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" CHAUFFE-VENT OU ECHANGEUR DE CHALEUR ANALOGUE "
Pour porter des gaz ou des vapeurs à des tempéra- tures auxquelles même les aciers spéciaux ne résistent pas à la longue, on ne peut utiliser les appareils à récupération, dont l'exploitation est relativement simple, mais on est obligé de se servir d'appareils à régénération qui peuvent être construits en briques réfractaires. Ces derniers appa- reils se composent le plus souvent de deux échangeurs ou groupes d'échangeurs de chaleur qui sont traversés et chargés
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alternativement par les gaz de chauffe et ensuite traversés et déchargés par les gaz à échauffer. La chaleur des gaz de chauffe est produite le plus souvent en brûlant des combusti- bles dans une chambre de combustion combinée avec chacun des échangeurs de chaleur.
Mais les gaz de chauffe peuvent aussi être fournis par une chambre de combustion spéciale commune à tous les échangeurs de chaleur, ou aussi provenir de chaleurs perdues d'autres processus de chauffage. Les dimensions de tels régénérateurs sont la plupart du temps très grandes, vu que les transmissions de chaleur sont faibles et que, en raison des irrégularités du service pendant la commutation, la durée des diverses périodes de charge et de décharge est choisie aussi longue que possible. L'échangeur de chaleur doit donc posséder de grandes surfaces de chauffe et de grandes dimen- sions, c'est-à-dire une certaine capacité d'accumulation.
La puissance des surfaces de chauffe et la capacité d'accumulation ne sont pas égales sur tout le parcours des gaz, mais vont en décroissant notablement en raison de ce que les différences de température deviennent plus faibles vers l'extrémité du régénérateur, Mais comme dans ces zones la température des gaz de chauffe elle-même a également diminué, il n'y a plus aucune nécessité à exécuter en briques réfrac- taires cette partie de l'échangeur de chaleur et à le faire travailler comme régénérateur.
La présente invention a pour objet une installation d'appareils à chauffer le vent ou d'échangeurs de chaleur ana- logues pour échauffer un gaz, installation dont la partie chaude consiste en un échangeur de chaleur construit en bri- ques réfractaires ou en matériaux analogues résistant aux hautes températures et qui travaille en régénération, tandis que la partie plus froide est formée d'un échangeur de chaleur construit en métal et qui travaille en récupération.
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Le dessin annexé représente schématiquement une telle installation, qui sera décrite à titre d'exemple.
Au dessin 1 et 2 désignent les échangeurs de chaleur travaillant alternativement et en régénération, avec leurs chambres de combustion. L'air comburant et le gaz combus- tible y arrivent par les canalisations 3 et 4. Les gaz de chauffe quittent en 5 et 6 le régénérateur à une température encore assez élevée et passent dans l'échangeur de chaleur 7, qui est construit par exemple en acier et travaille en récu- pération. La substance à échauffer, par exemple du vent pour un haut fourneau, passe d'abord dans le récupérateur 7 puis alternativement dans l'un des régénérateurs 1 ou 2, Les regis- tres 8 servent à effectuer les commutations nécessaires.
Il est particulièrement avantageux de réunir le régénérateur et le récupérateur lorsqu'on travaille avec un foyer sous pression et avec des vitesses élevées pour les gaz de chauffe. Dans ce cas, en raison de l'augmentation de puis- sance des chambres de combustion et des transmissions de cha- leur et en raison de la'réduction des sections de passage, la partie qui travaille en régénération est très petite, mais dans la partie qui travaille en récupération on peut obtenir également de fortes transmissions de chaleur, attendu que l'augmentation de pression des gaz de chauffe rend disponibles de fortes quantités d'énergie pour accélérer les gaz de chauf- fe et leur communiquer une grande vitesse.
La Fig. 2 montre une installation avec le dispositif de suralimentation. 1 et 2 désignent à nouveau les régénéra- teurs avec leurs chambres de combustion. Le combustible et l'air comburant sont amenés sous pression aux chambres de combustion en 3 et 4 respectivement. La pression est fournie par les deux compresseurs 9 et 10 qui sont actionnés par une turbine à gaz 11. L'agent moteur de la turbine 11 est consti- tué par les gaz de chauffe eux-mêmes, qui ont encore une gran-
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de partie.de la pression produite dans les compresseurs et sont refroidis à environ 500 C. Avec cette température des gaz, la turbine à gaz peut développer tout le travail de com- pression. Pour le démarrage et le réglage, ainsi que comme réserve, il est prévu un moteur auxiliaire 12.
Les gaz de chauffe qui quittent la turbine à gaz se rendent encore dans l'échangeur de chaleur 7 lequel travaille en récupérateur.
Les opérations de commutation des régénérateurs se font à nouveau à l'aide des registres 8.
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"WIND HEATER OR SIMILAR HEAT EXCHANGER"
In order to bring gases or vapors to temperatures which even special steels cannot resist in the long run, recovery devices cannot be used, the operation of which is relatively simple, but it is necessary to use regeneration devices which can be made of refractory bricks. These latter devices usually consist of two exchangers or groups of heat exchangers which are passed through and loaded.
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alternately by the heating gases and then passed through and discharged by the gases to be heated. The heat from the flue gases is most often produced by burning fuels in a combustion chamber combined with each of the heat exchangers.
But the heating gases can also be supplied by a special combustion chamber common to all heat exchangers, or also come from waste heat from other heating processes. The dimensions of such regenerators are mostly very large, since heat transmissions are low and, due to irregularities in service during switching, the duration of the various charging and discharging periods is chosen as long as possible. . The heat exchanger must therefore have large heating surfaces and large dimensions, that is to say a certain storage capacity.
The power of the heating surfaces and the storage capacity are not equal over the entire gas path, but decrease significantly due to the fact that the temperature differences become smaller towards the end of the regenerator, But as in in these areas the temperature of the heating gases itself has also decreased, there is no longer any need to make this part of the heat exchanger out of refractory bricks and to make it work as a regenerator.
The present invention relates to an installation of wind-heating apparatus or of similar heat exchangers for heating a gas, the installation of which the hot part consists of a heat exchanger constructed of refractory bricks or of similar materials. resistant to high temperatures and which works in regeneration, while the colder part is formed by a heat exchanger made of metal and which works in recovery.
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The appended drawing schematically represents such an installation, which will be described by way of example.
In drawing 1 and 2 designate the heat exchangers working alternately and in regeneration, with their combustion chambers. The combustion air and the combustible gas arrive there through pipes 3 and 4. The heating gases leave the regenerator at 5 and 6 at a still fairly high temperature and pass into the heat exchanger 7, which is built by example in steel and works in recuperation. The substance to be heated, for example wind for a blast furnace, first passes into the recuperator 7 and then alternately into one of the regenerators 1 or 2. The registers 8 serve to carry out the necessary switching.
It is particularly advantageous to combine the regenerator and the recuperator when working with a pressurized hearth and with high speeds for the heating gases. In this case, due to the increased power of the combustion chambers and the heat transmissions and due to the reduction of the passage sections, the part which works in regeneration is very small, but in the part which works in recovery, it is also possible to obtain strong heat transmissions, since the increase in pressure of the heating gases makes available large quantities of energy to accelerate the heating gases and impart high speed to them.
Fig. 2 shows an installation with the supercharging device. 1 and 2 again denote regenerators with their combustion chambers. The fuel and the combustion air are brought under pressure to the combustion chambers at 3 and 4 respectively. The pressure is supplied by the two compressors 9 and 10 which are actuated by a gas turbine 11. The motive agent of the turbine 11 is constituted by the heating gases themselves, which still have a great deal of importance.
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of part. of the pressure produced in the compressors and are cooled to about 500 C. With this gas temperature, the gas turbine can develop all the work of compression. For starting and adjustment, as well as as a reserve, an auxiliary motor 12 is provided.
The heating gases which leave the gas turbine still go to the heat exchanger 7 which works as a recuperator.
The regenerator switching operations are again carried out using registers 8.