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Réchauffeur d'air à contrecourant et.préchauffage.
Cette invention est relative aux réchauffeurs d'air et elle concerne plus particulièrement les réchauffeurs d'air du type à surface qui servent à transmettre à un courant d'air comburant la chaleur à basse température d'un courant de gaz chauds sortant d'une chaudière. Avant d'entrer dans un tel réchauffeur d'air les gaz sont déjà ramenés à une température relativement basse à laquelle les propriétés mécaniques du métal du réchauffeur ne sont pas affectées.
Toutefois, lorsque le réchauffeur est établi pour une circulation en contrecourant 0 cela se fait d'ordinaire, dans le but de récupérer un
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maximum de chaleur, les gaz ont leur température minimum à leur sortie du réchauffeur d'air, où l'air est aussi à sa température la plus basse, de sorte que la température des surfaces d'échange thermique près de la sortie de gaz risque de tomber en-dessous de la température à laquelle les gaz de fumée donnent lieu à une condensation. Cette condensation provoque la corrosion des surfaces métalliques et est particu- lièrement gênante quand le combustible brûlé dans le foyer de la chaudière contient des composés de soufre.
En outre, en humectant les surfaces métalliques, la condensation contribue à leur encrassement par suite de l'adhérence des poussières contenues dans les gaz de fumée, qui s'accumulent et tendent à obstruer la section de passage des gaz en créant une forte résistance à la circulation des gaz et diminuant le rendement de la transmission de chaleur. Afin d'obvier à cette difficulté on a déjà fait diverses propositions et on a pris soin, dans certaines installations, de recirculer à travers le ventilateur de tirage forcé une fraction de l'air provenant de la sortie du réchauffeur d'air, pour élever la température de l'air à la sortie du ventilateur.
Cette pratique oblige de prévoir des ventilateurs de tirage forcé d'une capacité et d'une hauteur de colonne d'eau plus grandes et implique une dépense continuelle d'énergie pour débiter 1'.air à la température prédéterminée supérieure à la température atmosphérique. Dans certains cas, on spécifie pour le métal de la surface du réchauffeur d'air une température minimum admissible afin de réduire la condensation au minimum, mais ceci a naturellement pour effet de limiter la mesure dans laquelle la chaleur des gaz peut être transmise à l'air. Un but de l'invention est de procurer un dispositif simple et efficace pour diminuer ou empêcher la condensation sur les surfaces des réchauffeurs d'air.
Un autre but est d'assurer qu'une plus
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grande proportion de la chaleur des gaz soit utilisée dans des conditions admissibles quand une température minimum est spécifiée pour les surfaces d'échange thermique.
Suivant la présente invention, on aménage en combi- naison avec une chaudière un réchauffeur d'air du type à surface, utilisant de la chaleur à basse température et établi pour une circulation en contrecourant d'air comburant et de gaz chauds dans une partie du réchauffeur, qui se caractérise en ce que l'air n'entre dans cette partie du réchauffeur qu'après .avoir reçu de la chaleur des gaz pendant qu'ils circulent dans une autre partie du réchauffeur à une température notablement supérieure à leur température de sortie, de telle sorte qu'on obtienne, - pour une température minimum des surfaces d'échange thermique, suffisante pour réduire au minimum la corrosion et l'encrassement de ces surfaces, - une température admissible réduite des gaz sortants..
On décrira ci-après1.'invention à titre d'exemple en se référant aux dessins schématiques annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de côté d'un montage conforme à l'invention, et
Figs. 2 et 3 sont des vues analogues de deux autres montages, tandis que
Fig. 4 est une vue en perspective cavalière d'un réchauffeur d'air conforme à l'invention, qui est agencé pour laisser passer une fraction réglable de 1.'.air en dérivation par rapport à une partie du réchauffeur.
Dans la forme d'exécution de réchauffeur d'air représentée sur la fig.l, le réchauffeur 1 est disposé immédiatement en arrière et suffisamment à l'écart de la chaudière 2, indiquée simplement par le contour de sa paroi arrière, et il comporte un passage descendant unique 3 pour les gaz chauds et plusieurs passages 4, 5, 6 et 7 pour l'air,
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lesquels sont disposés transversalement au passage de gaz 3.
Le réchauffeur d'air comprend une partie qui contient les passages transversaux 5, 6 et 7 où l'air circule en contre- courant par rapport aux gaz, et une autre partie qui est cons- tituée par le passage transversal 4. Le passage 4 est situé à l'extrémité d'entrée de gaz du passage de gaz 3 et est raccordé au passage 7 situé à l'extrémité de sortie de gaz du passage de gaz 3. En outre, le passage 4 communique avec une entrée d'air 8 et est raccordé par une conduite 9 à l'entrée du passage 7 dont la sortie est raccordée par une conduite 10 à l'entrée du passage 6, tandis que la sortie du passage 6 est raccordée par une conduite 11 à l'entrée du dernier pas- sage 5 d'où l'air chaud se rend au foyer de la chaudière par une gaine 12 disposée entre la chaudière 2 et le réchauf- feur 1.
On voit ainsi que dans les passages 7,6 et 5 l'air circule en contrecourant par rapport aux gaz circulant dans le passage 3 et qu'avant d'entrer dans le passage 7 l'air parcourt le passage 4 exposé à la température la plus élevée des gaz. On peut aussi faire en sorte qu'avant d'entrer dans le passage 7 l'air circule dans plus d'un passage transversal
4.
Sur la fig.2, le réchauffeur d'air comporte deux passages de gaz 13, 14, qui forment un trajet en U, et deux passages d'air transversaux 15, 16 formant un trajet en U et disposés transversalement aux passages de gaz 13, 14 de manière que le premier passage d'air 15 croise d'abord l'élément d'entrée 21 du premier passage de gaz 13 et ensuite l'élément de sortie 24 du second passage de gaz 14, tandis que le second passage d'air 16 croise d'abord l'élément d'en- trée 23 du second passage de gaz 14 et ensuite l'élément de sortie 22 du premier passage de gaz 13.
Le réchauffeur d'air 1 est espacé latéralement du dessus de la chaudière 2 dans
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une mesure suffisante pour laisser entre la chaudière 2 et le réchauffeur d'air 1 un espace servant à loger la conduite d'air froid 8 et la conduite d'air chaud 12, tandis qu'en- dessous des passages de gaz est disposée une trémie à pous- sières 17.
On voit que l'air et les gaz circulent en contre- courant dans la partie du réchauffeur d'air, qui est com- prise dans les éléments 24 et 23 du second passage de gaz 14 et l'élément 22 du premier passage de gaz 13, et qu'avant d'entrer dans la partie du réchauffeur comprise dans l'élément
24 du second passage de gaz, l'air parcourt la partie du ré- chauffeur comprise dans l'élément 21 du premier passage de gaz
13, partie dans laquelle le gaz est le plus chaud.
La fig. 3 montre un montage analogue à celui de la fig.2, mais le sens de circulation d'air y est interverti.
Ainsi, le premier passage d'air 15 croise d'abord l'élément de sortie 22 du premier passage de gaz 13 et ensuite l'élément d'entrée 23 du second passage de gaz 14, tandis que le second passage d'air 16 croise d'abord l'élément de sortie 24 du second passage de gaz 14 et ensuite l'élément d'entrée 21 du premier passage de gaz 13. On voit ainsi que les gaz et l'air circulent en contrecourant dans les éléments 21 et 24 des passages de gaz 13 et 14 et qu'avant d'entrer dans la partie du réchauffeur d'air, qui est comprise dans 1'élément
24 du passage de gaz 14, l'air reçoit de la chaleur des gaz circulant dans l'élément 22 du passage de gaz 13 et l'élément
23 du passage de gaz 14.
Ce montage peut, dans certains cas, être préféré à celui représenté sur la fig. 2 par suite d'avan- tages thermiques qu'il présente ou parce que les conduites peuvent être établies plus facilement de manière à se con- cilier avec le montage d'autres parties de l'installation de la chaudière.
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La fig. 4 montre un passage de gaz descendant 3 et trois passages d'air 5, 6 et 7, établis pour une circulation d'air et de gaz en contrecourant de manière analogue à celle représentée sur la fig. 1. Toutefois, la conduite d'air froid 8 et la conduite d'air chaud 12 sont disposées de part et d'autre du passage de gaz et la partie 4 du réchauf- feur d'air se compose de deux passages 25 et 26 qui forment un trajet en U disposé transversalement au passage de gaz 3 à l'extrémité supérieure de celui-ci.
En outre, la conduite
8 est prolongée de manière à communiquer avec la conduite
9 pour amener l'air au passage 7, et dans la jonction des conduites 8 et 9, entre les raccords d'entrée 18 et de sor- tie 19 de la partie 4 du réchauffeur d'air, sont disposés des registres 20 à l'aide desquels on peut régler la fraction du débit d'air total, envoyée dans la partie 4. La section de la conduite 9, qui est comprise entre le raccord de sortie
19 et l'entrée du passage 7., constitue une chambre de mélange pour l'air froid et pour l'air chaud provenant de la partie
4 du réchauffeur, et si on le désire, la conduite 9 peut être garnie de chicanes pour aider au mélange.
L'utilisation d'un dispositif pour laisser passer de l'air dans une mesure réglable en dérivation par rapport à la partie 4 du réchauf- feur d'air permet d'employer un combustible qui est de nature à limiter la température maximum de l'air débité.
Etant donné que dans les montages décrits ci-dessus l'air, -avant de gagner la partie du réchauffeur dans laquelle les gaz sont le plus froids, est d'abord chauffé du fait qu' il circule dans une partie du réchauffeur., où la température des gaz est notablement plus élevéeue leur température à la sortie du réchauffeur, le risque d'une condensation dans la partie du réchauffeur parcourue par les gaz à leur état le plus froid se trouve atténué ou écarté complètement.
@ En outre, l'invention favorise un fonctionnement
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efficace. C'est ainsi que, si l'on suppose spécifiée une tem- pérature minimum des surfaces d'échange thermique de, par exemple, 149 C., tandis que l'air froid entre à par exemple,,
38"C.,la température minimum à laquelle les gaz peuvent être refroidis dans des conditions admissibles, dans le cas d'un réchauffeur à contrecourant simple, est de l'ordre de 260"C.
A la différence de ceci, dans le cas du réchauffeur de la fig. 1, si l'air est chauffé à une température de, par exemple,
93 C. avant d'entrer dans le passage 7, les gaz peuvent être refroidis à une plus basse température d'environ 204 C. avant leur départ du réchauffeur d'air. L'invention permet ainsi d'obtenir un meilleur rendement pour une température spécifiée des surfaces métalliques.
REVENDICATIONS' ---------------------------
1.- Réchauffeur d'air du type à surface pour chau- dières, utilisant de la chaleur à bas.se température et établi pour une circulation en eontrecourant d'air comburant et de gaz chauds dans une partie du réchauffeur, caractérisé en ce que l'air n'entre dans cette partie du réchauffeur qu'après avoir reçu de la chaleur des gaz pendant qu'ils circulent dans une autre partie du réchauffeur à une température notablement supérieure à leur température de sortie, de telle sorte qu'on obtienne, - pour une température minimum donnée des surfaces d'échange thermique, suffisante pour réduire au minimum la corrosion et l'encrassement de ces surfaces, - une température admissible réduite des gaz sortants.