13, of suitable and varied size, form with the plate 12 narrow channels 14. The fins 13 of one unit are offset with respect to the fins 13 of the neighboring unit. In order to prevent the fins 13 from being in direct contact with the insulation 15 of the upper wall 7, a thin plate 16 of refractory steel is introduced between the fins 13 and this insulation 15. The hot gases introduced in 3 circulate through channels 14 and exit at 5; a high heat transfer is obtained mainly through the exchange wall 8.
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It should be understood that many modifications can be made to the radiation chamber described above without affecting the essence of it.
Thus, for example, one can enlarge the distance between the fins 13 and then insert into the channels 14 means to increase the speed of circulation of the hot gases in order to ensure a good transfer of heat through the exchange wall. Such means may include ceramic bars.
The frame can be easily adapted so that the units are only supported in one direction depending on the construction of the frame, the units being self-supporting in the other direction as shown in Figure 4.
It goes without saying that one can also adapt the number of openings 3 for the inlet of hot gases as well as the number of openings 5 for the outlet of cooled gases.
Instead of using the openings 3 for the entry of hot gases, burners can be mounted in these openings. It goes without saying that it is then necessary to adapt the height of the combustion chamber 1 so that these burners can operate without problems. Thus, a more intense heat transfer is obtained through the exchange wall below the burner flames.