CH277929A - Method for regulating combustion and apparatus for carrying out this method. - Google Patents

Method for regulating combustion and apparatus for carrying out this method.

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CH277929A
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M Reygagne
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Commentry Fourchambault & Deca
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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

  

  Procédé pour le réglage d'une combustion et appareil pour la mise en     aeuvre     de ce procédé.    On sait que la température maximum qui  peut être atteinte effectivement pendant la       combustion    d'un combustible dans -Lin combu  rant est toujours inférieure à ce que l'on ap  pelle  la température théorique de combus  tion .  



       (>n    sait également que     l'allumage    et la       propagation    de la flamme ne sont. possibles       (lue    si un point au moins du mélange est  porté à. une température     minimum    nommée        température        d'auto-inflammation     ou plus  simplement  température d'inflammation  et à  condition que la proportion de combustible  soit comprise entre une valeur inférieure  dite  limite inférieure d'inflammabilité  et  une valeur supérieure dite  limite supérieure  d'inflammabilité .  



  La température d'inflammation d'un com  bustible donné varie avec certains facteurs  proportion du combustible, température du  mélange     combustible-comburant,    degré d'hu  midité, pression du mélange, etc.  



  De même, les limites d'inflammabilité pour  un comburant et. un combustible     déterminés,     habituellement mesurées     expérimentalement     sur des mélanges homogènes, varient avec cer  tains facteurs (teneur en humidité, pression  (lu     mélange,    nature et forme de la capacité       dans    laquelle se développe la     combustion,    di  rection de la     propagation    de la flamme,     etc.).       Ces lois sont très connues et mises en pra  tique couramment dans la technique de la  combustion.  



  Fréquemment. la combustion doit être  conduite afin     d'obtenir    des températures dé  terminées  a.) soit comprises entre deux limites impo  sées pour l'obtention de certains résultats       physicochimiques,    ce qui est le cas par exem  ple dans certains traitements thermiques;  b) soit inférieures à une limite correspon  dant à la température maximum qui peut.  être supportée par certains matériaux entrant.  dans la construction des appareils thermiques  (briques et produits réfractaires, métaux et  alliages,     ete.).     



  On peut dire que ces limites supérieures  usuelles imposées à la température sont, en  général, notablement inférieures aux tempéra  tures maxima qui peuvent être obtenues par  <U>la</U> combustion d'un mélange parfait du com  bustible et du comburant.  



  De nombreux moyens connus permettent  de rester     au-dessous    des limites voulues:  1      Combustion    avec excès d'air, procédé le  plus courant.  



  2      Réinjection        d'une    partie des fumées.  3  Addition de gaz inertes dans les pro  duits de la combustion.      Certains de ces moyens consomment. de  l'énergie supplémentaire (circulation des fu  mées, addition de corps inertes), tandis que  la combustion avec excès d'air     augmente    le vo  lume de fumées et, par suite, implique une  perte de calories (chaleur sensible contenue  dans l'excès du     volume    des fumées).  



  Ces pertes de calories (par rayonnement.  des appareils, chaleur sensible des fumées,  etc.) sont     d'autant    plus importantes que la  température maximum     permise    est elle-même       plus    basse, car les excès d'air ou les addi  tions de fumées ou de corps inertes sont en  raison inverse de cette valeur de la tempéra  ture; de     phis,        l'augmentation    du volume (les  produits de la combustion en circulation en  traîne à son tour -Lui accroissement des dimen  sions des appareils. Finalement, on obtient. un  mauvais rendement de la combustion et une  augmentation du prix de revient de la cons  truction des appareils industriels.  



  D'autre part, s'il est vrai que les méthodes  citées ci-dessus permettent d'obtenir les limi  tations voulues de la température, elles  n'évitent pas cet inconvénient que la tempé  rature va constamment en décroissant, à partir  du     brîfleur,    soit du fait de l'utilisation nor  male des calories aux fins prévues (chauf  fages, vaporisations, etc.), soit du fait de la  mise en     ceuvre    de l'un des procédés de réglage  cités ci-dessus.  



  La présente invention a pour objet un pro  cédé pour le réglage d'une combustion, per  mettant d'obtenir par combustion d'un com  bustible dans un comburant, dans une     en-          eeinte    où circule     un    fluide,     suie    loi de tem  pérature déterminée le long du circuit et selon  lequel on introduit en masse l'un des corps de  combustion     (comburant    on combustible) en  un point de cette enceinte, tandis que l'on in  troduit l'autre corps par fractions successives  en divers points étagés le long de cette en  ceinte en effectuant des combustions dosées       successives    aux divers points d'introduction.  



  Les points d'introduction peuvent être  aussi rapprochés     qu'on    le désire et à la limite  on peut arriver à une injection continue le  long du circuit de     fluides.            L'application    du procédé aux échangeurs  de chaleur est particulièrement intéressante.  



  On sait que ces appareils sont destinés à       transférer    des     calories    contenues dans un     pre-          inier    fluide ou fluide chauffant à un deu  xième fluide ou fluide chauffé. Ces fluides  circulent en général dans des circuits qui  leur sont propres, le ou les circuits du fluide  chauffant étant séparés par une ou plusieurs  parois étanches du ou  < les circuits du fluide       chauffé.     



  Tous les     éehangeur:s    connus et plus     parti-          eulièrement    les échangeurs métalliques ont  leur champ d'action limité, par les propriétés  des matériaux entrant clans leur construction,  en ce qui concerne les températures     maxima     pouvant être développées. Il en est ainsi en  particulier quand les calories du fluide chauf  fant     proviennent    d'une combustion, car la  température atteinte à la suite de la com  bustion d'un mélange parfait. de comburant. et  de combustible est en général supérieure à la  température     maximum    compatible avec la  bonne tenue des matériaux, surtout s'il s'agit,  de métaux.  



  On a pallié jusqu'ici à cette difficulté en  abaissant la     température    par les moyens con  nus rappelés plus haut et l'on s'est. heurté aux  inconvénients qui ont. été indiqués.  



  L'invention comprend également un appa  reil pour la mise en     aeuvre    du procédé ci-des  sus et caractérisé en ce qu'il comporte une en  ceinte adaptée pour supporter une combustion  interne     (l'un        combustible    dans un comburant,  des moyens pour introduire en masse l'un des  corps de     combustion    en un point de cette en  ceinte, des moyens     répartis    en plusieurs points  de cette enceinte pour introduire l'autre corps  par fractions successives et pour effectuer des  combustions     successives    aux divers points  d'introduction, et des moyens pour     régler    ces  combustions.  



  Appliqué aux     échangeurs,    le procédé ob  jet ;de l'invention permet. notamment d'obte  nir que la     température    de la paroi d'échange  reste constante,     a.ti        moisis    sur une certaine  longueur de cette paroi, et égale à la tem  pérature critique que l'on s'est fixée,      compte tenu de la nature des matériaux em  ployés et de la mare de     sécurité    désirée.  



  Dans la     desei@iption.    qui va suivre et qui  se     réfère    au     dessin    annexé, on exposera, à  titre     d'exemples,    des formes d'exécution de  l'appareil et du procédé objet de     l'invention.     



  La     fig.    1 est une     vue    en coupe schéma  tique de cette     forme    d'exécution appliquée à  un échangeur de température.  



       ha        fig.    '2 est un     dia;yramme    d'une     cles     lois de 1     empératures    qui peuvent être  obtenues.  



  La     fig.    3     représente    une vue schématique       dit    détail de la.     distribution    du     combustible          (o11    du comburant) aux     divers    foyers.  



  La fin. 4 est,     une    coupe schématique d'un       distributeur.     



  lia fi-.     .5    est une deuxième forme d'exé  eution d'un appareil     organisé    pour la com  bustion (le combustibles     solide,,.     



       Dans    la. forme d'exécution de     l'échan-,eur          représenté        fig.    I, qui se compose de deux       cors        distincts    1 et II, le     fluide    à chauffer  arrive dans une     première    boite de réparti  tion     '?    par le conduit 1,     traverse    le faisceau       d'éebange    3 du corps d'échangeur II (cons  titué     par    des tubes ou parois de formes quel  conques),     dél;

  ouclie    dans la.     boite    collectrice 4  et, par le conduit 5, arrive clans une deu  xième boîte (le répartition 6, traverse le fais  ceau 7 dit corps d'échangeur 1, débouche  dans la. boîte collectrice 8 et s'échappe en 9.  La disposition des deux corps d'échangeur 1  et. II n'est. évidemment qu'un exemple et il  pourrait n'exister qu'un     seul    corps avec un  seul faisceau tubulaire de     longueur    voulue on  plusieurs corps et plusieurs faisceaux.  



  La chaleur nécessaire est apportée par un  combustible     gazeux    dont. la quantité totale  réglée par la vanne 21 est     ensuite    répartie  entre le brûleur 12 du foyer initial 29 et. les  brûleurs successifs 13,     14...        1z-1,        n,          n-I- t.    La quantité totale de     eoinhurant,    que  l'on détermine pour obtenir telle combustion  finale désirée     plus    ou moins oxydante, réduc  trice     oil    parfait., est réglée par la.

   vanne 20  et est admise en masse par le conduit 10  dans le foyer initial 29,    Le fluide chauffant, chauffé lui-même par  les combustions successives en 12, 13, 14,  15...     u-1,        -n,    jusqu'à combustion complète  ou     sen@Jblenient    telle, circule à l'extérieur du  faisceau     d'échange    7, passe du corps d'échan  geur I an corps II par le conduit 18, circule       dans    .le corps II à l'extérieur dit faisceau       d'écha.nlo@e    3 et s'échappe finalement en 19.  



  Les circuits des fluides pourraient. être  permutés: le fluide chauffé passant à l'exté  rieur du faisceau de tubes, le fluide chauf  fant. à l'intérieur. Dans ce     cas        legs    foyers       intermédiaires    seraient     réalisés    soit par des  boîtes     intermédiaire,,    entre deux tronçons       successifs    du faisceau, soit par tout autre  dispositif permettant .d'amener le fluide dosé  aux points convenables à l'intérieur des élé  ment, du     faisceau.     



  Le nombre des brûleurs doit être suffi  sant pour pouvoir     brûler    la     totalité    du com  bustible     .correspondant.    à l'allure maximum  de l'appareil. Le fluide combustible est ré-,  parti par priorité     aux    foyers dans leur ordre  normal 29, 13...     w...,    n -m. En allure infé  rieure à l'allure     maxinilim    un certain nom  bre des     derniei:#    foyers ne sont. pas en ac  tivité.  



  Grâce aux     introductions    partielles et suc  cessives chi combustible .dans la. masse de  comburant introduite en 10, à. l'espacement  convenable     des    points d'introduction des frac  tions de combustible le long du trajet. du  fluide chauffant dans l'échangeur et, finale  ment, au     dosage        .des    diverses fractions de  combustible     introduites    en ces points on peut  obtenir, au lieu de la. montée en température       brutale,    localisée et en général excessive, qui  se produit quand oui brûle d'emblée un mé  lange parfait de     combustible    et de combu  rant :

  différentes lois de variation de la tem  pérature entre L'origine 29 du trajet du  fluide chauffant et tel point que l'on désire  de ce trajet, tandis     qu'on    .évite     les    inconvé  nients des palliatifs utilisés     jusqu'ici        puisque     l'on.     petit    finalement réaliser une     combustion     complète avec consommation totale du com  burant. Naturellement, la température sera  en tous les points inférieure à. la     température         théorique de combustion qui est un maxi  mum idéal.

   La valeur moyenne de la tem  pérature le long du trajet du fluide chauf  fant peut être même inférieure à la tempéra  ture     d'inflammation,        paree    que si elle est. en  fait     supérieure    à cette température au nez de  chaque brûleur, un étagement convenable des  brûleurs et la dilution, qui se produit entre  les gaz de combustion de chaque brûleur et  la     masse    de fluide chauffant, peuvent     abais-          ser    la     température    du fluide évoluant d'un  brûleur à l'autre en donnant finalement une  moyenne plus faible que la.

   température     d1in-          flammation.    Dans ce cas, il     est    prudent de  prévoir près de chaque brûleur un dispositif  d'allumage tel que petit brûleur indépendant,  allumeur électrique, etc.  



  Par l'échelonnement des brûleurs et le  réglage de la, quantité de combustible intro  duite dans chaque     brûleur,    on a donc le  moyen de réaliser diverses lois de tempéra  ture le long du parcours du fluide chauf  fant.  



  Comme premier exemple d'une loi de tem  pérature intéressante, on peut citer celle  dans laquelle la température du matériau       constituant.    le faisceau d'échange est main  tenue     sur    une certaine     longueur    de ce fais  eeau à la valeur maximum compatible avec  les     propriétés        dudit    matériau. Cette loi est  éminemment. favorable à la réduction de la       surface    du faisceau d'échange, car l'écart des  températures des fluides chauffant. et     chauffé     est. alors porté au     maximum    en chaque point  du parcours.

   Si l'on règle les proportions de  comburant et de combustible, pour obtenir  une combustion parfaite, le volume des fu  mées sera ainsi réduit au minimum. On peut  obtenir de la sorte un échangeur très supé  rieur à     tous    ceux     connais    à ce jour.  



  Le     diagramme    dessiné sur la     fig.    2 illustre  la     réalisation    d'une telle loi. Sur ce     dia-          -ra.mme    les températures sont     portées    en  abscisses et.     les    longueurs .de     parcours    du  fluide chauffant sont portées en ordonnées;  l'origine étant au niveau du premier brûleur  12.

   La. courbe I représente la variation de    température du fluide chauffant, la courbe II  la variation de température de la paroi  d'échange (paroi des tubes) et la courbe III  la variation de température du fluide  chauffé, étant. admis pour simplifier que la  température de la paroi d'échange est égale  à la moyenne arithmétique de la tempéra  ture -des fluides     ehauffant    et. chauffé. En 29,  c'est-à-dire au niveau du brûleur initial, les  températures sont respectivement. représen  tées par les points<I>t t' t"</I> .pour le fluide  chauffant, la paroi et. le fluide chauffé.

   Entre  le brûleur initial 29 et le     brûleur    suivant 13,  la     température    du fluide chauffant tombe de  <I>t</I> à     t1,    celle de la paroi de la valeur<I>t'</I> (sup  posée être la. température maximum admis  sible pour le matériau de la paroi) à     t'1,     tandis     que    la température du fluide chauffé  qui circule en sens inverse du fluide chauf  fant passe (le     t"1    à, t".  



  Au brûleur 13 L'injection partielle de  combustible libère une nouvelle quantité de  calories latentes et la température du fluide  chauffant remonte de     t1   <I>à</I>     t#,,    occasionnant  une remontée .de la     température    de la paroi  de     t'1   <I>à</I>     t'..    L'importance de l'injection de       combustible    au     brûleur    13 est, déterminée de  telle sorte que la. température     t'.,    soit égale  à t', c'est-à-dire toujours à la température  maximum admissible pour le matériau cons  tituant la paroi etc.  



  Des phénomènes analogues se produisent       jusqu'au    niveau de     l'avant-dernier    brûleur en  activité     ii-1.        Ati    niveau du dernier     brûleur     en activité     n    les calories correspondant au  combustible résiduel injecté ne sont. pas suf  fisantes pour remonter la température de la       paroi    jusqu'à.

   la valeur maximum     admissible.     Le saut de     température    du fluide chauffant  est un peu     moins    élevé que     précédemment.     A partir de ce point où la combustion est  complète, tout se passe     comme    dans les appa  reils connus actuellement.. la température du  fluide chauffant décroît. d'une façon con  tinue jusqu'au moment de son évacuation cor  respondant à l'ordonnée 1.9, la     température     de la     ,paroi    d'échange décroît     pareillement    de       faeon        continue    jusqu'à.

       l'origine        du    faisceau      tubulaire 3 du corps d'échangeur 11, enfin le  fluide chauffé circulant en sens inverse voit  sa température     augmenter    progressivement  depuis celle qu'il avait à son entrée dans la  boite 2. Le diagramme figuratif est évidem  ment théorique et ne correspond pas tout à  fait à la réalité. Les variations de tempéra  ture d     u    fluide chauffant et (le la paroi repré  sentées     sous    forme de dents de scie sont en  réalité plus adoucies et, se présentent. sous  forme de     courbes        phis    ou moins ondulées.  



  Le diagramme met en évidence l'augmen  tation des écarts de température entre le  fluide     chauffant    et. le fluide chauffé à partir  du premier brûleur. Ceci correspond à des       augmentations    parallèles des échanges calo  rifiques puisque ces échanges sont     eux-          mêmes    proportionnels à l'écart de tempéra  ture, d'où il résulte, à égalité .de rendement,  avec     les        échangeurs        connus,    une diminution  notable de la     surface    d'échange, ou, inverse  ment., une augmentation notable du rende  ment à égalité de     surface    d'échange.  



  Le procédé décrit permet également d'ob  tenir que le fluide chauffé sorte à une tem  pérature relativement peu     inférieure    à. celle  du fluide     chauffant.        au    premier     brûleur,    sans  que le développement nécessaire des surfaces  d'échanges soit inadmissible au point de vue  prix de revient.  



  Dans les     appareils    industriels le réglage       automatique    des divers brûleurs pourra être  obtenu à l'aide de moyens connus, élec  triques, mécaniques, électromécaniques, etc.,       agissant    sur des vannes 20 et 21. placées sur  les tuyauteries 10 et<B>Il.</B>     d'amenée    du     com-          burant.    et     chi    combustible total.

   L'impulsion  initiale de ce     réglage    automatique     peau    être       mise    sous la- dépendance, soit. du débit- de  fluide chauffé,     mesuré    par exemple par un  tube (le Pitot ou un     venturi    placé à l'entrée       clic    fluide chauffé dans la- boîte 2,     soit    de  la température du fluide chauffé, mesurée       par    un thermostat réglable à la sortie de la  boîte 8,     soit    d'une combinaison de ces deux  facteurs,     soit    enfin de tout autre facteur selon  le but que     .l.'on    cherche à atteindre.

   Des       vainies    de     réglage    partiel     dit    combustible 22,    23,     \?4,    25, 28... 48, 49 pourront être en outre  disposées en amont, de chaque brûleur par  tiel, ces vannes étant contrôlées individuelle  ment selon la loi de température que l'on  veut obtenir.

   Par exemple, dans le cas où  l'on cherche à. réaliser sur la paroi d'échange  la température     maximum        admissible,    ces  vannes seront. actionnées par des thermostats,  disposés sur cette paroi au niveau des brû  leurs     successifs    12, 13, 14, 15...     n-1,        n...          @i-@srz.    Des dispositions particulières pour  ront être prises pour la sécurité .de marche de       l'appareil    en cas de variations brutales du  débit de fluide chauffé.

   En particulier lors  qu'il tombe     brusquement        au-dessous    d'une va  leur déterminée, il faut d'une part réduire  ou     annuler    presque     instantanément    le débit  de combustible par une vanne spéciale 2l a<I>-</I>  qui peut aussi se     confondre    avec la. vanne  21 -     d'autre    part     assurer    la     continuité    du  débit du fluide chauffé -pour évacuer une  partie des calories emmagasinées dans l'échan  geur et ainsi abaisser la température ,de l'ap  pareil au-dessous de la température maxi  mum que l'on s'est fixée d'après la nature des  matériaux.  



  A titre d'exemple, cette continuité de  débit du fluide chauffé peut être obtenue par  un by-pass de la vanne d'admission de ce  fluide si l'on     suppose    que la soufflerie le  mettant en mouvement reste en activité et  que les variations de débit proviennent d'une       manoeuvre    de la vanne     d'admission.    Au con  traire, si ces variations ou annulations de dé  bit résultent d'un arrêt de la soufflerie, il  faut prévoir une soufflerie auxiliaire de se  cours dont l'énergie sera. empruntée à une  source     diîférente    de celle alimentant la  soufflerie principale (accumulateurs, moteur  à essence, diesel, etc.).

   Le système     régulateur     peut être étudié pour régler le by-pass de la  vanne d'admission (ouvert normalement pen  dant la. marche) ou pour régler le débit de  la soufflerie auxiliaire,     après    l'avoir mise en  service, soit par  tout -ou rien , soit par  réglage progressif.  



  Dans le mode de réalisation de la. distri  bution qui     est,    représenté sur les     fig.    3 et 4,      les     vannes    22, 23... 49 de la     fig.    1 sont rem  placées par des distributeurs D12, D13...       Dn+m-1;    chacun de ces distributeurs peut  être constitué comme l'indique à titre  d'exemple la     fig.    4.

   Il comporte dans un cy  lindre 50 un équipage mobile à deux pistons  51, 52, solidaires l'un de l'autre et qui for  ment tiroir contrôlant trois orifices, à savoir:  un orifice 53 par lequel arrive le fluide ve  nant du distributeur précédent, un orifice 54  par lequel part le fluide allant au distribu  teur suivant,     enfin    un orifice 55 relié au brû  leur qui correspond au distributeur consi  déré. De la sorte un distributeur reçoit le  fluide qui n'a pas été consommé dans le  foyer     précédent    et le répartit entre son  propre foyer et les. suivants de telle façon  que la température de son propre foyer soit       portée    à la valeur désirée.

   La position .du       distributeur    qui est représenté sur la     fig.    4  correspond au cas où le débit de fluide reçu  en 53 -a juste la valeur     suffisante    pour que le  foyer correspondant donne la quantité de  calories voulue ou est inférieur à cette valeur.  Dans ce cas, comme représenté, l'orifice 54  allant vers le     distributeur    suivant est fermé,  ledit distributeur ne     xecevant    donc rien et  son brûleur étant éteint, tandis que l'orifice  55 alimentant le brûleur .du     distributeur    re  présenté est ouvert en grand.

   Si, au con  traire, la quantité de fluide qui arrive en  53 est     jipérieure    à celle qui convient au  brûleur du distributeur considéré, l'orifice  5 5 est fermé d'une quantité plus ou moins       grande    tandis que l'orifice 54 est ouvert de  façon     correspondante.    Les distributeurs sont  donc commandés     successivement    dans l'ordre  D12,     D13...        Dn+iri-1.    Cette commande peut  provenir de     servomoteurs    d'un type quel  conque:

   mécanique, électrique, pneumatique,  hydraulique, etc., placés sous la dépendance  d'un ou de plusieurs appareils mesurant la       température    que l'on veut maintenir dans les  foyers successifs 12, 13,     n+m-1    ou     dans     certains organes chauffés par des foyers. La       fig.    4 montre un exemple     dans    lequel de  l'huile     sorts        pression    est envoyée par un dis  tributeur auxiliaire 57 sur l'un ou l'autre des         pistons    51, 52.

   Le tiroir mobile de ce distri  buteur 57 est relié à un thermostat 58 qui  détecte par exemple la température du fais  ceau tubulaire de     l'échangeur    dans le foyer  correspondant.     Dans    ce mode de     réalisation     on a     supposé,    comme on l'a déjà dit, qu'à  l'allure     maximum    de l'échangeur, la tempé  rature du dernier foyer     ii+ni    n'est jamais       portée    à la.

   valeur imposée comme maximum  dans les foyers précédents, car les calories  restant à dégager dans ce dernier foyer sont       insuffisantes.    En conséquence, à     ].'allure    ma  ximum de     l'échangeur,    le dernier     disti#ibu-          teur        Dn+-iri-l    dirige sur le dernier foyer       -rz+m.    le solde du combustible qui, par com  binaison avec le solde (lu comburant .présent  dans le fluide     eliauffant,    termine la     combus-          tion.     



  Par sécurité le     thermostat    situé au der  nier foyer     n.+aîi    pourra agir en diminution,  directement, ou indirectement par l'intermé  diaire du comburant, sur le débit total du  combustible si, pour une cause fortuite, la  température     maximum    filée était dépassée.  



  La forme des lumières du     distributeur    au       départ    des tuyauteries :]4 et 55 pourra     être     déterminée de telle sorte que le déplacement  élémentaire de l'équipage mobile d'une lon  gueur<B>J l,</B>     correspondant    à     la    variation de  température     z1    t, entraîne une variation de  surface d s de la section de passage libre s  vers la conduite 55 de telle sorte que le     rap-    ;  port
EMI0006.0056  
   soit constant.. La correction de  température se fera ainsi dans des     conditions     identiques quelle que     soit    l'intensité de  marche de l'appareil.

   Naturellement la  forme pratique de la. lumière sera approchée  autant que     possible    de la. forme théorique en  tenant compte de l'encombrement et d'une  approximation     suffisante.    La     lumière    de la  conduite 54 sera identique à celle de 55 afin  que toute variation de section de l'une soit       compensée    par une variation égale et de     sens          inverse    de l'autre.  



  Un deuxième exemple de loi de tempéra  ture que l'on peut obtenir est le maintien  pour le fluide chauffant, jusqu'à épuisement      des calories latentes pouvant être dégagées  par combustion, d'une température constante  égale à la valeur maximum compatible avec  les matériaux entrant     dans    la construction de  l'échangeur. Dans ce cas, le réglage des ad  missions de combustible par les vannes 22,  23...     28...    48,     49    pourra être commandé par  des     thermostats    placés dans .le fluide chauf  fant au niveau des     divers    brûleurs 12, 13...

    <I>n...</I>     yz+7n,    de telle sorte que la température  du fluide chauffant     soit    maintenue en chacun  de ces foyers en activité échelonnée, à la.  valeur     maximum    que l'on     s'Ëst    fixée. Cette  loi donne toute sécurité pour l'exploitation  d'un échangeur dont le faisceau d'échange  et l'enveloppe isolant l'échangeur de l'am  biance extérieure sont de même nature et       directement    au contact du fluide     chauffant.     



  Dans ce cas,     l'enveloppe    extérieure est  portée au maximum de la température ad  missible sur tout le parcours de la combus  tion échelonnée, tandis que la température  des parois du     faisceau    d'échange va constam  ment en décroissant en s'éloignant du brû  leur initial sous l'action     refroidissante        dit          fluide    chauffé circulant en sens inverse.  



  On comprend tout l'intérêt     qu'il    y aura  alors à protéger par des matériaux     isolants     et     réfractaires,    l'enveloppe extérieure contre  l'action de la température du fluide chauf  fant, afin de pouvoir     porter    celle-ci à des       valeurs        croissantes    à partir dit brûleur ini  tial jusqu'à épuisement des     calories    latentes,  de telle sorte que la     température        des        parois     du faisceau d'échange soit maintenue au ma  ximum compatible avec la nature .des maté  riaux entrant dans sa construction.

   On arri  vera ainsi à la loi particulière de tempéra  ture     précédemment        exposée.     



  Il est avantageux de prévoir un     dispositif     de chicanes tel que 30, 31... 45, permettant  d'obtenir pour le fluide     chauffant    une circu  lation perpendiculaire aux tubes du     faisceau     ce qui donne un     accroissement    du coefficient  d'échange.  



  Suivant. la longueur de ces chicanes on       peut    obtenir     cletix    types d'échangeurs:    l'un conforme ait corps d'échangeur 1  situé à gauche de la     fig..    1 et dans lequel les  chicanes s'étendant à travers     l'ensemble    des  tubes du     faisceau,    le     renversement    du sens de  circulation du fluide chauffant se fait en  dehors de ce faisceau et éventuellement des  chambres de combustion partielle correspon  dant aux divers brûleurs;

    l'autre, conforme au corps d'échangeur II  situé à droite de la     fig.    1 et dans lequel les  chicanes ne s'étendent pas à travers tout le  faisceau. de tubes; les     changements    de direc  tion du fluide se font alors dans les zones du  faisceau, ce qui permet de réduire l'encom  brement transversal, mais     diminue    un peu le  coefficient :d'échange.  



  Il va d'ailleurs de soi que de nombreuses       modifications        pourraient    être apportées au  mode de     réalisation    qui a. été décrit. Au lieu  d'avoir     deux    corps d'échangeur avec change  ment :de direction de fluides de 180  de l'un  à l'autre, on .pourrait avoir un seul corps  avec faisceau de tubes continus de bout en  bout. La forme du     faisceau    d'échange et la  répartition des     foyers    échelonnés dépen  dront des conditions de réalisation qui au  ront la prépondérance, rendement calori  fique maximum,     encombrement        minimiun    etc.  



  Au lieu de faire entrer tout le combu  rant en un point et le combustible en des       points        étagés,    on pourra utiliser la disposi  tion inverse, c'est-à-dire faire entrer tout le  combustible en une     seille        fois    et étager les  introductions .de comburant. Le nombre des  points d'injection du     comburant    ou du com  bustible ainsi que la position relative des  foyers     échelonnés    ou du brûleur initial ou  de ces deux ensembles d'organes par rapport  au faisceau d'échange pourront être modifiés.  



  On peut augmenter le coefficient  d'échange calorifique en     faisant    circuler les  fluides chauffant et chauffés,     -ou    l'un .d'entre  eux     seulement,    sous     pression.    La mise en  pression     pourra    être     assurée    par exemple au  moyen d'un     compresseur    rotatif entraîné .par  une turbine à gaz dont l'énergie sera fournie  par les calories encore disponibles dans le  fluide chauffant     sortant    de l'échangeur, ce      fluide pouvant d'ailleurs être réchauffé, s'il  y a lieu, avant. son admission dans la turbine  à gaz.  



  On ne sortirait .pas non plus du cadre de  l'invention en superposant au procédé décrit.  d'autres processus, par exemple en ajoutant  au chauffage par combustion fractionnée au       ehauffaâe    supplémentaire au moyen de fluides  chauds ou de fumées de provenance quel  conque.  



  A titre d'exemple non limitatif on peut  citer l'application suivante: les fumées  chaudes, réductrices ou oxydantes,     sortant     d'un four ou foyer quelconque, pourront rece  voir, en divers points, soit. du comburant,  soit du     combustible    en vue de parfaire la  combustion tout en     suivant.    une loi déter  minée. On pourrait. même prévoir un apport       complémentaire    de calorie, s'il était néces  saire, en ajoutant les     quantités    voulues de  combustible et .de     comburant    avec     combustion     effectuée selon le procédé décrit.  



  Les applications des échangeurs décrits  sont multiples. De     tels    échangeurs, en métal,  peuvent en particulier remplacer les réchauf  feurs de vent ou     cowpers    qui sont actuelle  ment utilisés dans les installations de     hauts-          fourneaux    et qui sont généralement cons  truits en briques. Dans ce cas, -le     combustible     pourra être du gaz de     hauits-fourneaux.     



  Les cors mis en     oeuv        re    dans le procédé  de combustion qui fait. l'objet. de l'invention  peuvent être à l'état solide, liquide ou gazeux,  y compris     les    solides non pulvérisés.  



  Pour ces derniers on peut concevoir par  exemple     (fig.   <B>5)</B> une enceinte 60     verticale    ou  fortement inclinée si le combustible doit che  miner par gravité, ou quelconque si le com  bustible est propulsé dans l'enceinte par des       moyens    mécaniques (grille mobile par exem  ple).     Quand    le cheminement a lieu par<U>gra-</U>  vité., le combustible peut être introduit clans  l'enceinte au moyen d'un tambour     tournant     61 placé sous une trémie 6? tandis que les  mâchefers peuvent être extraits par un tam  bour     analogue    63 à la     base    de l'enceinte.

   Le  comburant. est amené aux divers points (le  combustion par une série     d'ajutages   <B>12,</B> 13...         aa+rri.,    jouant. le rôle (les brûleurs précédem  ment décrits, les     débits    de ces     divers        aju-          tages    pouvant     être        réglés    au     moyen    de dis  tributeurs     Dl.'?,        D1:3...        Dit.-m-1,    selon les       indications     < déjà données.  



  La quantité de     combustible    introduite  en 61 est dosée d'après l'intensité de l'effet  utile que     l.'on    désire. On pourra réaliser le  dosage du     confL>iistible    soit directement en  mettant ce dosage     soies    la dépendance d'un  appareil. de mesure de     l'intensité    de l'effet  utile, soit. indirectement en faisant     agir    l'ap  pareil de mesure sur le     dosage    du combu  rant, celui-ci à son tour agissant sur le do  sage du combustible.  



  L'effet. utile de l'appareil pourra être  très divers. A titre d'exemple non limitatif  on peut. citer les cas suivants:  Des produits à. traiter peuvent être mélan  gés au     combustible    comme dans les fours à  cuve oui au contraire les produits à traiter       sont    séparés du combustible comme clans les  fours à moufle.  



  Les calories contenues dans les fumées sor  tant de la. zone d'utilisation en 64 peuvent  servir au préchauffage et au séchage du com  bustible, et, s'il y a lieu des     matières    traitées,  avant l'évacuation     desdites    fumées.  



  Dans certains cas particuliers les distribu  teurs     automatiques    pourront être remplacés  par des vannes     manceuvrées    à la main.  



  L'extracteur 63 pourra, suivant les condi  tions d'exploitation, être d'un type très diffé  rent. Ainsi dans les fours à cuve où les ma  tières sont fondues en totalité il sera rem  placé par une capacité, connue habituelle  ment. sous le nom de creuset,     d'oà    l'extraction       des    produits en fusion a lieu d'une manière  continue ou discontinue.  



  Le volume     des    produits extraits pourra       être    basé sur le ou les     facteurs    déterminant  l'effet utile de l'appareil:     limiteur    (le charge  ment. par     exemple.     



       L'ordre        d'admission    du comburant     aux    di  vers brûleurs pourra être suivant les besoins  soit dans le sens de progression du     eombus-          tible    comme représenté     sur    la     fi-ure,    soit en  sens inverse.



  Method for regulating combustion and apparatus for carrying out this method. It is known that the maximum temperature which can be effectively attained during the combustion of a fuel in the fuel is always lower than what is called the theoretical combustion temperature.



       (> n also knows that ignition and propagation of the flame are not possible (read if at least one point of the mixture is brought to a minimum temperature called auto-ignition temperature or more simply ignition temperature and provided that the proportion of fuel is between a lower value known as the lower flammability limit and an upper value called the upper flammability limit.



  The ignition temperature of a given fuel varies with certain factors: proportion of fuel, temperature of the fuel-oxidant mixture, degree of humidity, pressure of the mixture, etc.



  Likewise, the flammability limits for an oxidizer and. a given fuel, usually measured experimentally on homogeneous mixtures, vary with certain factors (moisture content, pressure (the mixture, nature and form of the capacity in which combustion develops, direction of flame propagation, etc. These laws are well known and commonly put into practice in the art of combustion.



  Frequently. the combustion must be carried out in order to obtain defined temperatures a.) either between two limits imposed for obtaining certain physicochemical results, which is the case for example in certain heat treatments; (b) or below a limit corresponding to the maximum temperature which can. be supported by some incoming material. in the construction of thermal devices (bricks and refractory products, metals and alloys, etc.).



  It can be said that these usual upper limits imposed on the temperature are, in general, considerably lower than the maximum temperatures which can be obtained by <U> the </U> combustion of a perfect mixture of fuel and oxidizer.



  Many known means make it possible to stay below the desired limits: 1 Combustion with excess air, the most common process.



  2 Reinjection of part of the fumes. 3 Addition of inert gases in the products of combustion. Some of these ways consume. additional energy (circulation of smoke, addition of inert bodies), while combustion with excess air increases the volume of smoke and, consequently, involves a loss of calories (sensible heat contained in the excess smoke volume).



  These losses of calories (by radiation from appliances, sensible heat of fumes, etc.) are all the more important as the maximum allowable temperature is itself lower, because the excess air or the additions of fumes or of inert bodies are inversely related to this value of temperature; of phis, the increase in volume (the products of the combustion in circulation in turn drags in its turn -The increase in the dimensions of the appliances. Finally, we obtain. a poor combustion efficiency and an increase in the cost price of the combustion. construction of industrial apparatus.



  On the other hand, if it is true that the methods mentioned above make it possible to obtain the desired limits of the temperature, they do not avoid this drawback that the temperature is constantly decreasing, starting from the burner, either because of the normal use of calories for the intended purposes (heating, vaporizations, etc.), or because of the implementation of one of the adjustment methods mentioned above.



  The present invention relates to a process for regulating combustion, making it possible to obtain by combustion of a fuel in an oxidizer, in an enclosure in which a fluid circulates, soot temperature law determined along the circuit and according to which one of the combustion bodies is introduced en masse (oxidizer or fuel) at one point of this enclosure, while the other body is introduced in successive fractions at various points staged along this in the enclosure by performing successive metered combustions at the various points of introduction.



  The points of introduction can be as close together as desired and ultimately it is possible to achieve continuous injection along the fluid circuit. The application of the process to heat exchangers is particularly interesting.



  It is known that these devices are intended to transfer calories contained in a first fluid or heating fluid to a second fluid or heated fluid. These fluids generally circulate in circuits which are specific to them, the circuit or circuits of the heating fluid being separated by one or more sealed walls of the circuit or circuits of the heated fluid.



  All known exchangers and more particularly metal exchangers have their field of action limited, by the properties of the materials used in their construction, with regard to the maximum temperatures that can be developed. This is particularly so when the calories of the heating fluid fant come from combustion, because the temperature reached following the combustion of a perfect mixture. oxidizer. and fuel is generally higher than the maximum temperature compatible with the good resistance of the materials, especially if they are metals.



  This difficulty has hitherto been overcome by lowering the temperature by the known means recalled above and we have. ran into the drawbacks that have. been indicated.



  The invention also comprises an apparatus for the implementation of the above process and characterized in that it comprises an enclosure adapted to support internal combustion (one fuel in an oxidizer, means for introducing into mass one of the combustion bodies at a point of this enclosure, means distributed at several points of this enclosure for introducing the other body in successive fractions and for carrying out successive combustions at the various points of introduction, and means to regulate these combustions.



  Applied to exchangers, the object method of the invention allows. in particular to obtain that the temperature of the exchange wall remains constant, a.ti moldy over a certain length of this wall, and equal to the critical temperature that has been set, given the nature the materials used and the desired safety pool.



  In the desei @ iption. which will follow and which refers to the appended drawing, embodiments of the apparatus and of the method which are the subject of the invention will be explained by way of example.



  Fig. 1 is a schematic sectional view of this embodiment applied to a temperature exchanger.



       ha fig. '2 is a diagram of a key laws of 1 emperatures that can be obtained.



  Fig. 3 shows a schematic view said detail of. distribution of fuel (oxidizer o11) to the various homes.



  The end. 4 is a schematic section of a distributor.



  lia fi-. .5 is a second form of execution of an apparatus organized for combustion (solid fuel ,,.



       In the. embodiment of the exchanger shown in fig. I, which is made up of two separate horns 1 and II, the fluid to be heated arrives in a first distribution box '? through conduit 1, passes through the ébange bundle 3 of the exchanger body II (consisting of tubes or walls of any shape), del;

  ouclie in the. collector box 4 and, through duct 5, enters a second box (distribution 6, passes through bundle 7 called exchanger body 1, opens into collector box 8 and escapes at 9. two exchanger bodies 1 and. This is obviously only one example and there could be only one body with a single tube bundle of the desired length or several bodies and several bundles.



  The necessary heat is provided by a gaseous fuel including. the total quantity regulated by the valve 21 is then distributed between the burner 12 of the initial furnace 29 and. the successive burners 13, 14 ... 1z-1, n, n-I- t. The total amount of eoinhurant, which is determined to obtain such desired final combustion more or less oxidizing, reducing oil perfect., Is regulated by the.

   valve 20 and is admitted en masse through pipe 10 into the initial hearth 29, The heating fluid, itself heated by the successive combustions in 12, 13, 14, 15 ... u-1, -n, up to complete combustion or sen @ Jblenient such, circulates outside the exchange bundle 7, passes from the exchanger body I to the body II through the duct 18, circulates in the body II outside said bundle of echa.nlo@e 3 and finally escapes in 19.



  Fluid circuits could. be swapped: the heated fluid passing outside the tube bundle, the heated fluid passing through the tube bundle. inside. In this case legs intermediate foci would be made either by intermediate boxes, between two successive sections of the bundle, or by any other device allowing .d'to bring the dosed fluid to the appropriate points inside the elements of the bundle.



  The number of burners must be sufficient to be able to burn all of the corresponding fuel. at maximum speed of the aircraft. The combustible fluid is redistributed by priority to the hotplates in their normal order 29, 13 ... w ..., n -m. At a rate lower than the maximum rate a certain number of the last ones: # foci are not. not in activity.



  Thanks to the partial introductions and successive chi combustible .in the. mass of oxidizer introduced at 10, to. the appropriate spacing of the points of introduction of the fuel fractions along the path. of the heating fluid in the exchanger and, finally, the dosage .des various fractions of fuel introduced at these points can be obtained, instead of. sudden rise in temperature, localized and generally excessive, which occurs when yes immediately burns a perfect mixture of fuel and combustive:

  different laws of variation of the temperature between the origin 29 of the path of the heating fluid and such point as one wishes of this path, while one avoids the drawbacks of the palliatives used hitherto since one. small finally achieve complete combustion with total fuel consumption. Naturally, the temperature will be at all points below. the theoretical combustion temperature which is an ideal maximum.

   The average value of the temperature along the path of the heated fluid may even be lower than the ignition temperature, except if it is. in fact higher than this temperature at the nose of each burner, a suitable staging of the burners and the dilution, which occurs between the combustion gases of each burner and the mass of heating fluid, can lower the temperature of the evolving fluid. one burner to another, ultimately giving a lower average than the.

   ignition temperature. In this case, it is prudent to provide near each burner an ignition device such as a small independent burner, electric igniter, etc.



  By staggering the burners and adjusting the quantity of fuel introduced into each burner, it is therefore possible to achieve various temperature laws along the path of the heated fluid.



  As a first example of an interesting temperature law, one can cite that in which the temperature of the constituent material. the exchange bundle is hand held over a certain length of this bundle at the maximum value compatible with the properties of said material. This law is eminently. favorable to the reduction of the surface of the exchange bundle, because the difference in the temperatures of the heating fluids. and heated is. then carried to the maximum at each point of the course.

   If the proportions of oxidizer and fuel are adjusted, in order to obtain perfect combustion, the volume of the fumes will thus be reduced to a minimum. In this way, we can obtain a very superior interchange to any known to date.



  The diagram drawn in fig. 2 illustrates the realization of such a law. On this dia- -ra.mme the temperatures are plotted on the abscissa and. the lengths .de path of the heating fluid are plotted on the ordinate; the origin being at the level of the first burner 12.

   Curve I represents the temperature variation of the heating fluid, curve II the temperature variation of the heat exchange wall (wall of the tubes) and curve III the temperature variation of the heated fluid being. admitted for simplicity that the temperature of the heat exchange wall is equal to the arithmetic mean of the temperature of the fluids and heating. heated. At 29, that is to say at the level of the initial burner, the temperatures are respectively. represented by the points <I> t t 't "</I>. for the heating fluid, the wall and. the heated fluid.

   Between the initial burner 29 and the next burner 13, the temperature of the heating fluid drops from <I> t </I> to t1, that of the wall by the value <I> t '</I> (assumed to be the maximum permissible temperature for the material of the wall) to t'1, while the temperature of the heated fluid which circulates in the opposite direction of the heated fluid passes (the t "1 to, t".



  At the burner 13 The partial injection of fuel releases a new quantity of latent calories and the temperature of the heating fluid rises from t1 <I> to </I> t # ,, causing a rise in the temperature of the wall of t ' 1 <I> to </I> t '.. The importance of the fuel injection to the burner 13 is determined such that the. temperature t '., that is to say equal to t', that is to say always at the maximum admissible temperature for the material constituting the wall etc.



  Similar phenomena occur up to the level of the penultimate burner in activity ii-1. Ati level of the last burner in operation n the calories corresponding to the injected residual fuel are not. not suf ficient to raise the temperature of the wall to.

   the maximum admissible value. The temperature jump of the heating fluid is a little lower than previously. From this point where combustion is complete, everything takes place as in the devices currently known. The temperature of the heating fluid decreases. continuously until the moment of its evacuation corresponding to ordinate 1.9, the temperature of the exchange wall likewise decreases continuously up to.

       the origin of the tube bundle 3 of the exchanger body 11, finally the heated fluid circulating in the opposite direction sees its temperature gradually increase from that which it had when it entered the box 2. The figurative diagram is obviously theoretical and does not not quite correspond to reality. The variations in the temperature of the heating fluid and the wall represented as sawtooths are in reality more softened and, appear in the form of phis or less wavy curves.



  The diagram shows the increase in temperature differences between the heating fluid and. the fluid heated from the first burner. This corresponds to parallel increases in heat exchange since these exchanges are themselves proportional to the temperature difference, from which there results, with equal efficiency, with known exchangers, a notable reduction in the surface area of exchange, or, conversely, a notable increase in efficiency with equal exchange surface area.



  The method described also makes it possible to obtain that the heated fluid leaves at a temperature relatively little lower than. that of the heating fluid. to the first burner, without the necessary development of the exchange surfaces being inadmissible from the point of view of cost price.



  In industrial devices, the automatic adjustment of the various burners can be obtained using known means, electric, mechanical, electromechanical, etc., acting on valves 20 and 21. placed on the pipes 10 and <B> II. </B> supply of fuel. and chi total fuel.

   The initial impetus for this automatic skin adjustment should be taken over, so be it. the heated fluid flow rate, measured for example by a tube (the Pitot or a venturi placed at the heated fluid click inlet in box 2, or the temperature of the heated fluid, measured by an adjustable thermostat at the outlet of box 8, either of a combination of these two factors, or finally of any other factor according to the goal which one seeks to achieve.

   The so-called fuel partial adjustment vanes 22, 23, \? 4, 25, 28 ... 48, 49 may also be placed upstream of each partial burner, these valves being individually controlled according to the temperature law that we want to obtain.

   For example, in the event that one seeks to. achieve on the exchange wall the maximum admissible temperature, these valves will be. actuated by thermostats, arranged on this wall at the level of their successive burners 12, 13, 14, 15 ... n-1, n ... @ i- @ srz. Particular measures will be taken for the safety of operation of the device in the event of sudden variations in the flow of heated fluid.

   In particular when it suddenly falls below a determined value, on the one hand it is necessary on the one hand to reduce or almost instantly cancel the fuel flow by a special valve 2l a <I> - </I> which can also merge with the. valve 21 - on the other hand ensure the continuity of the flow of the heated fluid - to evacuate a part of the calories stored in the exchanger and thus lower the temperature of the device below the maximum temperature that the we set ourselves according to the nature of the materials.



  For example, this continuity of flow of the heated fluid can be obtained by a by-pass of the inlet valve of this fluid if it is assumed that the blower setting it in motion remains in operation and that the variations in flow come from an operation of the inlet valve. On the contrary, if these variations or cancellations of the flow result from a stopping of the blower, an auxiliary blower must be provided to run, the energy of which will be. taken from a source other than that supplying the main blower (accumulators, gasoline engine, diesel, etc.).

   The regulator system can be designed to regulate the by-pass of the inlet valve (normally open during operation) or to regulate the flow of the auxiliary blower, after putting it into service, either by nothing, or by progressive adjustment.



  In the embodiment of the. distribution which is, shown in fig. 3 and 4, the valves 22, 23 ... 49 of fig. 1 are replaced by distributors D12, D13 ... Dn + m-1; each of these distributors can be constituted as indicated by way of example in FIG. 4.

   It comprises in a cylinder 50 a movable assembly with two pistons 51, 52, integral with one another and which form a drawer controlling three orifices, namely: an orifice 53 through which the fluid coming from the preceding distributor arrives , an orifice 54 through which the fluid goes to the next distributor, and finally an orifice 55 connected to the burner which corresponds to the distributor in question. In this way, a distributor receives the fluid which has not been consumed in the previous household and distributes it between its own household and the. following in such a way that the temperature of its own home is raised to the desired value.

   The position of the distributor which is shown in FIG. 4 corresponds to the case where the flow rate of fluid received at 53 -a just sufficient value for the corresponding focus to give the desired quantity of calories or is less than this value. In this case, as shown, the orifice 54 going to the next distributor is closed, said distributor therefore receiving nothing and its burner being off, while the orifice 55 supplying the burner of the distributor shown is wide open.

   If, on the other hand, the quantity of fluid which arrives at 53 is greater than that suitable for the burner of the distributor in question, the orifice 5 is closed by a greater or less quantity while the orifice 54 is open by corresponding way. The distributors are therefore ordered successively in the order D12, D13 ... Dn + iri-1. This command can come from actuators of any type:

   mechanical, electrical, pneumatic, hydraulic, etc., placed under the control of one or more devices measuring the temperature that is to be maintained in the successive foci 12, 13, n + m-1 or in certain organs heated by homes. Fig. 4 shows an example in which high-pressure oil is sent by an auxiliary distributor 57 to one or other of the pistons 51, 52.

   The movable drawer of this distributor 57 is connected to a thermostat 58 which for example detects the temperature of the tube bundle of the exchanger in the corresponding hearth. In this embodiment it has been assumed, as has already been said, that at the maximum speed of the exchanger, the temperature of the last zone ii + ni is never brought to the.

   value imposed as a maximum in the previous hearths, because the calories remaining to be released in this last hearth are insufficient. Consequently, at the maximum speed of the exchanger, the last distributor Dn + -iri-l directs on the last focus -rz + m. the balance of the fuel which, by combination with the balance (the oxidant present in the heating fluid, completes the combustion.



  As a safety measure, the thermostat located at the last n. + Elder firebox can reduce, directly or indirectly through the intermediary of the oxidizer, the total fuel flow rate if, for a fortuitous cause, the maximum set temperature is exceeded.



  The shape of the distributor slots at the start of the pipes:] 4 and 55 can be determined such that the elementary displacement of the moving part of a length <B> J l, </B> corresponding to the variation of temperature z1 t, causes a variation in surface ds of the free passage section s towards the pipe 55 so that the ratio; Harbor
EMI0006.0056
   is constant .. The temperature correction will thus be done under identical conditions whatever the operating intensity of the device.

   Of course the practical form of the. light will be approached as close as possible to the. theoretical form taking into account the size and a sufficient approximation. The light of pipe 54 will be identical to that of 55 so that any variation in section of one is compensated by an equal variation and in the opposite direction of the other.



  A second example of a temperature law that can be obtained is the maintenance for the heating fluid, until exhaustion of the latent calories that can be released by combustion, of a constant temperature equal to the maximum value compatible with the incoming materials. in the construction of the interchange. In this case, the adjustment of the fuel admissions by the valves 22, 23 ... 28 ... 48, 49 can be controlled by thermostats placed in the heating fluid at the level of the various burners 12, 13 .. .

    <I> n ... </I> yz + 7n, so that the temperature of the heating fluid is maintained in each of these hearths in staggered activity, at the. maximum value that has been set. This law gives full safety for the operation of an exchanger whose exchange bundle and the casing insulating the exchanger from the external environment are of the same nature and directly in contact with the heating fluid.



  In this case, the outer casing is brought to the maximum allowable temperature over the entire course of the staggered combustion, while the temperature of the walls of the exchange bundle decreases constantly as it moves away from the burner. initial under the cooling action said heated fluid flowing in the opposite direction.



  We understand all the interest that there will then be to protect by insulating and refractory materials, the outer casing against the action of the temperature of the heating fluid, in order to be able to bring it to increasing values from said initial burner until the latent calories are exhausted, so that the temperature of the walls of the exchange bundle is maintained at the maximum compatible with the nature of the materials used in its construction.

   We will thus arrive at the particular temperature law explained above.



  It is advantageous to provide a baffle device such as 30, 31 ... 45, making it possible to obtain for the heating fluid a circulation perpendicular to the tubes of the bundle, which gives an increase in the exchange coefficient.



  Following. the length of these baffles can be obtained from six types of exchangers: one conforms to the exchanger body 1 located to the left of fig. 1 and in which the baffles extending through all the tubes of the bundle , the reversal of the direction of circulation of the heating fluid takes place outside this bundle and possibly the partial combustion chambers corresponding to the various burners;

    the other, in accordance with the exchanger body II located to the right of FIG. 1 and in which the baffles do not extend through the entire bundle. tubes; the changes in the direction of the fluid then take place in the zones of the bundle, which makes it possible to reduce the transverse bulk, but slightly reduces the coefficient of exchange.



  It goes without saying that many modifications could be made to the embodiment which has. been described. Instead of having two exchanger bodies with change: direction of fluids 180 from one to the other, we could have a single body with a continuous tube bundle from end to end. The shape of the exchange bundle and the distribution of the staggered hearths will depend on the conditions of realization which will have the preponderance, maximum calorific output, minimum bulk, etc.



  Instead of bringing in all the fuel at one point and the fuel in staged points, the reverse arrangement could be used, that is to say all the fuel in at once and the introductions in stages. oxidizer. The number of oxidizer or fuel injection points as well as the relative position of the staggered hearths or of the initial burner or of these two sets of members with respect to the exchange bundle may be modified.



  The heat exchange coefficient can be increased by circulating the heating and heated fluids, -or one of them only, under pressure. The pressurization can be ensured for example by means of a rotary compressor driven by a gas turbine whose energy will be supplied by the calories still available in the heating fluid leaving the exchanger, this fluid being able, moreover, be reheated, if necessary, before. its admission into the gas turbine.



  Neither would it depart from the scope of the invention by superimposing the method described. other processes, for example by adding to the heating by fractional combustion to the additional heating by means of hot fluids or fumes from whatever source.



  By way of nonlimiting example, the following application may be mentioned: the hot, reducing or oxidizing fumes, leaving any furnace or fireplace, may receive, at various points, either. oxidizer, or fuel in order to complete combustion while following. a specific law. We could. even provide an additional calorie supply, if necessary, by adding the desired quantities of fuel and oxidizer with combustion carried out according to the process described.



  The applications of the exchangers described are numerous. Such exchangers, made of metal, can in particular replace the wind heaters or cowpers which are currently used in blast furnace installations and which are generally made of bricks. In this case, the fuel may be blast furnace gas.



  The corns used in the combustion process that does. the object. of the invention may be in the solid, liquid or gaseous state, including non-sprayed solids.



  For the latter, it is possible, for example, (fig. <B> 5) </B> to design an enclosure 60 which is vertical or strongly inclined if the fuel is to flow by gravity, or any if the fuel is propelled into the enclosure by mechanical means (mobile grid for example). When the flow takes place by <U> gravity </U>., The fuel can be introduced into the enclosure by means of a rotating drum 61 placed under a hopper 6? while the bottom ash can be extracted by a similar drum 63 at the base of the enclosure.

   The oxidizer. is brought to the various points (combustion by a series of nozzles <B> 12, </B> 13 ... aa + rri., playing the role (the burners previously described, the flow rates of these various nozzles) tages which can be adjusted by means of distributors Dl. '?, D1: 3 ... Dit.-m-1, according to the indications <already given.



  The quantity of fuel introduced at 61 is metered according to the intensity of the useful effect which is desired. The dosage of confL> iistible can be carried out either directly by making this bristle dosage dependent on an apparatus. for measuring the intensity of the useful effect, ie. indirectly by making the measuring device act on the dosage of the fuel, this in turn acting on the dosage of the fuel.



  The effect. usefulness of the device can be very diverse. By way of nonlimiting example, it is possible. cite the following cases: Products to. to be treated can be mixed with the fuel as in shaft furnaces yes on the contrary the products to be treated are separated from the fuel as in muffle furnaces.



  The calories in the smoke come out of the. use zone at 64 can be used for preheating and drying the fuel, and, if necessary, for the treated materials, before the discharge of said fumes.



  In certain particular cases, the automatic dispensers may be replaced by manually operated valves.



  The extractor 63 may, depending on the operating conditions, be of a very different type. Thus in shaft furnaces where the materials are completely melted, it will be replaced by a capacity, usually known. under the name of crucible, from where the extraction of the molten products takes place in a continuous or discontinuous manner.



  The volume of the products extracted can be based on the factor or factors determining the useful effect of the device: limiter (the load, for example.



       The order of admission of the oxidant to the various burners may be according to requirements either in the direction of advance of the fuel as shown on the fi-ure, or in the reverse direction.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour le réglage d'une combustion, permettant d'obtenir, dans une enceinte où cir cule un fluide, par combustion d'un combustible dans un comburant, une loi de température déterminée le long du circuit, caractérisé en ee qu'on introduit en masse l'un des corps de combustion en -un point. de cette enceinte. tandis que l'on introduit l'autre corps par fractions successives en divers points étagés le long de cette enceinte, en effectuant des combustions dosées successives aux divers points d'introduction. II. CLAIMS 1. Method for regulating combustion, making it possible to obtain, in an enclosure where circulates a fluid, by combustion of a fuel in an oxidizer, a temperature law determined along the circuit, characterized in that 'one of the combustion bodies is introduced en masse at a point. of this enclosure. while the other body is introduced by successive fractions at various points in stages along this enclosure, by carrying out successive metered combustions at the various points of introduction. II. Appareil pour la. mise en couvre du pro cédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte adaptée pour supporter une combustion interne d'un com bustible dans un comburant, des moyens pour introduire en masse l'un des corps de com bustion en un point de cette enceinte, des movelLs répartis en plusieurs points de cette enceinte pour introduire l'autre corps par fractions successives et pour effectuer des combustions successives aux divers points d'introduction, et des moyens pour régler ces combustions. <B>1</B> OUS-RtVENDICATIONIS: 1. Device for the. covering of the process according to claim 1, characterized in that it comprises an enclosure adapted to support internal combustion of a fuel in an oxidizer, means for introducing one of the combustion bodies en masse into a point of this chamber, movelLs distributed at several points of this chamber to introduce the other body by successive fractions and to perform successive combustions at the various points of introduction, and means for adjusting these combustions. <B> 1 </B> OUS-RtVENDICATIONIS: 1. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que la répartition des points d'in troduction du corps admis par fractions suc cessives et les débits en ces points sont réglés pour obtenir une température sensiblement constante le long d'une surface. 2. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la dite répartition et les débits susdits sont réglés sur la paroi délimitant cette enceinte. 3. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la- dite répartition et les débits susdits sont réglés sur une paroi intérieure à ladite en ceinte. Process according to Claim 1, characterized in that the distribution of the points of introduction of the body admitted by successive fractions and the flow rates at these points are adjusted to obtain a substantially constant temperature along a surface. 2. Method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that said distribution and the aforementioned flow rates are adjusted on the wall delimiting this enclosure. 3. Method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that said distribution and the aforesaid flow rates are adjusted on a wall inside said enclosure. 4-. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que dans une partie de l'enceinte, située après le dernier point d'introduction du corps admis par fractions, la. combustion est. complète et les fumées produites se refroidissent progres sivement en cédant. leurs calories au fluide chauffé. 5. Appareil selon la revendication II, adapté de manière à constituer un échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte à l'origine du trajet. du fluide chauffant un dis positif d'introduction massive de l'un des corps de combustion et, à partir de cette ori gine, le long d'une certaine partie du trajet du fluide chauffant, des dispositifs d'intro duction échelonnés pour l'amenée de l'autre corps de combustion par fractions successives. 6. 4-. Method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that in a part of the enclosure, located after the last point of introduction of the body admitted by fractions, la. combustion is. complete and the smoke produced gradually cools as it gives way. their calories to the heated fluid. 5. Apparatus according to claim II, adapted so as to constitute a heat exchanger, characterized in that it comprises at the origin of the path. of the heating fluid a positive device for the massive introduction of one of the combustion bodies and, from this origin, along a certain part of the path of the heating fluid, of the phased introduction devices for the supply from the other combustion body in successive fractions. 6. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que des chicanes assurent au fluide chauffant un trajet sensiblement perpendiculaire à la paroi d'échange, ces chicanes étant disposées par rap port à des brûleurs de manière à former des chambres successives pour des combustions partielles et le réchauffage du fluide chauf fant. 7. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des distributeurs pour l'introduction échelonnée de l'un des corps, ces distributeur, étant munis de lumières dont. la forme satis fait à la condition EMI0009.0012 = constante, où d s est la variation de surface de la section de passage libre s pour une variation de tempé rature donnée. Apparatus according to claim II and sub-claim 5, characterized in that the baffles provide the heating fluid with a path substantially perpendicular to the exchange wall, these baffles being arranged with respect to the burners so as to form successive chambers for partial combustion and reheating of the heating fluid. 7. Apparatus according to claim II and sub-claim 5, characterized in that it comprises distributors for the phased introduction of one of the bodies, these distributor, being provided with lights including. the satis form made to the condition EMI0009.0012 = constant, where d s is the surface variation of the free passage section s for a given temperature variation.
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