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Perfectionnements aux chaudières de récupération
Des chaudières de récupération employées concurrement avec des moteurs à combustion interne ont été construites sui- vant le type à tubes de fumée et on a propose d'utiliser ce type conjointement avec des fours industriels fonctionnant avec tirage. Il existe toutefois certaines difficultés qu'on n'a pas pu vaincre par l'introduction de bourrages dans les tubes de fumée.
La principale difficulté est inhérente à la grande masse de gaz à laquelle on a affaire, randant nécessaire, selon la pratique connue, l'emploi de tambours d'un prix excessif en raison de leur grand diamètre, si la chaleur sensible doit être extraite des gaz avec quelque considération quant au rendement.
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La température initiale des gaz varie de 410 C environ dans le cas d'un four avec récupération, à 1000 C dans le cas de fours sans récupérateurs Dans les cas ordinaires la tem- pérature est comprise entre 450 et 650 C.
Il est évident que la température des gaz quittant la chaudière sera plus élevée que celle du liquide soumis au chauffage et si la vapeur est engendrée à une certaine pres- sion une très grande proportion de la chaleur sensible con- tenue dans les gaz sera emportée par ceux-ci après.leur pas- sage à travers la chaudière, mais une partie de cette chaleur pourra être récupérée dans un réchauffeur d'eau d'alimentation.
Lorsque la température initiale des gaz est basse, il arrive fréquemment que le réchauffeur d'eau d'alimentation. puisse chauffer une plus grande quantité d'eau que celle qui peut être convertie en vapeur dans la chaudière et il devient par conséquent important d'amener la plus grande quantité pos- sible de chaleur utile à produire de la vapeur dans la chau- dière, de manière à réduire la quantité disponible pour le réchauffeur d'eau d'alimentation; en d'autres ternies la chau- dière doit avoir un pouvoir de vaporisation élevé, qu'elle soit combinée ou non avec un réchauffeur d'eau d'alimentation.
La première considération à envisager au sujet du pou- voir de vaporisation est le tirage à travers la chaudière. Le volume des gaz qui doivent passer dans la chaudière pendant l'unité de temps détermine la surface de la section transver- sale du tube et celle-ci à son tour, détermine le diamètre de la chaudière. Pour un volume et une température donnés des gaz à utiliser, le seul moyen de réduire le diamètre de la chaudière est donc d'augmenter la vitesse des gaz à travers
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les tubes, à tel point qu'une faible section transversale puis- se suffire.
Toutefois, si la chaudière doit avoir un pouvoir de vaporisation élevé, cette section réduite doit être compen- sée par une plus grande longueur de tubes et la température des gaz quittant ces derniers sera nécessairement beaucoup plus basse qu'il ne le faut pour produire un tirage naturel.
Il s'ensuit qu'on doit recourir à un tirage artificiel.
En ce qui concerne la longueur des tubes, l'intensité du tirage induit ayant été déterminée, la longueur doit dépendre ' de la température des gaz qui pénètrent dans les tubes.
Une chaudière de ce type peut être considérée comme effi- cace si les gaz ont une température initiale élevée et quittent les tubes à une température voisine de 100 C au-dessus de celle de l'eau contenue dans la chaudière. On a trouvé que pour obtenir cette efficacité, le diamètre des tubes doit être fonction de leur longueur.
Ainsi, lorsque la longueur est égale à 90 fois le diamètre Interne, les résultats suivants peuvent être obtenus: Tirage exprimé en millimètres de colonne d'eau 25 25 100
Température des gaz à l'entrée des tubes 472 C flamme 500 C Excès de la température des gaz quittant le tube sur celle de l'eau dans la chaudière 64 C 110 C 112 C pourvu que les gaz passent à travers les tubes à une vitesse moyenne au moins égale à 12 mètres par seconde.
L'invention consiste en une chaudière de récupération horizontale ou verticale à passage dans un seul sens, destinée à être employée avec des foyers industriels, comprenant une chaudière du type à tubes de fumée et un dispositif mécanique pour produire un tirage à travers les tubes, de telle manière que les gaz les parcourent à une vitesse moyenne égale au moins à 12 mètres par seconde, le degré de vaporisation voulu
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étant obtenu en donnant aux tubes une longueur égale à au moins 90 fois leur diamètre interne ou bien en procédant ainsi et en intercalant en même temps un surchauffeur à l'entrée des tubes.
Les dessins annexés montrent en élévation, partiellement en coupe longitudinale, une chaudière de récupération desti- née à être utilisée conjointement avec des fours de réchauf- fage à lingots et construite suivant l'invention.
La chaudière comprend une chambre a pour l'entrée des produits de la combustion et une chambre b pour la sortie de ces produits, la principale ouverture de celle-ci étant pour- vue d'un ventilateur c actionné par un moteur d. Les carneaux e et f conduisent les gaz perdus du four de réchauffage à lingots dans la chambre a où la température de ces gaz est abaissée par les tubes du surchauffeur g.
Après avoir passé à travers les tubes h (qui, dans ce cas, ont une longueur égale à 125 fois leur diamètre interne) sous l'action de l'aspiration du ventilateur c,,les gaz sont déchargés dans la cheminée i par le carneau 1. La dérivation 1 controlée par une vanne est prévue pour le cas d'avarie au- ventilateur. En fermant la vanne m et en ouvrant la vanne n on peut mettre la chaudière hors service, les gaz du four de réchauffage passant alors directement à la cheminée par le carneau o.
Sur le dessin, la chambre d'entrée des produits de combustion a est représentée comme ne s'étendant que jusqutau niveau de l'eau dans la chaudière; ceci a pour but d'éviter le brûlement de la plaque à tubes située à 1'entrée, On peut atteindre le même but, lorsqu'il est plus avantageux de don- ner à la chambre la même grandeur qu'à la plaque à tubes, en
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protégeant la partie de celle-ci qui n'est pas refroidie par l'eau, au moyen d'une plaque auxiliaire.
REVENDICATIONS
1. - Cnaudière de récupération horizontale ou verticale à passage dans un seul sens destinée à être utilisée avec des fours industriels, comprenant une chaudière du type à tubes ' de fumée et un dispositif mécanique servant à provoquer un tirage induit à travers ces tubes, de telle manière que les gaz parcourent ceux-ci à une vitesse moyenne égale au moins à 12 mètres par seconde, l'efficacité de vaporisation étant obtenue en donnant aux tubes une longueur au moins égale à 90 fois leur diamètre interne ou bien en procédant de cette manière et en intercalant en même temps un surchauffeur à l'entrée des tubes.