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PROCEDE ET APPAREIL DE CHAUFFAGE D EVAPORATEURS ET APPAREILS ANALOGUES
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Pour le chauffage d-évaporate-urs, mouffles., cornues de distilla- tion séchoirs, etc. le guidage des gaz de chauffage et une transmission uni- forme de la chaleur ont une grande importance Fréquemment on suspend par
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exemple des mouffles ou d9aat-res récipients dans un espace de chauffage qui est chauffé par un foyer place sur le cotéo Les gaz brûlés chauds, venant du dessous atteignent le fond du récipient à chauffer et entourent, sans être
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guidé.s::
) une partie de la périphérie de sa paroi, pour être ensuite conduits par le plus court chemin vers la cheminée Les vitesses des gaz,dans ce genre simple de guidage des gaz de chauffagesont très faibles et Inaction sur les
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surfaces à chauffer est irrégulièreo De cette manière dans la plupart des cas9 les flammes intenses sortant du foyer surchauffent fortement les parties du
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fond les plus rapprochées,, tandis que les parties situées viB-8'-vis de la sortie ne sont chauffées que d'une manière relativement faible.
On connaît également un guidage de gaz brûlés dans lequel les gaz brûlés chauds venant du foyer pénètrent au centre en dessous du fond du réci- pient à chauffer et sont conduits radialement vers la périphérie extérieure.
Dans ce but, les gaz chauds doivent être déviés et conduits dans un canal
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dans lequel ils pénètrent à travers plusieurs ouvertures d"égale9 dimensions.
Dans un canal de ce genre, les gaz chauds lèchent en direction horizontale
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ou tangentielle la. périphérie de la paroi du récipient jusqu'à ce qu'àli pé- nètrent par une ouverture prévue dans la voûte d9un canal annulaire dans un
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canal annulaire placé au-de5eus. Dans ce second canal annulaire, les gaz de chauffage circulent également tangentiellement autour du récipient à chauffer et pénètrent par une ouverture de la voûte dans le canal annulaire voisin.
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Pour des récipients plus grands tels que des cornues de distillation" des mouffleëg des séchairoq etc.9 on dispose au-dessus les uns des autres jusque 4 et plus de 4 canaux annulaires de ce genre. Les gaz de chauffage passent du canal supérieur dans la cheminée.
Ce mode de guidage connu des gaz de chauffage présente de nombreux
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inconvénients importants., parce qu'on ne tient pas suffisamment compte dans le guidage des gaz des dilatations thermiques différentes du récipient à chauffer et de la maçonnerie qui l'entoure.!' La maçonnerie qui doit former un joint étanche aux gaz entre les canaux annulaires individuels, est plus ou moins repoussée vers l'extérieur par la dilatation irrégulière et différente du récipient à chauffer et de la maçonnerie qui l'entoure, de sorte que, dé- jà après une période de marche relativement courte, il se forme entre les lan- guettes de joints de la maçonnerie et les espaces à chauffer, des fissures à travers lesquelles les gaz de combustion s'élèvent directement le long des parois et s'écoulent vers la sortie sans passer par les canaux annulaires.
L'action sur les surfaces de chauffe situées vis-à-vis de la sortie est par conséquent insuffisante, On a bien essayé de rendre étanches les fissures annulaires produites entre les languettes de maçonnerie et la paroi en cons- truisant des joints étanches métalliques élastiques, mais les températures élevées des gaz de chauffage entrant en jeu empêchent l'obtention d'un résul- tat effectif parce que les joints étanches.perdent entièrement leur élastici- té déjà au bout d'un temps court,
L'invention concerne le guidage de gaz de chauffage, qui, d'après l'invention,
sont répartis de façon essentiellement symétrique tout autour du récipient et s'écoulent autour de la périphérie totale de l'espace à chauffer en se répartissant uniformément et en exerçant une action uniforme, et assu- rent ainsi une répartition uniforme de la température et une charge uniforme des surfaces de chauffe. On évite ainsi des surchauffes locales et on élève le rendement à son maximum. Les constructions afférentes à l'appareil à chauf- fer sont particulièrement simplifiées et rendues meilleur marché.
On arrive à ce résultat en disposant une enveloppe servantau guidage des gaz de chauf- fage autour des récipients à chauffer de manière à former entre les deux un passage relativement étroit, mais d'une largeur essentiellement uniforme, dans lequel l'enveloppe et le récipient peuvent se dilater de façon pratiquement indépendante l'une de l'autre pendant le chauffage.
Pour obtenir un joint étanche aux gaz, l'enveloppe et le réci- pient doivent être reliés l'un à l'autre au moins en un endroit, et une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que cette liaison s'effectue au moyen d'éléments de construction élastiques ou mobiles,
Lorsque les gaz de chauffage, uniformément répartis et en courante uniformes ont chauffé le récipient à chauffer, on les fait passer conformé:- ment à l'invention dans un canal collecteur, muni d'une ou de plusieurs sor- ties ou communications vers la cheminée.
Au voisinage des ouvertures de sor- tie des gaz de chauffage, se manifeste un tirage renforcé qui s'exerce sur les gaz de chauffage qui s'écoulent le long des surfaces à chauffer, Un ob- jet de l'invention consiste à affaiblir en ce point le courant des gaz de chauf- fage par un étranglement, en rétrécissant la section de communication entre l'espace à gaz de chauffage et le canal collecteur à mesure qu'on se rappro- che de la sortie des gaz de chauffage.
On prévoit donc conformément à l'in- vention, pour le guidage des gaz de chauffage, un rétrécissement de section, pouvant être réalisé de différentes façons, On peut par exemple recouvrir l' espace de passage des gaz de chauffage par des plaques reposant librement ou mobiles de manière à produire un étranglement du tirage conforme à l'invention: mais on peut également en cas d'existence de conditions de marche invariables, renoncer au réglage de l'étranglement mentionné plus haut et placer devant le canal collecteur une grille d'étranglement invariable préalablement essayée.
Le nouveau mode de guidage des gaz de chauffage permet une dila- tation indépendante du récipient à chauffer et de l'enveloppe qui l'entoure, Mais dans ce cas, pour rendre également possible une libre dilatation themi- que du canal collecteur, on ferme celui-ci vers le haut par des couvercles mobiles, munis avantageusement d'un isolement intérieur et extérieur.
Dans une autre forme de construction, on recouvre le canal collecteur des gaz de chauffage, vers le haut, par des plaques qui pénètrent dans des rigoles an- nulaires remplies de sable ou d'un autre agent d'étanchéité,
On peut réaliser l'étanchéité du guidage des gaz de chauffage vers
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le h-airl. conf'Ql"'mémeI1t à 1?inventions en plaçant à la périphérie supérieure du récipient a. chauffer!, une cornière dont la branche élastique placée horizon- talement repose de façon mobile sur 1-lenveloppe.
La répartition symétrique des gaz de chauffage tout autour du récipient à chat1f'fery conformément à 1?in:xention, supplique avantageusement , des appaI'e119 par exemple des évaporateurs, des dégaev. des gazéifica- teuree des séchoirs, dans chaque-cas où un récipient doit être chauffé à des températures relativement élevées.
Sur le dessin annexé,, i9inven .on est re- présentée à titre d'exemple dans son application à un évaporateur, Trois dif- férentes formes de construction sont représentées pour le canal collecteur des
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gaz de chauffage et sa couvertureo L'invention peut s?appliquer de la même manière que celle représentée à titre d'exemple pour un évaporateur, également
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par exemple au chauffage indirect d-9une installation de cokéfaction ou de cra- quage d'huiles, brai ou produits analogues.
Dans ce cas., au .lieu de l'évapora- teur, on entoure espace de cokéfaction d'une enveloppe placée à distance uniforme, relativement étroite, en formant un passage pour les gaz de chauffa-
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ge entre l'espace de cokéfaction et l'enveloppe.
La Figure 1 représente un mouffle ou une cornue pour 19évaporati= on et la distillation de goudrons et d'huiles suivant une coupe longitudinale verticale, médiane.
La Figure 2 représente la coupe suivant le plan I-I de la Figure 1. Comme on le voit sur les Figures 1 et 2, le mouffle cylindrique vertical 1 est entouré dune enveloppe également cylindrique 2:, de manière à laisser entre le mouffle et 1-'enveloppe un étroit espace à gaz chauds pour le passa- ge des gaz chauds. Les gaz chauds viennent d9un foyer, qui n'est pas repré- sente sur le dessin, par un canal inférieur 4 disposé au centre et ils s9écou- lent alors en dessous dû fond du mouffle 5 radialement dans la direction de 19enveloppe du mouffle pour être déviés verticalement vers le haut à cet en-
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droit.
Dans 19espace à gaz chauds 39 les gaz de chauffage se déplacent vers le haut le long de la périphérie du mouffle à une vitesse relativement grande et parviennent dans un canal collecteur annulaire 6, dont les parois latérales sont formées d'un côté par l'enveloppe 2 et de l'autre côté par un couronne- ment 7 posé sur le mouffle. Pour éviter des pertes de chaleur, ce couronnement est muni d'un isolement intérieur.
Le fond du canal collecteur est formé par un épaulement de l'en- veloppe 2; il est revêtu de briques calibrées 8 de différentes longueurs, de manière que l'espace à gaz chauds 3 soit recouvert dans une mesure différente correspondant à la longueur des briques. Comme on le voit en particulier sur la Figure 2,la section de communication entre 1-'espace à gaz chauds 3 et le
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canal collecteur 6 s!!élargit de plus en plus à mesure qu-9on 9é.oigne davan- tage de la sortie des gaz de chauffageo De cette manière,on arrive à ce que le fort tirage local à la sortie des gaz de chauffage soit compensé..
Il s'en-
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suit que les gaz de chauffage ssécoulent vers le haut le long de la péri- phérie totale du mouffle à une vitesse uniforme et suivant une répartition symétrique sur tout le pourtour.
L'enveloppe 2 consiste de préférence en une maçonnerie à plusieurs couches ou en une enveloppe de tôle munie d'un isolement intérieur. Dans cha- que cas, cette enveloppe se dilate de façon différente du mouffle au cours du chauffage.Pour cette -raison,on recouvre le canal collecteur 6 de plaques 10, qui reposent librement sur les parois latérales du canal collecteur. Pour réduire les pertes de schaleur, les plaques 10 reçoivent un couvercle annulai -
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re 11. Lliespace annulaire 12 entre le couvercle annulaire 11 et l'enveloppe 2 ou le couronnement 7 est rempli de cordons d3asbeste9 de sable ou d'une matière d'étanchéité plastique appropriée, de manière qu'une rentrée d'air ne puisse se produire dans le canal collecteur 6.
On visse les plaques 10 les unes aux autres de façon étanche, mais on peut toujours les soulever pour le réglage final du calibrage.
La Figure 3 représente le même mouffle en coupe verticale média- ne,, tandis que la Figure 4 est une coupe suivant la ligne II-II de la Figure 3.
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Comme on le voit sur ces Figures, la paroi du canal collecteur 6 est construite d'une autre manière que dans l'appareil suivant les Figures 1 et 2.
A côté du couronnement 7, la coupole du mouffle porte un second couronnement 13, de manière à former une rigole annulaire 14. L'enveloppe 2 présente le long de son bord supérieur, à la même hauteur,une rigole annu- laire 15,de manière que le couvercle annulaire 16 puisse pénétrer dans les deux rigoles. On remplit les deux rigoles de sable ou d'une masse d'étanchéi- té, de sorte que le canal collecteur est ainsi fermé vers le haut de façon étanche aux gaz.
Pour réduire les pertes de chaleur, le couvercle 16 peut recevoir un isolement intérieur ou extérieur qui n'est pas représenté sur le dessin.
Pour compenser le tirage unilatéral de la sortie des gaz de chauffage 9, on - prévoit en dessous du canal collecteur des briques mobiles 17, qui recouvrent plus ou moins l'espace à gaz chauds 3. Chaque brique peut être déplacée de l'extérieur, radialement vers l'intérieur ou l'extérieur au moyen de deux vis de réglage 18. Cette construction permet également un réglage de l'espace à gaz chauds 3 pendant la marche. La modification de l'espace à gaz chauds le long de la périphérie du mouffle ressort de la Figure 4.
Un autre exemple de construction du canal collecteur et de l'or- gane d'étranglement est montré sur les Figures 5 et 6. La Figure 5 est une coupe longitudinale verticale médiane, tandis que la Figure 6 représente la coupe suivant le plan III-III de la Figure 5. Dans cet exemple de construction., le canal collecteur 6 est séparé de l'espace de gaz chauds 3 par une grille d'étranglement 19. Celle-ci possède des ouvertures 20 pour le passage des gaz de chauffage, qui sont très étroites à la sortie des gaz de chauffage et qui deviennent de plus en plus grandes, conformément à l'invention, à mesure qu' elles s'écartent de cette sortie.
L'espace à gaz chauds 3 est recouvert au-dessus par la cornière 21 fixée à la périphérie supérieure du récipient 1. Sa branche horizontale allongée et élastique repose de manière à se déplacer librement sur l'enve- -loppe 2, de manière que les dilatations thermiques différentes de l'envelop- pe et du mouffle puissent se compenser.
Bien que dans les exemples de construction, on ait prévu une intro- duction centrale des gaz de chauffage, il rentre également dans le cadre de l'invention d'introduire les gaz de chauffage sur le côté. Pour répartir uni- formément les gaz de chauffage de façon symétrique sur tout le pourtour,on prévoit dans ce cas, suivant l'invention, de placer également en dessous du récipient à chauffer un autre canal collecteur muni d'une ou de plusieurs ou- vertures de sortie pour la répartition des gaz de chauffage.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de guidage de gaz de chauffage pour le chauffage d'é- vaporateurs, dégazeurs, gazéificateurs, séchoirs et autres appareils dans les- quels des espaces doivent être portés à des températures relativement élevées, caractérisé en ce que l'on conduit les gaz de chauffage autour de la paroi à chauffer le long de la totalité de la périphérie de façon essentiellement uni- forme.