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
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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
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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.