BE593809A - - Google Patents

Description

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  " ENSEMBLE DE COMBUSTION A EVACUATION DE GAZ   SUBMERGEE     ".-   

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La présente invention est relative à des perfectionne- ments à des ensembles à combustion ,pour l'utilisation comme échangeurs de chaleur et analogues, à évacuation submergée. Plus particulièrement, la présente invention est relative à un appareil comprenant un   brûleur   et un tube d'évacuation qui lui est associé , lequel est immergé dans un liquide en sorte que les produits de la combus- tion puissent être délivrés par ce tube en-dessous du niveau du liquide, par exemple pour transférer de la chaleur au liquide, pour fefroidir les gaz de combustion en vue d'obtenir des gaz inertes froids, ou pour réali- ser une certaine étape d'un proc édé chimique. 



   Un objet principal de l'invention est de procurer un nouveau générateur de gaz, échangeur de chaleur ou analogue , dans lequel la combustion peut être achevée avec une vaste gamme de libération de chaleur. 



   Un autre objet de la présente invention est de pro- curer un nouveau générateur de gaz dans lequel toute espèce de composition des produits de combustion peut être obtenue et   Où   les gaz de combustion peuvent être refroidis à toute température désirée. 



   Un autre objet de la présente invention est de procurer un nouveau générateur de gaz, échangeur de chaleur ou ana-logue ayant un brûleur que l'on peut faire fonction ner avec un bon rendement et effectivement/àtou7te vitesse normale désirée. 

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   Un autre objet encore de l'invention est de procurer un nouvel appareil du type décrit ci-dessus dans lequel des gaz inertes peuvent être produits avec un minimum d'impuretés . 



   Un autre objet de la présente invention est d e procurer un nouveau générateur de gaz, échangeur de chaleur ou analogue dans lequel les produits de la combusti on sont délivrés en-dessous du niveau d'un liquide par un tube de décharge associé de façon intégrante avec le brûleur et dans lequel la profondeur de submersion du tube d'évacua- tion est déterminée de façon indépendante du débit du li- quide. 



   Un autre objet encore de l'invention est de procurer un nouvel appareil du type décrit, de construction relati- vement simplifiée , de fabrication facile et   boh   marché parfaitement efficace et de bon rendement dans son fonction- nement et/an cours d'emploi; 
Ces objets et d 'autres de la présente invention et les différentes particularités de celle-ci , les détails de fonctionnement et de construction du dispositif , sont indiqués plus complètement ci-après et sont décrits en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 
Figure 1 est une coupe longitudinale d'un ensemble de combustion à évacuation submergée fait suivant la pré- sente invention. 



   Figure 2 est une coupe transversale faite suivant la ligne 2-2 dela figure 1; et 
Figure 3 est une coupe   transversie   faite suivant   langue   3-3 de la figure 1. 



   En se reportant plus spécifiquement aux dessins et plus particulièremeht à la figure 1 de ceux-ci, le chiffre de référence 10 désigne une enveloppe qui forme une chambre 

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 fermée 11. Un brûleur 13 est monté à l'extérieur de l'envelop pe 10 en communication avec la chambre 11 en sorte que les produits de combustion puissent être délivrés direc- tement à la chambre.

   Le brûleur est de préférence du type montré dans les brevets n  2.701.608 accordé le 8 février 1955 ou 2.839.128 accordé le 17 juin 1958 ,mais il peut s'agir d'un type de brûleur quelconque utilisant un combustible gazeux ou un combustible liquide ou ces deux combustibles en combinaison , où la combustion est   sansi-   blement réalisée dans le brûleur et où pratiquement l'ensemble des produits de la combustion sont délivrés par le brûleur à relativement grande vitesse. Un tube plongeur 14 qui est en communication à   transfert*   fluide avec l'ex- trémité de délivrance du brûleur est monté dans l'enveloppe 10 , s'étendant de préférence   à t ravers   la paroi supérieu- re de l'enveloppe et se terminant à son exgrémité inférieure près du fond de la chambre 11.

   Par conséquent, les gaz de combustion sont délivrés par le brûleur 13 à travers le tu- be plongeur   14 ,   dans la chambre 11. 



   Comme une combustion complète du combustible n'est généralement pas réalisée dans le brûleur, on a prévu un tube plongeur 14 d'une longueur suffisante pour que la combustion soit achevée avant de délivrer des gaz d'éva- cuation du tube plongeur dans la chambre 11. On a trouvé qu'environ 4 à 5 pieds représentent la longueur optimum pour le tube plongeur pour permettre une combustion complète du combustible. 



   Comme illustré aux dessins, l'extrémité de délivrance du tube plohgeur 14 est immergée dans un liquide en sorte que les produits de la combustion soient amenés en contact avec celui-ci. Le liquide peut être un liquide refroidissant tel que de l'eau , dans le but de   refroidit?   les gaz de 

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 combustion , ce peut être un milieu qui doit être échauffé par les gaz d'évacuation, ou bien il peut s'agir d'un réac- tif   ou   d'un milieu réactif pour être utilisé comme une étape dans l'exécution d'un procédé chimique.

   Suivant la présente invention, il est extrêmement important de contrôler de façon précise la profondeur d'immersion de l'extrémité de d élivrance du t ube plongeur dans le liquide pour maintenir la chute de pression totale dans le brûleur et dans le tube   plbngeur   sensiblement constante. 



   Dans des appareils précédents d e ce genre, lorsqu'on modifiait le fonctionnement du brûleur c'est-à-dire lorsqu'on augmentait ou diminuait le taux de consommation du combustible, les conditions de l'équilibre à l'entré - mité de délivrance du tube plongeur sont troublées du fait des remous et de la turbulence du liquide. Les remous ont pour conséquence une contre pression fluctuante existant jusqu'à ce que   l'équilibre   soit établi et dans les appa- reils précédents de ce genre, cette charge de contre- pression augmente bien souvent la contre-pression dans une mesure suffisante pout éteindre le brûleur.

   Ceci se trouve empêché d ans la présente invention du fait qu'on a prévu un bassin à débordement formé par une paroi annulaire 17 au fond de la chambre 11 qui entoure le tube plongeur   14   et qui est coaxiale à celui-ci. Le tube plongeur 14 se prolonge dans le bassin à débordement 16 en sorte que lorsque ce bassin est rempli d'un liquide , l'extrémité de délivrance du tube plchgeur y est immergée.

   On a trouvé que la profondeur d'immersion du tube plongeur dans le bassin à débordement doit être entre 1 et 6 pouces et être de préférence de 3 à 4 pouces pour permettre qu'une quantité de-gaz-maximum provenant du brûleur y soit absorbée sans gêner de façon effective le fonctionnement du 

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   brûleur.   Avec cette profondeur de submersion, le brûleur peut être actionné de façon efficace et à bon rendement dans une vaste gamme de conditions d'évacuation et   le   change- ment d'une gamme à l'autre y peut être réalisée sans effet fâcheux provenant d'une production de remous eet de turbulence dans le liquide.

   Pendant le fonctionnement, l'effet des remous est rendu minimum puisque tout remous provoquerait simplement un débordement du liquide au-dessus du bord du bassin à débordement , comparativement aux appareils anciens dans   lesquels   des moyens de contrôle séparés étaient utilisés pour contrôler la profondeur du liquide. 



   Par suite, on peut voir que des produits de combus- tion sensiblement complets sont déchargés dans le tube plongeur dans lequel la combustion est   a chevée.   Les produits de combustion passent alors à travers le liquide dans la chambre 11 et sont évacués de la chambre 11 par une ouver- ture d'évacuation 18 à l'extrémité supérieure de l'enve- loppe 10. 



   Lorsque l'appareil de la présente invention est utilisé pour produire des gaz inertes et analogues, il est important de refroidir les gaz à une température aussi basse que possible pour qu'il y ait un minimum de vapeur      d'eau dans les gaz lorsqu'ils quittent la chambre. Dans ce but, une chambre 19 d'alimentation en liquide refroidis- saur est montée près de l'extrémité supérieure de la chambre 11 , entourant la partie supérieure du tube plongeur 14. Le liquide de refroidissement est fourni à la cham- bre 19 à un débit quelconque voulu, contr8lé, par un tube d'admission 20 et ce liquide est déchargé de la chambre d'alimentation 19 par une série d'ouvertures 21 dans la base de la chambre d'alimentation entourant le      

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 tube plongeur et près de celui-ci.

   Des ouvertures 21 sont agencées de t elle sorte que le liquide refroidissant est amené à s'écouler vers le bas le long de la surface exté- rieure du tube plongeur dans le bassin à débordement, ce qui maintient la température du tube plongeur relative- ment basse et ce   quizefroidit   les produits de la combustion. 



  Un autre refroidissement des produits de la combustion est r éalisé lorsque les ' gaz passent à travers le liquide dans le bassin à débordement et aussi en amenant les gaz à passer . vers le haut dans la chambre 11 à travers une projection de liquide. Comme illustré aux figures 1 et 2, une série d'ajutages de pulvérisation 22 reliés à un con- duit 23 sont montés dans l'enveloppe 10 près de   l'extré-   mité supérieure de la chambre 11 et délivrent un liquide de refroidissement dans la trajectoire des produits de la combustion. 



   Avec le système   d e r efroidissement   décrit ci-dessus, la température des produits de la combustion est abaissée d'environ 3000 à 3500  F dans le brûleur à environ 70 à 80 F lorsque les gaz quittent la chambre 11. Les gaz sont d'abord refroidis de l'ordre de 3000 à 3500 B au brûleur à environ 2500 F à leur entrée d ans le bassin de déborde- ment, par le liquide refroidissant qui entoure le tube plon- geur. Le passage à travers le liquide refroidissant dans le bassin réduit encore la t empérature des gaz à environ 200 F et lorsque les gaz se déplacent vers le haut à travers la chambre 11, la pulvérisation de liquide produit une réduction finale à une température approximativement égale à la température de la pulvérisation qui peut être de 70  à 80 F ou moins encore. 

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   Lorsque l'appareil de la présente invention est utilisé comme appareil de transfert de chaleur pour chauffer un liquide ou est utilisé pour exécuter une étape d'un procédé chimique, le liquide qui doit être chauffé ou l'agent réactif peut être fourni à la chambre 11 de toute façon voulue. Le liquide peut être fourni par les ajutages de pulvérisation 22 ou   bien 4   travers la chambre 19 ou les deux ou il peut être fourni directement à la chambre 11 par un tube d'alimentation séparé. 



   Après que les produits de combustion ou autres gaz aient quitté la chambre llpar   l'ouverture ce décharge   18, Ó ilspasse par un séparateur d'entratnement 24 réalisé par une enveloppe 25 montée à proximité de l'enveloppe 10. 



   Le séparateur   d'entraînement   peut être d'une construction habituelle et il a pour effet d'enlever le liquide entraîné par les gaz. Le liquide enlevé est alors dirigé de façon à r evenir dans la chambre 11 par un conduit 26 qui relie la base de l'enveloppe 25 à la partie inférieure de la chambre 11. Ce conduit 26 peut servir aussi de branche d'équilibre pour équilibrer la pression entre le bas de la chambre 11 et l'ouverture 18 de décharge de la chambre pour empêcher que ces ressauts subits de la pression ne gênent le fonctionnement de l'appareil. Après que les gaz aient passé par la séparateur d'entraînement 24, ils sont transmis à quelque autre appareil de traitement ou analogue disposé à la suite. 



   Pour assurer un passage continu du liquide dans le système, des moyens d'évacuation sont reliés à la base de la chambre 11 pour en/tetirer le fluide. Des moyens d'évacuation peuvent être conçus de manière à empêcher les produits de combustion ou d'autres gaz de s'échapper avec le liquide. Dahs ce but, un tube de décharge 28. est monté dans la chambre 11 avec son extrémité d'évacuation 

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 29 disposée en-dessous du niveau du bassin à débordement, comme montré à la figure 1. L'extrémité d'entrée 30 du tube de décharge s'étend sensiblement en-dessous du niveau du bassin à débordement, et comme illustré, il est immergé dans une branche descendante 31 pour fournir un piège à gaz.

   La distance verticale entre les extrémités de décharge et d'admission du tube de sortie est prévue en sorte que la pression maximum attendue dans la chambre 11 ne puisse faire que le niveau du liquide dans la branche de chute descende en-dessous de l'extrémité d'entrée du tube d'évacuation. Cependant, au lieu des moyens d'éva- cuation qui ont été décrits, des moyens d'évacuation ordi- naires peuvent être utilisés pour emmener le fluide. Par exemple, un orifice d'évacuation peut être disposé près du bassin à débordement, en sorte que le liquide aussi bien que des particules solides puissent être déchargés direc- tement à partir du bassin à débordement. 



   De ce qui précède, il sera visible que la présente invention appontedes perfectionnements nouveaux àdes appareils que l'on peut employer de façon efficace avec un bon rendement comme générateurs de gaz, échangeurs de chaleur ou dans un but analogue et qui fonctionnent de façon continue à une vitesse de fonctionnement quelconque du brûleur. 



   Alors que des formes   particulières   de réalisation de la présente invention ont été illustrées et décrites ci- dessus , l'intention du demandeur n'est pas de limiter l'invention à cette description et des changements/et modifications peuvent être introduits dans ce dispositif sans sortir du cadre des revendications qui suivent. ;

Claims (1)

1. REVENDICATIONS.- 1. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée, un brûleur de combustible monté près de l'enveloppe propre à brûler du combustible et à délivrer des produits de combustion dans l'enveloppe, un, réceptacle à liquide montés dans l'enveloppe et contenant un liquide, un tube dépassant dans l'enveloppe et relié au brûleur, ce tube étant immergé dans le liquide du réceptacle à liquide et propre à faire passer les gaz de combustion du brtlleur dans le liquide.

   2. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe généralement fermée, un brûleur à combustible monté près de l'enveloppe et propre à brûler du combustible et à faire passer les produits de combustion dans l'enveloppe, un bassin à débordement formé par une paroi annulaire montée à la base de l'enveloppe , propre à contenir un liquide, un tube monté dans cette enveloppe entre le brûleur et le bassin à débordement, ce tube étant plongé dans le liquide et propre à faire passer les gaz de combustion du brûleur dans le liquide.

   3. Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'extrémité de délivrance du tube est placée à une certaine distance comprise entre 1 et 6 pouces, en-dessous du niveau du liquide.

   4. Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'extrémité de délivrance du tube est placée à une distance comprise entre 3 et 4 pouces en-dessous du niveau du liquide.

   5. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée , un brûleur à combustible monté près de l'enveloppe et propre à brûler du combustible et à faire passer les produits de combustion dans l'enveloppe, des moyens pour <Desc/Clms Page number 11> maintenir un niveaucb liquide constant dans l'enveloppe, un tube plongeur monté dans l'enveloppe entre le brûleur et le liquide, ce tube étant immergé dans le liquide et propre à faire passer les gaz de combustion du brûleur au liquide, ces moyens pour fournir du liquide à l'enveloppe, et des moyens d'évacuation pour retirer du liquide de l'enveloppe et empêcher l'échappement des gaz de combustion par ceux-ci.

   6. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée, un brûleur à combustible monté à proximité de l'enveloppe, ce brûleur étant actionnable de manière à réaliser une combustion complète dans le brûleur et à en décharger les produits de la combustion sensiblement comè plète, des moyens dans l'enveloppe pour contenir un liquide, et un tube allongé disposé en sorte de réaliser une commu- nication de fluide avec le brûleur et se terminant à son extrémité de décharge à une distance prédéterminée en-dessous de la surface du liquide, ce tube étant d'une longueur prédéterminée suffisante pour permettre une combustion complète du combustible avant que le combustible n'arrive à l'extrémité de décharge du tube.

   7. Appareil suivant la revendication 6 dans lequel le tube a une longueur comprise entre environ 4 et 5 pieds.

   8. Appareil suivant la revendication 6 dans lequel le tube se termine à une distance d'environ 1 à 6 pouces en- dessous de la surface du liquide.

   9.Appareil suivant la revendication 6 dans lequel le tube se termine à une distance comprise entre environ 3 et 4 pouces en-dessous du niveau du liquide.

   10. Appareil suivant la revendication 6 dans lequel les moyens compris dans l'enveloppe pour conenir un liquide comprennent un bassin de débordement formé par une paroi annulaire disposée près du bas de l'enveloppe et entourant l'extrémité de délivrance du tube. <Desc/Clms Page number 12>

   11. Appareil suivant la revendication 10, dans le- quel des moyens d'amenée de liquide sont/prévus pourfournir du liquide aubassin de débordement et où des moyens d'éva- cuation sont prévus pour enlever del'enveloppe le liquide qui déborde du bassin à débordement.

   12. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée , un brûleur à combustible monté près de l'enveloppe et propre à brûler du combustible et à faire passer les produits de combustion d ans l'enveloppe, des moyens près du fond de l'enveloppe propres à recevoir et à contenir un liquide, un tube allongé disposé en communica- tion de fluide avec le brûleur, s'étendant à l'intérieur de l'enveloppe et se terminant à son extrémité de délivrance à une distance prédéterminée en-dessous de la surface du liquide, le tube pouvant être mis en s ervice pour diriger les produits de la combustion du brûleur vers le liquide et pour décharger les produits de combustion en-dessous du niveau du liquide, des moyens définissant un orifice de décharge près del'extrémité supérieure de 11 enveloppe,

   par où les produits de combustion sont enlevés de l'en- veloppe, et des moyens comprenant plusieurs dispositifs de pulvérisation de liquide placés près de l'extrémité supérieure de l'enveloppe et utilisables pour projeter du liquide dans la trajectoire des produits de combustion entre l'extrémité de décharge du tube et l'orifice d 'évacuation.

   13. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée, un brûleur à combustible monté près de l'enveloppe et propre à brûler du combustible et à évacuer,les pro- duits de combustion dans l'enveloppe, des moyens proches du fond de l'enveloppe propres à recevoir et à contenir an liquide, un tube allongé placé en communication de fluide avec le brûleur et s'étendant à l'intérieur de <Desc/Clms Page number 13> l'enveloppe et se terminant à son extrémité de délivrance à une distance prédéterminée en-dessous de la surface du liquide, ce tube étant utilisable pour diriger les pro- duits de la combustion provenant du brdleur vers le liquide et pour décharger les produits de combustion en-dessous du niveau de ce liquide, une chambre de source de liquide entourant l'extrémité du tube éloignée de son extrémité de délivrance,

   et des moyens définissant plusieurs ouver- tures dans la chambre d'alimentation en liquide, près du tube, par lesquels du liquide provenant de la chambre d'alimentation en liquide est déchargeât amené à passer le ,long du tube vers l'exstrémité de délivrance de celui-ci dans le but de refroidir ce tube.

   14. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée, un brûleur à combustible monté près de l'enveloppe et propre à brûler du combustible et à évacuer les pro- duits de la combustion dans l'enveloppe, des moyens près du fond de l'enveloppe propres à r ecevoir et à contenir un liquide, un tube allongé disposé en communication de fluide avec le brûleur, s'étendant à l'intérieur de l'enveloppe et se terminant à son extrémité de délivrance à une distance prédéterminée en-dessous de la surface du liquide, ce tube étant utilisable pour diriger les produits' de la combustion provenant du brûleur vers le liquide et à décharger les produits de combustion en-dessous du niveau du liquide,

   'une chambre d'alimenta-tion en liquide entourant l'extrémité du tube éloignée de son extrémité de délivrance , des moyens d éfinissant plusieurs ouvertures dans la chambre d'alimentation en liquide près du tube, par lesquels du liquide provenant de la chambre d'alimenta- tion en liquide est délivré et amené à passer le long du tube vers son extrémité de délivrance pour refroidif le <Desc/Clms Page number 14> tube , des moyens définissant un orifice de délivrance proche de l'extrémité supérieure de l'enveloppe ,par où les produits de la combustion sont enlevés de l'enveloppe,

   et des moyens comprenant plusieurs pulvérisateurs de li- quide placés près de l'extrémité supérieure de l'enveloppe et propres à pulvériser du liquide dans la trajectoire des produits de combustion entre l'extrémité de délivrance du tube et l'orifice d'évacuation.

   15. Appareil du type décrit comprenant une enveloppe fermée, un brûleur à combustible monté près de l'extré- mité supérieure de cette enveloppe, le brûleur pouvant être utilisé pour réaliser une combustion sensiblement complète dans le brûleur et délivrer de celui-ci les produits de cette combustion sensiblement complète , des moyens à l'extrémité inférieure de l'enveloppe pour cen- tenir un liquide, un tube allongé disposé verticalement dans l'enveloppe en communication de fluide avec le brûleur et se terminant par son extrémité de délivrance à une distance prédéterminée en-dessous de la surface du liquide, ce tube étant d'une longueur prédéterminée suffisante pour permettre la combustion complète du combustible avant que le combustible n'atteigne l'extré- mité de délivrance du tube,

   une chambre d'alimentation en liquide qui entoure l'extrémité supérieure du tube, des moyens pour fournir un liquide à la chambre d'alimentation en liquide, des moyens définissant au moins une ouverture dans l'extrémité inférieure de la chambre d'alimentation en liquide, près du tube, par où le liquide est déchargé de la chambre d'alimentation en liquide et amené à s'écouler vers le bas le long du tube vers son extrémité de délivrance pour refroidir ledit tube, des moyens définissant un orifi- ce de sortie proche de l'extrémité supérieure de l'enve- loppe , par où les produits de la combustion passent, et au moins un élénent de,pulvérisation disposé près de <Desc/Clms Page number 15> l'extrémité supérieure de l'enveloppe,

   pouvant servir à décharger du liquide pulvérisé dans la trajectoire des produits de la combustion entre l'extrémité de décharge du tube et l'orifice d'évacuation.