BE331409A - - Google Patents

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BE331409A
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Publication of BE331409A publication Critical patent/BE331409A/fr

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B5/00Coke ovens with horizontal chambers
    • C10B5/10Coke ovens with horizontal chambers with heat-exchange devices
    • C10B5/20Coke ovens with horizontal chambers with heat-exchange devices with recuperators

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description


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 déposé à l'appui d'une demande de ' 
La présente'invention se rapporte à un procédé et un appareil pour la transmission de chaleur. L'invention est parti -culièrement applicable à des récupérateurs et appareils sembla -bles, par lesquels de la chaleur est transmise à partir d'un fluide chauffé à un fluide plus froid. 



   L'invention a pour but d'obtenir un procédé et un appareil pour la transmission dechaleur, susceptibles de transmettre de la chaleur à partiydu fluide chaud au fluide à chauffer dans une proportion supérieure à celle atteinte   jusqu'ici. Ace   point de vue l'invention a également pour but d'obtenir une .transmis- sion très rapide de grandes quantités d'énergie calorifique . 



   Un but général de l'invention consiste à obtenir des   procé-   dés et des appareils pour la transmission de chaleur, possédant une efficacité plus grande que les procédés et appareils emplo- yés jusqu'ici. 



   Il   a'   été constaté que dans les types connus de récupéra - teurs, tels que ceux utilises dans des fours ou foyers chauffés au gaz, par exemple, les essais faits en vue d'accroître le rendement du four ou foyer ont eu pour résultat une destruction 

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 rapide des, tubes récupérateurs par la chaleur intense à laquelle les tubes   étaient   soumis.

   Ceci s'Explique par le fait que lors- que le rendement du four ou foyer augmentait, c'est à dire lorsque la température des; gaz soumis au chauffage et la tem- pérature des tubes récupérateurs se rapprochaient davantage de façon à devenir à peu près égales, la transmission de chaleur à partir des tubes récupérateurs aux gaz soumis au chauffage se ralentissait et il en résultait que la température des tubes récupérateurs se rapprochait beaucoup de la température des produits de la combustion chauffés de façon intense. Le résul- tat le plus nuisible de ce fait est la durée très limitée des tubes récupérateurs aux températures élevées auxquelles ils sont soumis.

   Un autre inconvénient réside dans la diminution réelle dans le rendement du récupérateur, qui résulte du fait que , au fur et à mesure que la température des tubes se rap- proche de la température des. produits de la combustion, il se produit une diminution dans la quantité de chaleur transmise à partir de ces produits aux tubes récupérateurs. 



     'Il   a été de   pratique'   courante d'utiliser, comme moyen de   transmission   de la chaleur à partir d'un fluide chaud à un flui- de plus froid, des cloisons, des tubes ou des corps d'autres formes, faits en une matière qui constitue un bon conducteur de la chaleur, et d'obtenir la transmission de chaleur en assurant le contact du fluide chaud avec une partie de la matière conduc- trice, de sorte que de la chaleur était transmise par le fluide      par convection du fluide et était en partie transmise à la ma- tière conductrice par contact du fluide avec celle-ci, une autre partie du corps en matière conductrice ayant une surface de con- tact avec le fluide à chauffer,

   de sorte que de la chaleur était transmise à ce fluide par contact avec la surface de la matière conductrice et était répartie à travers la masse de ce fluide par convection de celui-ci. Toutes les autres conditions étant constantes, la quantité de'chaleur transmise était directement 

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   proportionnelle   a la surface de contact entre la matière conduc- trice et les fluides. Comme la matière conductrice doit également servir de cloison, il y a en pratique une limite à l'étendue de la surface qui peut être obtenue pour le contact avec les gaz ou fluides . 



   De   m'orne,   la quantité de chaleur transmise dans un appareil du type   spécifié   ci-dessus est directement proportionnelle à la différence de température entre les deux gaz, toutes les au-      tres conditions restant constantes .Cette condition de   diffé-   rence de température des gaz doit toutefois être contrôlée pour obtenir le meilleur rendement total du four ou foyer,   indépendant   ment du rendement du récupérateur   -ou   dispositif analogue. Lors- qu'on fait marcher un four oufoyer avec un rendement élevé, la différence de température des gaz est relativement faible, comme expliqué ci-dessus. 



   Les constructions antérieures présentaient par conséquent des caractéristiques propres défectueuses, qui sont supprimées d'une manière nouvelle et simple par la présente invention, comme il est décrit   ci-après.   



   'Le procédé de transmission de chaleur suivant la présente invention consiste à chauffer un corps, qui est un bon radiateur d'énergie calorique, et à disposer un second corps, qui   constitue   un bon absorbant d'énergie calorifique de rayonnement, de manière à permettre une transmission d'énergie calorifique à partir du corps rayonnant chauffé au corps absorbant, ce corps absorbant étant placé dans la masse ou courant du fluide à chauffer et pos-        sédant   une forme telle qu'elle lui   cassure   une surface de contact étendue et bien répartie avec ce fluide. 



   Dans un 'récupérateur pour un four ou foyer par exemple,   les   gaz d'échappement sont amenés en contact de chauffage avec des surfaces de tubes récupérateurs faits en une matière qui consti- tue un bon radiateur d'énergie calorifique. Les tubes peuvent également être chauffés par de l'énergie-calorifique de rayonne- ment reçue à partir des surfaces intérieures chauffées des con- 

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 dui ts dans lesquels les tubes sont placés.

   Naturellement, une certaine quantité de chaleur sera transmise aux gaz à chauffer par le contact de la masse ou courant de gaz à chauffer avec les parois du tube, mais la quantité de chaleur ainsi transmise sera relativement faible en comparaison avec la quantité de chaleur transmise à ces 'gaz   par.;1   le second corps* 
Dans la transmission d'énergie calorifique à partir d'un corps à un autre corps par rayonnement, la quantité d'énergie calorifique transmise, au lieu d'être directement proportionnelle à la différence entre les températures des corps, comme c'est le cas dans la transmission de chaleur entre un solide chauffé et un fluide par contact de surface du solide avec le fluide, est proportionnelle à la quatrième puissance de la différence entre les températures.

   Il se produira par conséquent une trans- mission rapide de la plus grande partie de l'énergie calorifique par rayonnement à partir du corps rayonnant chauffé au corps absorbant qui, à son tour, par suite de sa surface'de contact étendue et bien distribuée avec le gaz à chauffer, est propre à transmettre rapidement de grandes quantités de chaleur à cette masse ou courant de gaz .' 
En particulier, dans une construction de récupérateur du type mentionné, dans le but d'assurer une transmission d'une quantité de chaleur aussi grande que possible à partir des pro      -duits chauds de la combustion aux parois du récupérateur, des pièces additionnelles, faites en une matière, semblable à celle des parois du récupérateur et présentant une forme ayant une étendue de surface relativement grande, telles que des plaques relativement minces,

   peuvent être placées dans le courant des produits chauds de la combustion pour absorber la chaleur à partir de ceux-ci par contact avec ces produits et pour trans- mettre par rayonnement   l'énergie   ainsi reçue aux parois des   tu -   bes récupérateurs.      



   Par suite de la rapidité avec laquelle les parois des tubes récupérateurs abandonnent l'énergie calorifique par rayonnement 

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 ces parois seront maintenues à une température beaucoup infé- rieure à celle qu'on obtiendrait si la transmission de chaleur à partir de ces parois aux gaz à chauffer avait lieu uniquement par le contact de ces parois et de ces gaz. En outre, par suite de la rapidité avec laquelle le second corps abandonne sa chaleur par suite de sa surface de contact étendue avec les gaz à chauffer la température du second corps est maintenue relativement faible. 



  Par conséquent, pour une différence donnée dans la température entre les produits de la combustion et l'air ou gaz à soumettre à un réchauffage préalable, on peut, sans porter la température des tubes récupérateurs à un point provoquant leur détérioration emmagasiner dans ces tubes une, quantité de chaleur beaucoup plus grande qu'il n'a été possible jusqu'ici, et par suite la durée de récupérateurs, construits et fonctionnant conformément au principe faisant   l'objet   de la présente invention, est notablement accrue.      



   Les éléments constitutifs d'un appareil de transmission de chaleur, construit conformément à la présente invention, compren- nent un corps, disposé de manière à recevoir de la chaleur à par- tir d'une source donnée et fait en une matière qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique!, et un second corps qui est fait en une matière constituant un bon absorbant d'énergie calo- rifique de rayonnement et comportant une surface étendue et bien distribuée pourson contact avec un fluide àchauffer, ce second corps étant placé dans la masse ou courant du fluide à chauffer et dans une position lui permettant de recevoir de l'énergie ca- lorifique par rayonnement à partir du premier corps. 



   Le premier, corps peut avoir une forme telle qu'il possède une surface relativement grande pour recevoir de la chaleur à par- tir d'un fluide chaud, - ou bien des corps additionnels, tels que des plaques, peuvent être placés dans la masse ou courant du fluide chaud pour absorber de la chaleur à partir de celui-ci et i être disposés de manière à abandonner par rayonnement l'énergie qu'ils reçoivent ainsi au premier corps rayonnant mentionné. 

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   Dans un récupérateur construit conformément aux principes de l'invention et disposé de façon à être utilisé avec un foyer ou un four, à coke par exemple* les tubes   récupérateurs,placés   dans des conduits ou carneaux à travers lesquels on fait passer les produits chauds de la combustion à leur sortie de la zone de chauffage, sont faits en une matière, telle que l'un quel- conque des alliages de chrome du commence, qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique. Un tel alliage est désirable également pour la raison qu'il résiste très bien aux effets des produits de la combustion chauffés de manière intense, et que les éléments du récupérateur, lorsqu'ils sont faits en cette matière, possèdent une durée plus longue.

   Si on le désire, des pièces additionnelles, t'elles que des plaques faites en un tel alliage, peuvent étre placées dans les courants des produits chauds de la combustion près des parois des tubes récupérateurs, dans le but d'enlever une quantité additionnelle de chaleur aux produits chauds de la combustion et d'abandonner par rayonnement l'énergie calorifique ainsi reçue aux parois des tubes récupé- rateurs.

   Des corps, en une matière, qui constitue un bon absor- bant d'énergie de rayonnement, tels que du treillis métallique, des tubes métalliques ou d'autres pièces possédant également une surface étendue et bien répartie , sont placés de l'autre côté des parois des tubes récupérateurs, dans les courants des gaz à chauffer, et sont disposés'de manière à recevoir l'énergie calorifique abandonnée par rayonnement par les parois des tubes récupérateurs et à transmettre cette énergie calorifique aux gaz à chauffer par l'intermédiaire de leur surface de contact étendue et bien répartie avec ces gaz. 



   Les dessins ci-joints représentent à titre d'exemples des formes de réalisation préférées de l'invention : la figure 1 est une vue 'en coupe verticale transversale d' un four, muni d'un- récupérateur construit conformément à la présente invention; 

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 jm xxguxe a til5rt uzie vue en evupe .I10J:J.:<IOUli1.:LJ.e, a ecneile agrandie, à travers le récupérateur représenté sur la   fig.l,   la coupe représentée étant faite suivant un plan indiqué par la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une vue partielle en coupe verticale sui- vant la ligne 3-3 de la fig. avec certaines parties en vue en   élévation ;   la figure 4 est une vue partielle en coupe verticale sui      
 EMI7.2 
 -vant la ligne 4-4 de lai figure 2;

   la figure 5 est une vue en coupe verticale, à échelle agrandie, de l'un des tubes récupérateurs; représentés en coupe sur la fig.4, et la figure 6 est une vue partielle en coupe verticale, à échelle agrandie suivant la ligne   6-6   de la   fig.2;   la figure 7 est une 'vue en coupe verticale d'un four comportant des récupérateurs construits conformément à l'in- vention; la figure 8 estune vue en coupe verticale suivant la ligne 8-8 de la figure 7; la figure 9 est une vue de détail, à échelle agrandie, en coupe à travers le collecteur des récupérateurs et à travers l'un des tubes récupérateurs du four suivant la   fig.7;   la figure 10 est une vue de détail, à échelle agrandie, de la construction du collecteur;

   les figures 11, 12 et 13 sont des vues en coupe trans- versale de formes de réalisation légèrement modifiées des tu- bes récupérateurs pouvant être appliqués au four de la fig.l ou au four de la fig.7; la fig.14 est une vue partielle en coupe verticale d'une forme de réalisation légèrement modifiée de la construction du   four.   



   Les figures 1 à 6 des dessins représentent une   applicatior   de récupérateurs, construits conformément à la présente inven-. tion, à un four à coke à distillation à basse température, ce 

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 four comprenant une partie principale qui est construite de la manièrehabituelle. Le four comprend une chambre de chauffage ou de distillation 11, munie d'une sole 12, qui constitue la pa-      roi inférieure de la chambre 11, et d'une paroi supérieure en forme de voûte 15. La chambre 11 est chauffée indirectement' par les produits de la combustion qui passent à travers une sé- rie de tuyaux 15, s'étendant transversalement par rapport au fond de la chambre.

   Chacun de ces tuyaux 15 est plongé dans un bain de plomb 16, qui est maintenu au-dessus de sa température de fusion pendant la marche du four et sur lequel flottent des cuvettes peu profondes, dont chacune contient une couche de la matière à distiller. 



   Une série de carneaux 20 passent vers le bas à travers      les parois du four, l'extrémité inférieure de chaque carneau recevant l'une des extrémités recourbées vers le haut, de l'un des tuyaux 15, tandis que l'extrémité supérieure 21 de chaque      carneau est d'un diamètre plus faible et reçoit une conduite 22 d'amenée de combustible, montée dans un manchon 23.

   Chaque man- chon comporte une bride 24, destinée à reposer sur le massif. en maçonnerie entourant l'extrémité supérieure du carneau 20, et comporte, près de son extrémité supérieure, une bride 25 desti- née à recevoir et à supporter une partie du massif en maçonnerie:      Chaque manchon 23 est placé à l'intérieur d'une partie élargie 30, à l'extrémité extérieure de chaque carneau récupérateur ou chambre 31 dans la partie supérieure du massif du four.

   Sur la partie principale de chaque manchon 23 fait saillie, transver- salement, un prolongement creux 26, représenté plus particuliè- rement sur la figure 3, qui est muni de deux orifices, dont cha- cun est disposé de manière à coïncider avec l'ouverture ménagée dans l'extrémité 32, recourbée vers le bas, de l'un des deux tubes ou tuyaux récupérateurs 33; deux paires de ces tubes ré- cupérateurs 33 sont disposées'dans chacun des carneaux   SI.   



   Dans les parois du four sont également ménagés plusieurs 

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 carneaux 35, identiques comme construction aux carneaux 20 et ,dont l'extrémité supérieure 36 est de diamètre plus faible.      



  Chaque carneau   35   est disposé de manière à recevoir à son ex- trémité inférieure l'une des extrémités, recourbées vers le haut, de l'un des tuyaux 15. 



   Comme représenté sur la figure 3, le prolongement 26, sur le machon 23 correspondant à l'une des paires de tubes   récupé-   rateurs dans le carneau 31, s'étend dans une direction, tandis que le prolongement sur le manchon à l'autre extrémité du car- neau 31, manchon'correspondant à l'autre paire de tubes récu- pérateurs, s'étend dans la direction opposée.

   Les deux paires de tubes récupérateurs montées dans chaque carneau SI sont as- sociées avec deux des tuyaux 15, chacun de ces tuyaux 15 étant raccordé à une extrémité à un carneau   20, ...et   par suite aux tu- bes récupérateurs montés dans cette extrémité du carneau   SI*,   et à son autre extrémité au carneau 35,- et par suite à l'espa- ce à l'intérieur du carneau SI entourant les tubes récupérateurs 
Gomme représenté sur les figs. 1 et 2, chaque paire de car -neaux voisins 31 est raccordée, par l'intermédiaire,du carneau 39, qui s'étend sur toute la longueur du four, à une cheminée ou conduit d'évacuation 40. 



   Chaque paire de tubes récupérateurs 33 est raccordée,, à son extrémité opposée à 1'extrémité qui est reliée au manchon 23, à un second manchon 41, qui débouche dans une conduite d' admission d'air 42. 



   Pendant le fonctionnement de l'appareil, de l'air est ad- mis à travers les conduites 42 dans chacun des tubes récupéra- teurs, et passe à traders ces tubes et ensuite à travers le manchon 23 dans les carneaux 20. En méme temps, du combustible est introduit à travers la conduite 22 et est mélangé avec 1' air dans le carneau 20 pour former un mélange combustible qui est brûlé, les produits chauds de la combustion passant vers le bas et ensuite à travers l.e tuyau 15, puis passant vers le 

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   hau   à travers le carnea 35-36 dans le carneau   SI,   où ils s' écoulent en passant le long des tubes récupérateurs 33 logés   à   l'intérieur de ce carneau, et s'échappent ensuite à travers la cheminée ou conduit d'évacuation   40.   



   Bien qu'une certaine .quantité de chaleur soit transmise aux tubes récupérateurs par convection lorsque les produits chauds de la combustion passent à travers les carneaux 31 et par contact des gaz avec les tubes récupérateurs logés dans ceux-ci, et bien qu'en outre une certaine quantité de chaleur soit transmise à partir deces tubes récupérateurs, par contact, au gaz qui passe à travers ces tubes pour subir un chauffage préalable, une quantité beaucoup plus grande de chaleur est transmise aux parois des carneaux 31, par contact avec les pro -duits chauds de la combustion s'écoulant à travers ces carneaux et est ensuite-transmise par rayonnement à partie de ces pa- rois aux tubes récupérateurs. 



   Les plaques 29, faites en une matière qui absorbera faci- lement de la chaleur par convection à partir des produits chauds de combustion, et aussi en une matière qui constitue un bon radiateur de chaleur, peuvent être placées,, dans une posi- tion sensiblement parallèle aux tubes récupérateurs, pour ef- fectuer une transmission rapide d'énergie calorifique, par ray -onnement, aux tubes récupérateurs.

   Comme représenté plus par- ticulièrement sur la fig.4, chaque.carneau   SI,   ainsi que cha- cun des deux groupes de tubes récupérateurs jumelés placés dans ce carneau, comportant quatre de ces plaques, deux de celles-ci étant disposées entre les deux tubes, et une, entre chaque tube et la paroi du carneau   SI '   Chacune de ces plaques 29 possède      une surface, exposée aux gaz chauds de la combustion,destinée à absorber de la chaleur par convection, approximativement deux fois plus grande que les parties voisines de la paroi du car- neau 31.

   Par conséquent la surface absorbante exposée aux pro-'      duits chauds de la combustion est beaucoup accrue, et la trans 

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 mission de chaleur à partir des produits chauds de la combus- tion, par contact, est ainsi   accrue'   de façon correspondante.Ces plaques 29 sont disposées de manière à diviser en filets ou veines les gaz s'écoulant à travers le carneau 31, pour provo- quer un contact plus intime entre les gaz et les surfaces des-   tinées   à recevoir de la chaleur par contact* Chacuns-de ces pla -ques à son tour abandonne de la chaleur par rayonnement aux tubes récupérateurs. 



   A l'intérieur de chaque tube récupérateur est disposé une matière ou un corps comportant des trous ou vides,tel que du treillis métallique, qui constitue,un bon absorbant d'énergie calorifique de rayonnement, et qui est construit de façon à pré -senter une surface étendue' et bien répartie pour le contact avec le fluide passant à l'intérieur du tube.   Gomme   représenté sur.les figures 4 et 5, chacun de ces tubes est muni d'une cloi -son   médiane'45,  sur chaque côté de laquelle 1 sont disposées deux couches de treillis métallique 46, bien que l'on puisse faire varier ce nombre comme on le désire pour donner les résul- tats les plus satisfaisants.

   Toutefois, il a été constaté qu'il y a une limite au nombre de couches de treillis métallique que l'on peut employer, étant donné que l'énergie calorifique dé- gagée par rayonnement à partir des tubes sera absorbée presque      complètement par quelques treillis métalliques les plus voisins des surfaces de rayonnement, de sorte qu'un accroissement ul- térieur du nombre de couches de treillis métallique est d'une valeur faible sinon nulle. La cloison 45 peut être supprimée, mais elle aide à la fois à maintenir les treillis métalliques en place et tend également à accroître le rendement dans la transmission de chaleur. En disposant les treillis métalliques, il y a lieu de veiller à ne pas gêner'de façon nuisible le pas- sage ou écoulement du fluide à travers le tube récupérateur. 



   Dans des tubes récupérateurs contenant des couches de treillis métallique il peut arriver que la-maille des treillis 

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 peut se chevaucher et tendre à obstruer les vides,de sorte qu' il ne res'tera plus de passages appropriés pour le mouvement du gaz ou de l'air à travers les tubes récupérateurs' En outre,le contact intime désire du gaz ou de l'air avec les treillis   mél-   talliques ne serait pas obtenu dans ce cas. Pour empêcher cette éventualité, les-treillis peuvent être refoulés ou bosselés de façon à ménager des parties en'saillie qui servent à écarter les treillis métalliques l'un de l'autre et des parois du tube et de la cloison médiane. De préférence, la cloison 45 doit être imperméable à la chaleur de rayonnement. 



   Chacun des treillis métalliques, ainsi que la cloison 45 reçoit de l'énergie calorifique rayonnée à partir des parois chauffées des tubes récupérateurs, et sert également à diviser le fluide, passant à travers le tube et sur les treillis métal- liques,' en filets minces, de manière à réaliser ainsi un contact intime entre la surface de ces treillis métalliques et le fluide 
En fonctionnement, une grande partie de l'énergie calorifi -que, qui reste dans les produits de la combustion après que ceux-ci quittent la chambre du;four, esttransmise aux tubes ré      cupérateurs, et aux plaques 29 employées en combinaison avec ces tubes. Ces plaques chauffées à leur tour transmettent de   l'éner-   gie par rayonnement aux tubes récupérateurs.

   Les tubes   réeupéra-'   teurs chauffés transmettant naturellement une certaine quantité de chaleur, par contact, au fluide passant à travers ces tubes, mais transmettent   beaucoup: plus   d'énergie calorifique aux treil- lis par rayonnement. Ces treillis métalliques transmettent alors de manière très efficace de la chaleur au fluide passant sur ceux-ci, par contact avec ce fluide. 



   Les figures 7 à 10 et 14,représentent l'application de tu- bes récupérateurs, construits conformément à la présente inven- tion, à un type de four à moufle particulièrement destiné à as- sembler par brassage des ailettes en cuivre sur des cylindres en fer ou en ,acier pour des moteurs à refroidissement par air. 

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   Ce four comprend l'enveloppe   métallique   habituelle 50, munie du massif en maçonnerie à   l'intérieur,duquel   est-ménagée une cham- bre de combustion sensiblement circulaire 51, une couche de   ma-'   tière réfractaire appropriée 52 constituant la paroi effective      de cette chambre de combustion, Il est prévu un orifice 53 d'ad- mission de gaz et de combustible et un orifice 54 d'échappement de gaz, ces orifices étant situésdans le voisinage l'un   de Il   autre et étant séparés par une cloison 55, de sorte que le com- bustible admis et les produits de la combustion passent complè- tement autour de la chambre de combustion et sortent par l'ori- fice d'échappement 54.

   Cet orifice d'échappement estraccordé à un conduit ou carneau 56, qui débouche dans la cheminée ou con- duit d'évacuation 57. L'orifice d'admission 53 est de préférence sensiblement tangentiel à la chambre de combustion. 



   A l'intérieur de la chambre de combustion est disposé, à une certaine distance des parois de celle-ci, un cylindre réfrac- taire à l'action de la chaleur,60, qui péut être fait en toute matière appropriée, telle qu'une maçonnerie en terre réfractaire ou en l'un quelconque des alliages nickel-chrome connus du com- merce, résistant très bien à l'action de la chaleur. Ce cylindre réfractaire ou moufle 60 est .convenablement monté à ses extrémi- tés dans le revêtement, la chambra 61 recevant les pièces à traiter dans ce moufle ou cylindre 60 étant ainsi complètement séparée de la chambre de combustion, de sorte qu'aucune partie      , des produits de la combustion ne, peut pénétrer dans la chambre 
61 recevant les pièces à traiter.

   Il en résulte que l'atmosphère à l'intérieur de la chambre 61 de traitement des pièces, paut être réglée comme on le désire, exactement aussi facilement que dans le cas d'un four électrique. Le moufle cylindrique réfrac-   taire 60   est de préférence fait aussi peu épais qu'il est pos- sible tout en assurant la securité et la durée nécessaires. 



   Au fur et à mesure que les produits chauds de la combustion du mélange du combustible et d'air passent à travers la chambre 

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 de combustion 51 autour du moufle, ils chauffent la paroi réfrac- taire de ce moufle 60, ainsi que la surface opposée de la couche de matière réfractaire 52, par contact, en venant lécher les sur- faces avec une vitesse-considérable. En   outre,'   particulièrement à des températures élevées, il se produit une transmission consi -dérable de chaleur à partir de la surface du- revêtement   réfrac-   taire 52 par rayonnement au moufle réfractaire 60, de sorte que ce dernier sera chauffé bien au-dessus de la.température d'in-      candescence.

   L'atmosphère à l'intérieur du moufle réfractaire 60 recevra naturellement un peu de chaleur par contact avec ce moufle   réfractaire,.étant   donné que cette atmosphère peut circu-      1er librement dans celui-ci, mais le chauffage des pièces à frai -ter dans la chambre intérieure du moufle sera réalisé principa- lement par la transmission d'énergie calorifique de rayonnement à partir du moufle réfractaire incandescent 60 à ces pièces. 



  Comme la tendance, que possède un corps chauffé à abandonner de l'énergie calorifique par rayonnement, varie comme la quatrième puissance de la température de ce corps, il est évident qu'on obtient une transmission très efficace de l'énergie calorifique à partir du Moufle 60 aux pièces traitées dans celui-ci. 



   Au fur et à mesure que les produits chauds de la combustion passent à travers la chambre de combustion et autour du moufle réfractaire 60, il se produit naturellement un abaissement de'la température des gaz. Par conséquent il y a une tendance à un chauffage irrégulier du moufle réfractaire,ayant pour résultat une distribution irrégulière de chaleur aux pièces à traiter. 



  Dans le but d'obvier à cette tendance à un chauffage irrégulier on dispose une série de plaques 62 dans la chambre de combustion 61, dans le trajet des produits chauds de la combustion, ces pla -ques 62 étant chauffées par les gaz de la combustion et abandon- nant à leur tour par rayonnement l'énergie ainsi reçue au moufle réfractaire 60. En augmentant progressivement le nombre de pla- ques, de telle sorte qu'au fur et à mesure que la température de  

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 produits de la   combustion diminue,   le nombre de plaques 62 aug- mente, on peut maintenir sensiblement uniforme 'la transmission de chaleur au moufle 60. Sur la figure 7 il n'est pas prévu de plaques à l'extrémité d'admission de la chambre de combustion 
51; ou'la température est la plus élevée.

   Un certain nombre de plaques sont disposées à partir de la moitié environ du trajet et un nombre supplémentaire de plaques près de l'ouverture d' échappement- 
L'air et le gaz ou , si on le désire, l'air seulement,sont chauffés au préalable dans des tubes récupérateurs placés à 1' intérieur du carneau ou conduit 56,, les produits chauds de la combustion allant de l'orifice d'échappement 54 à la cheminée ou conduit d'évacuation 57. Lorsque l'air et le gaz doivent tous deux être chauffés au préalable, on utilise un collecteur 70 divisé en deux parties, dont la construction est représentée sur les figures 9 et   10.   Ce collecteur comporte une cloison 71, le divisant en deux conduits 72 et 73, raccordés à une source d'alimentation d'air sous pression et   à, une   source d'alimenta- tion de gaz, respectivement.

   Des tubes récupérateurs 75 sont munis d'extrémités 76, recourbées vers le bas, assurant un joint étanche avec la surface   supérieur; du   collecteur, comme repré-   senté   sur la fig.9, la cloison 71 de séparation du collecteur étant disposée de telle manièreque les ouvertures 78, ménagées dans la paroi supérieure du collecteur, sont raccordées alterna -tivement aux conduits 72 et 73 du collecteur.

   Les extrémités de sortie des tubes   récupérateurs,75,   comme représenté sur la        fig.8,   sont disposées à l'intérieur de la cloison de séparation 
55, de sorte que l'air et le combustible sortant de ces tubes passent dans le conduit d'admission 53 où ils se mélangent et brûlent, les produits chauds de la combustion passant à travers la chambre de combustion   51.   Un tampon creux amovible approprié 
85, placé à l'extrémité extérieure du conduit 53 et muni d'une 

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 plaque-couvercle à bascule,'] permet d'avoir accès au conduit 53,

   pour allumer le mélange d'air et de gaz combustible - 
Les dispositifs récupérateurs sont destinés à fonctionner sensiblement de la même manière que les dispositifs   récupérateur   décrits en référence au four des figures 1 à 6. 



   Des formes de réalisation modifiées des dispositifs   récupé-     rateurs   sont représentées sur les figures 11, 12 et 13. La fig. 



  Il montre un tube récupérateur 95, qui est rempli de plusieurs tubes plus petits 96, de façon à diviser l'écoulement du fluide en filets de petit diamètre, pour assurer une surface   étendue   et bien répartie de contact entre le métal'chauffé et le fluide. 



   Sur les   figs.lg   et 13, le dispositif récupérateur est de forme cylindrique au lieu d'être de forme rectangulaire. Sur la      'figure 12, le dispositif comporte des parois cylindriques 100 et 101, écartées l'une de l'autre et entre lesquelles sont pla- cés des treillis métalliques ou des pièces comportant des trous      ou vides 102. Sur la   fig.13   le dispositif comporte également des parois 103 et 104, écartées   11-une   de l'autre et entre lesquelles sont disposés de petits tubes 105, qui remplissent le même rôle que les petits tubes représentés sur la fig.11. Le   fonctionnement   est le même dans toutes les formes de réalisation représentées. 



   La fig.14 représente une forme de construction légèrement modifiée par rapport à celle des figs.7,8,9 et 10, dans laquel-      le l'air seulement est soumis à un réchauffage préalable. Un collecteur divisé en   deux!   conduits n'est plus nécessaire dans ce cas, de sorte qu'il   n'est   prévu qu'un collecteur simple 110, auquel sont raccordés les tubes récupérateurs, qui amènent   l'air   chauffé dans le conduit d'admission 53 de la chambre de combus- tion.

     'Le   gaz, ou autre combustible, est admis à travers un brû- leur approprié 111 dans l'orifice d'admission de la chambre de combustion, de façon à se mélanger avec l'air venant des tubes récupérateurs et à brûler avec cet air- Il a été constaté qu' avec cette construction, on peut parfois obtenir une distribu- 

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 tion quelque peu plus uniforme   de la   température, mais au   dé tri-.   ment du rendement, que dans le cas où l'air et le combustible ,      sont tous deux soumis à un réchauffage préalable . 



   REVENDICATIONS . 



   1' Un procédé de transmission de chaleur, qui est   caracté-   risé en ce qu'on chauffe un corps et qu'on cède rapidement de 1' énergie calorifique à partir de ce corps par rayonnement à un second corps, et qu'on cède Rapidement de l'énergie calorifique à partir de ce second corps à un gaz à chauffer, par une surface étendue et bien répartie de. contact entre ce second corps et ce gaz .

Claims (1)

  1. 2. Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe un corps qui constitue un bon radiateur d'éner- gie calorifique, et qu'on dispose un second corps, qui-constitue un bon absorbant d'énergie calorifique de rayonnement, de façon à permettre une transmission d'énergie calorifique à partir du corps chauffé rayonnant au corps absorbant, ce corps absorbant étant placé dans la masse ou courant du fluide à chauffer et présentant une forme telle qu'il possède une surface étendue et bien répartie de contact avec ce fluide.
    3. Un procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le corps rayonnant est disposé à l'intérieur de ou constitue la paroi d'une chambre ou conduit, dans lequel un fluide chauffé est amené en contact avec ce corps rayonnant pour chauffer celui-ci.
    4. Un procédé suivant la revendication 2, caractérisé par .le fait que le second corps!présente la forme de petits tubes, de plaques perforées relativement minces, de treillis et toiles métalliques, de grilles ou de masses en matière fibreuse'à struc- ture lache, possédant une surface étendue et bien répartie pour le contact avec le fluide à chauffer et assurant un écoulement relativement facile du fluide à travers ces masses.
    5. Un procédé suivante la revendication 1, pour la trans- <Desc/Clms Page number 18> mission de chaleur à partie d'un fluide chaud à un fluide à /.chauffer, caractérisé en ce qu'on amène le fluide chaud en con- tact de transmission de chaleur, avec un tube, fait en une ma- tière qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique, et en ce qu'on amène le fluide à chauffer en contact intime avec un corps, fait en une matière qui constitue un bon absorbant d' énergie calorifique de rayonnement et qui est placé à l'intêri- eur du tube, dans une position telle qu'il soit soumis au rayon -nement à partir de la paroi intérieure de celui-oi.
    6. Un procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le fluide chaud, tel que les. produitsde la combus- tion sortant d'un four ou foyer, est amené en contact de trans- ' mission de chaleur avec des corps additionnels, faits en une ma -tière qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique et placés de façon à abandonner par rayonnement ,au tube, dans le- quel passe le fluide à chauffer, l'énergie calorifique ainsi reçu ; 7.
    Un appareil pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé. par un corps disposé de manière à recevoir de la chaleur à partir d'une source donnée e.t fait en une matière qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique, et par un second'corps qui est fait en une matière qui consti- tue un bon absorbant d'énergie calorifique de rayonnement et qui possède une.forme assurant une surface étendue et bien répar -tie pour le contact avec un, fluide à chauffer, ce second corps étant placé dans la masse ou courant du fluide à chauffer et dans une position lui permettant de recevoir l'énergie abandon- née par rayonnement par le premier corps. ' 8,.
    Un appareil suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que ce corps rayonnant est. disposé à l'intérieur de ou constitue la paroi d'une chambre ou conduit, dans lequel on fait circuler un fluidechaud pour chauffer ce corps .rayonnant.
    9. Un appareil pour la réalisation du procédé suivant la <Desc/Clms Page number 19> revendication 5, caractérisa / par un tube, servant au passage du fluide à chauffer, fait en une matière qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique et placé dans le fluide chaud de manière à être chauffé par celui-ci, et par un corps, en une matière qui constitue un bon absorbant d'énergie calorifique de rayonnement, qui est placé à l'intérieur de ce tube et qui pré- sente une forme assurant un contact intime avec le fluide à chauffer.
    10. Un appareil suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que des corps additionnels, en une matière qui constitue un bon radiateur d'énergie calorifique, sont placés dans le flui -de chaud de manière à 'être chauffés par celui-ci et sont dis- posés de manière à abandonner par rayonnement au tube l'énergie calorifique ainsi reçue.
    11. Un appareil suivant la revendication 7 ou 9, caractéri -se par le fait que le corps absorbant l'énergie de rayonnement est constitué par un certain nombre de petits tubes, de plaques perforées relativement minces, de treillis et toiles métallique, de grilles ou de masses en matière fibreuse à structure lache.
    12. Un récupérateur pour la réalisation du procédé sui- vant la revendication 1, comprenant des éléments pour la trans- mission de chaleur, caractérisé par un tube récupérateur, destina à absorber de la chaleur et de l'énergie calorifique de ray- onnement reçues de l'extérieur de ce tube età abandonner par rayonnement de l'énergie calorifique à un corps perforé, qui possède une forme telle qu'il chauffe un fluide passant à tra -vers le tube, par contact avec ce fluide .
    13. Un appareil suivant la revendication 12, caractérise par le fait que la paroi intérieure du tube récupérateur cons -titue'un bon radiateur de chaleur, et que le corps perforé placé à l'intérieur du tube constitue un bon absorbant d'éner -gie calorifique de rayonnement et présente une forme divisant en filets minces la masse ou courant de fluide s'écoulant à <Desc/Clms Page number 20> travers le tube, 14. Un appareil suivant la revendication 12 ou 13, carac -térisé par le fait que le tube récupérateur est placé dans un conduit:
    , à travers lequel on fait circuler les produits chauds de combustion à partir de la chambre de combustion d'un four ou foyer jusqu'à une cheminée ou conduit d'évacuation, de fa- çon à recevoir de la chaleur à partir de ces- produits de com- bustion par contact avec ceux-ci et à recevoir de l'énergie calorifique rayonnée 6. partir des parois de ce conduit) la pa- roi extérieure du tube récupérateur constituant un bon absor- bant d'énergie calorifique de rayonnement et de chaleur.
    15, Un appareil suivant, les revendications 10 et 12. ca- ractérisé par le fait que les corps radiateurs additionnels sont constitués par des plaques, la disposition comprenant une paire de tubes récupérateurs placés dans le conduit .à tra- vers lequel passent les produits chauds de la combustion, avec une plaque entre chaque tube et la paroi adjacente du conduit, et une paire de plaques entre les tubes- 16. Un appareil suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'une cloison, en une matière imperméable à 1' énergie calorifique de rayonnement,, est placée à l'intérieur du tube, et que des corps, absorbant de l'énergie calorifique de rayonnement, sont placés à l'intérieur du tube de part et d'autre de cette cloison.
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