BE468713A - - Google Patents

Description

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  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 

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 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 

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 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 

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 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 

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Claims (1)

1. constituer des réchauffeurs à tubes d'acier qui pourront être chauffés aux environs de 600 à 700 en réchauffant le fluide aux environs de 400 Avec les tubes en fonte les faisceaux métalliques pourront être portés aux envi- rons de 800* - 900 et permettront de réchauffer le flui- de aux environs de600 , enfin des alliages réfractaires résistant à 1.000 permettront datteindre sur les fluides des températures plus élevées de l'ordre de 800 RESUME le) procédé de réchauffage de l'air ou d'autres fluides sous pression à température élevée et à grand rendement thermique consistant à utiliser deux ou trois réchauf - feurs en série,

   ces appareils comportant des faisceaux tubulaires métalliques dont le plus chaud est maintenu en atmosphère réductrice par une combustion incomplète des gaz et à faire circuler le fluide à réchauffer à grande vitesse à l'intérieur et au contact des parois des faisceaux métalliques.

   2 ) procédé suivant 1 consistant à réaliser un ensem- ble de deux ou plusieurs réchauffeurs dont l'un comporte une chambre de combustion avec brûleur soufflé donnant une combustion avec excès de gaz, ce mélange étant répar- ti dans tout le corps du réchauffeur par les ouvertures pratiquées dans la paroi réfractaire séparant la cham- bre de combustion du faisceau tubulaire, la combustion étant parachevée dans la chambre du deuxième réchauffeur.

   3 ) la réalisation d'un ensemble de réchauffeurs d'air ou autres fluides, suivant le procédé fixé au 1 consis- tant à disposer un premier réchauffeur avec brûleur soufflé donnant une température déterminée en présence <Desc/Clms Page number 6> d'un grand excès de gaz et introduction d'air secondaire dans un espace annulaire pratique dans l'enceinte réfrac- taire entourant le faisceau, l'air secondaire se réchauf- dant dans cet espace annulaire et étant distribué dans tout le corps du réchauffeur par une série d'ouvertures munies de pointeaux de règlage, les gaz achevant leur combustion dans 1. chambre de combustion du deuxième réchauffeur.

   4*) l'application du mode de chauffage fixé au 1 à des réchauffeurs métalliques soit de faibles diamètres, soit à parois aplaties, soit à tubes munis de noyaux inté - rieurs permettant à l'air de circuler en lame mince et à grande vitesse.

   5 ) la réalisation de groupes de deux ou trois réchauf- leurs permettant en application des procédés fixés au 1 de réchauffer l'air ou d'autres fluides à une tempé- rature d'environ 400 avec des tubes d'acier, aux envi- rons de 600 avec des tubes de fonte et aux environs de 800 avec des tubes en alliage réfractaire.