<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux réchauffeurs d'air et autres fluides.
De nombreuses industries emploient de plus en plus pour diverses applications thermiques de l'air qui doit être réchauffé à haute température et utilisé sous pres- sion ; il en résulte que ces réchauffeurs doivent être constitués par des faisceaux métalliques étanches alors qu'anciennement les récupérateurs installés, notamment sur les fours métallurgiques étaient constitués par des canalisations en matériaux réfractaires qui ne permet - taient que des pressions extrêmement faibles de l'ordre de quelques millimètres d'eau.
Mais l'emploi de tubes métalliques s'il résout le problème de l'étanchéité est essentiellement défavora- ble à l'obtention de températures élevées étant donné
<Desc/Clms Page number 2>
qu'à ces températures, les métaux chauffés se détériorent rapidement par suite des phénomènes d'oxydation.
Par exem- ple les tubes en acier s'oxydent au-dessus ae 500 et ne , permettent pas pratiquement de réchauffer l'air à plus de 200 Les tubes en fonte s'oxydent eux-mêmes au-dessus de 700 et conviennent.seulement ppur le réchauffage de l'air aux environs de 300 Pour des températures plus élevées de l'ordre de 500 à 600 on doit faire appel à des allia - ges très coûteux susceptibles de résister à des températu- resde 1.000
Le procédé suivant l'invention permet de réchauffer l'air ou d'autres fluides dansdes réchauffeurs à tubes métalliques à une température inférieure seulement de 100 à 200 à celle à laquelle les tubes eux-mêmes sont portés.
Le procédé consiste dans l'emploi conjugué de 2 ou 3 réchauffeurs montés en série et chauffés au gaz. Dans le premier réchauffeur on règle le bruleur à gaz avec un mi- nimum d'air de façon à réaliser dans le corps de ce ré - chauffeur une atmosphère nettement réductrice. On para- chève la combustion de ce gaz dans un deuxième réchauffeur ; les gaz brûlés qui sortent de ce réchauffeur sont envoyés soit: à la cheminée, s'ils sont suffisamment refroidis, soit éventuellement dans un troisième réchauffeur.
La figure I de la planche ci-jointe montre à titre d'exemple et en coupe verticale schématiquement un mode de réalisation de l'invention. Les réchauffeurs R2 et R1 comprennent chacun un caisson médian A et B. reliés à des caissons supérieurs C,D et inférieurs E, F;chaque cais- son médian comporte une chambre de combustion G, H. Un brûleur à gaz I distribue le gaz de chauffage dans la chambre du réchauffeur R2 à l'intérieur duquel se trou- ve le faisceau tubulaire métallique ; on règle ce brûleur
<Desc/Clms Page number 3>
I pour avoir une combustion incomplète du gaz avec mini- mum d'air. On a ainsi des gaz réducteurs envoyés sous pression qui remplissent tout le corps du réchauffeur R2; ces gaz sont distribués par des orifices tels que I, J, K pratiques dans la paroi réfractaire séparant la chambre de combustion des faisceaux métalliques Q.
Les tubes de R2 sont ainsi,portés à haute température. Pour des tubes en fonte, cette température pourra être de l'ordre de 800 à 900 en atmosphère réductrice.
Les gaz incomplètement brûlés pénètrent dans la cham- bre de combustion H du réchauffeur R1 où ils reçoivent u- ne addition nouvelle d'air secondaire qui parachève leur combustion ; ils sont alors évacués à la cheminée placée à la base de ce réchauffeur.
L'air froid est introduit dans le caisson inférieur du réchauffeur R1 par une canalisation L, il traverse le faisceau tubulaire S pour arriver dans le caisson supé - rieur D et passe-dans le caisson analogue 0 du réchauf- feur R2, traverse de heut en bas le deuxième réchauffeur et se rassemble à une température voisine de 600 dans le caisson inférieur E. pour être distribué aux appareils d'u- tilisation par une canalisation T.
Si le gaz de chauffage utilisé est du gaz riche, à pouvoir calorifique supérieur,à 1.100 calories, on peut obtenir les températures désirées dans le réchauffeur R2 par une insufflation d'air primaire froid. Si le gaz est plus pauvre (900 à 1.100 calories) la combustion sera réalisée en prélevant de l'air à 300 dans le caisson supérieur ; avec des gaz encore plus pauvres, 600 à 800 calories, on pourra être amené pour obtenir ce mode de
<Desc/Clms Page number 4>
combustion à utiliser de l'air à 600 prélevé dans le caisson inférieur et amené au brûleur par un tube N muni d'un robinet a. L'atmosphère réductrice dans le réchauffeur R2 peut également être réalisée eh réglant le brûleur pour fonctionner avec un minimum d'air chaud juste suffisamment pour enflammer le gaz.
On envoie alors les gaz chauds ainsi produits en totalité dans la partie supérieure du faisceau et on parachève la com- bustion du gaz dans tout le corps du réchauffeur R2 en introduisant de l'air dans un espace annulaire prati - qué dans la paroi réfractaire du réchauffeur et en dis- tribuant cet air par une série d'ouvertures de faible diamètre munies de pointeaux de règlage qui peuvent être manoeuvrés de l'extérieur de l'appareil.
La figure II montre en coupe verticale schématique la disposition d'un réchauffeur tel que R2 muni de de dispositif. Dans ce cas, lair soufflé par un venti - lateur V circule dans l'espace annulaire M se réchauf- fe au contact des parois réfractaires qui sont chauf - fées de l'intérieur du réchauffemr et favorise ainsi la combustion progressive des gaz. L'uir est insufflé dans le corps de R2 par une série de tubulures avec pointeaux de réglage ?. Les échanges de températures dans les tubes sont d'autant plus parfaits que l'air circule en lames plus minces et à plus grande vitesse, on pourra utiliser à cet effet soit des tubes de fai- ble diamètre, soit des éléments métalliques à parois aplaties, soit des tubes munis de noyaux internes per- mettant une circulation de l'air en lame mince.
L'application de ces dispositions permettra de
<Desc/Clms Page number 5>
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to air heaters and other fluids.
Many industries are increasingly using for various thermal applications air which must be heated to high temperature and used under pressure; As a result, these heaters must be formed by sealed metal bundles, whereas in the past the recuperators installed, in particular on metallurgical furnaces, were made up of pipes made of refractory materials which only allowed extremely low pressures of the order of a few millimeters of water.
However, the use of metal tubes if it solves the problem of tightness is essentially unfavorable to obtaining high temperatures, given
<Desc / Clms Page number 2>
that at these temperatures, heated metals deteriorate rapidly as a result of oxidation phenomena.
For example, steel pipes oxidize above ae 500 and practically do not heat the air above 200 Cast iron pipes oxidize themselves above 700 and are only suitable. For heating the air to around 300 For higher temperatures of the order of 500 to 600, very expensive alloys have to be used which can withstand temperatures of 1,000
The process according to the invention makes it possible to heat the air or other fluids in metal tube heaters to a temperature only 100 to 200 below that to which the tubes themselves are heated.
The process consists in the combined use of 2 or 3 heaters connected in series and heated with gas. In the first heater, the gas burner is regulated with a minimum of air so as to create a markedly reducing atmosphere in the body of this reheater. The combustion of this gas is completed in a second heater; the burnt gases leaving this heater are sent either: to the chimney, if they are sufficiently cooled, or possibly to a third heater.
Figure I of the attached board shows by way of example and in vertical section schematically an embodiment of the invention. The heaters R2 and R1 each include a middle box A and B. connected to upper boxes C, D and lower boxes E, F; each middle box has a combustion chamber G, H. A gas burner I distributes the gas heating in the chamber of the heater R2 inside which the metal tubular bundle is located; we adjust this burner
<Desc / Clms Page number 3>
I to have incomplete combustion of gas with minimum air. There are thus reducing gases sent under pressure which fill the entire body of the heater R2; these gases are distributed through orifices such as I, J, K convenient in the refractory wall separating the combustion chamber from the metal bundles Q.
The R2 tubes are thus brought to high temperature. For cast iron tubes, this temperature may be of the order of 800 to 900 in a reducing atmosphere.
The incompletely burnt gases enter the combustion chamber H of the heater R1 where they receive a new addition of secondary air which completes their combustion; they are then evacuated to the chimney placed at the base of this heater.
The cold air is introduced into the lower box of the heater R1 through a pipe L, it passes through the tube bundle S to arrive in the upper box D and passes into the analog box 0 of the heater R2, high cross member at the bottom, the second heater and collects at a temperature close to 600 in the lower box E. to be distributed to the user devices by a pipe T.
If the heating gas used is rich gas, with a higher calorific value, at 1,100 calories, the desired temperatures can be obtained in the heater R2 by blowing in with cold primary air. If the gas is leaner (900 to 1,100 calories) combustion will be carried out by taking air at 300 in the upper box; with even poorer gases, 600 to 800 calories, we may be required to obtain this mode of
<Desc / Clms Page number 4>
combustion to use air at 600 taken from the lower box and brought to the burner via an N tube fitted with a valve a. The reducing atmosphere in the heater R2 can also be achieved by setting the burner to operate with a minimum of hot air just enough to ignite the gas.
The hot gases thus produced are then sent entirely into the upper part of the bundle and the combustion of the gas is completed in the entire body of the heater R2 by introducing air into an annular space made in the refractory wall of the heater. heater and by distributing this air through a series of small diameter openings fitted with setting needles which can be operated from outside the appliance.
Figure II shows in schematic vertical section the arrangement of a heater such as R2 provided with a device. In this case, the air blown by a fan V circulates in the annular space M is heated in contact with the refractory walls which are heated from the inside of the heater and thus promotes the progressive combustion of the gases. Uher is injected into R2's body through a series of tubings with adjustment needles ?. The temperature exchanges in the tubes are all the more perfect as the air circulates in thinner layers and at greater speed, for this purpose one can use either tubes of small diameter, or metal elements with flattened walls. , or tubes fitted with internal cores allowing air circulation in a thin section.
The application of these provisions will make it possible to
<Desc / Clms Page number 5>