FR2498745A1

FR2498745A1 - Heat recovery unit for hot blast cupola furnace - has inner and outer corrugated walls of heat transfer element defined by truncated cones

Info

Publication number: FR2498745A1
Application number: FR8101730A
Authority: FR
Original assignee: CHERNY ANATOLY
Current assignee: CHERNY ANATOLY
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1981-01-29
Publication date: 1982-07-30
Also published as: FR2498745B1

Abstract

The heat recovery unit comprises a heat transfer element having inner and outer corrugated walls defined by truncated cones arranged coaxially successively. The cones are rigidly connected between by larger and smaller bases. The bases of the truncated cones are of gradually decreasing diameter in the direction of the path of the flue gases. The heat transfer element is so constructed as to enable vortex formation and mixing of hot flue gases, to improve the thermal efficiency and promote heat transfer. This arrangement promotes heat transfer, since a high velocity of the flue gases is maintained throughout the entire height of the unit irrespective of a considerable drop in their temperature.

Description

La présente invention concerne la thermique et a notamment pour objet un échangeur de chaleur. The present invention relates to thermal and in particular relates to a heat exchanger.

L'échangeur de chaleur conforme à l'invention peut être utilisé avesuccès dans les industries énergétique, chimique, pétrochimique, alimentaire et dans d'autres branches de l'industrie,pour le chauffage et le refroidissement d'eau, de vapeur, de gaz, ainsi qu'en qualité de réchauffeur de l'air des fours industriels en particulier des cubilots à air chaud. The heat exchanger according to the invention can be used successfully in the energy, chemical, petrochemical, food and other industries, for heating and cooling water, steam, gas , as well as the quality of air heaters in industrial ovens, in particular hot air cupolas.

A l'heure actuelle, on emploie dans l'industrie, de plus en plus largement, la chaleur des gaz d'échappement, ce qui permet de réduire la consommation de combustible devenant chaque année plus difficile à se procurer. At present, the heat of exhaust gases is used more and more widely in industry, which makes it possible to reduce the consumption of fuel, which becomes more difficult to obtain each year.

Au cours de la fusion du métal et des minéraux dans les cubilots fonctionnant au combustible solide ou gazeux, les produits d'échappement provenant de la combustion contiennent des gaz combustibles et une chaleur physique. Lors de la postcombustion de ces gaz, on obtient une température de l'ordre de 10000 C. C'est pourquoi il est rationnel de monter sur les tubes du cubilot des réchauffeurs d'air permmettant d'utiliser la chaleur des gaz de sortie pour le chauffage de l'air amené dans l'appareil de fusion pour la combustion du combustible. Ceci permet non seulement d'économiser du combustible,mais d'augmenter aussi la température de la matière fondue, de créer une température moins oxydante dans le four et d'accroitre le rendement de l'appareil de fusion. During the fusion of metal and minerals in cupola furnaces powered by solid or gaseous fuel, the exhaust products from combustion contain combustible gases and physical heat. During the post-combustion of these gases, a temperature of the order of 10,000 C is obtained. This is why it is rational to mount on the cupola tubes air heaters allowing the heat of the outlet gases to be used for heating the air supplied to the melting apparatus for the combustion of fuel. This not only saves fuel, but also increases the temperature of the melt, creates a less oxidizing temperature in the furnace and increases the efficiency of the melter.

OnFerd beaucoup de chaleur dans les fours de séchage, de chauffage, thermiques et dans les foyers des centrales thermiques électriques. OnFerd a lot of heat in drying, heating, thermal ovens and in the homes of electric thermal power stations.

Ainsi, par exemple, lors du chauffage de lingots d'acier dans les fours jusqu'à 900-1000 C, la température des gaz de sortie atteint 1100-13000C. De ce fait, la présence d'un récupérateur (échangeur de chaleur) sur le chemin des gaz de sortie peut assurer une économie notable du combustible nécessaire par exemple au chauffage de l'air dans les fours. Thus, for example, when heating steel ingots in ovens up to 900-1000 C, the temperature of the outlet gases reaches 1100-13000C. Therefore, the presence of a recuperator (heat exchanger) on the way of the outlet gases can ensure a significant saving of the fuel necessary for example for heating the air in the ovens.

Les échangeurs de chaleur connus actuellement, en qualité desquels on peut utiliser les tubes des fours eux mbmes,sont de construction compliquée, de fabrication coûteuse, peu commodes à exploiter et à entretenir et ont une courte durée de vie. En outre, il est très difficile de les réparer et leur fabrication nécessite une grande quantité de matériaux chers et difficiles à se procurer. The heat exchangers known at present, in the quality of which the tubes of the ovens themselves can be used, are of complicated construction, expensive to manufacture, inconvenient to operate and maintain and have a short service life. In addition, it is very difficult to repair them and their manufacture requires a large quantity of materials which are expensive and difficult to obtain.

On connatt un échangeur de chaleur constitué par des réchauffeurs d'air en tubes d'acier placés à l'intérieur du tube du four (cf., l'ouvrage de Kletskine G.I. There is a heat exchanger consisting of air heaters made of steel tubes placed inside the furnace tube (cf., the work by Kletskine G.I.

"La fonderie dans les constructions mécaniques", éditions "Machinostroenien, Moscou, publié en 1975, pages 70-71)."Foundry in mechanical engineering", editions "Machinostroenien, Moscow, published in 1975, pages 70-71).

Toutefois, il est à noter y'une grande quantité de matériaux réfractaires est dépensée pour le revêtement des tubes des fours (cubilots). En outre, le revêtement doit être réparé périodiquement. De tels réchauffeurs d'air placés dans le tube du four diminuent la section du tube nécessaire au passage des gaz. Une résistance accrue est opposée au mouvement des gaz et la formation de zones tourbillonnaires près des surfaces d'échange de chaleur n'est pas assurée En outre, le réchauffeur d'air se couvre de poussière de cubilot calorifuge difficile à enlever, et l'accès au revêtement du tube du four en vue de réparations devient difficile à cause de la présence des tubes d'acier de l'échangeur de chaleur. However, it should be noted that a large quantity of refractory materials is spent on the coating of the furnace tubes (cupola furnaces). In addition, the coating must be repaired periodically. Such air heaters placed in the furnace tube reduce the section of the tube necessary for the passage of gases. Increased resistance is opposed to the movement of gases and the formation of vortex zones near the heat exchange surfaces is not ensured In addition, the air heater becomes covered with heat-resistant cupola dust difficult to remove, and the Access to the lining of the furnace tube for repair becomes difficult due to the presence of the steel tubes of the heat exchanger.

Le nettoyage des surfaces du réchauffeur d'air, le contribue de l'étanchéité et les réparations sont eux aussi compliqués. Cleaning the surfaces of the air heater, contributing to sealing and repairs are also complicated.

La surface d'échange du réchauffeur d'air tubulaire n'assure le chauffage de l'air que jusqu'à 300-3500C, ce qui n'est pas suffisant, car un effet sensible de l'air chaud employé, par exemple, dans un cubilot n'est obtenu qu'en cas de chauffage de l'air Jusqutå des températures supérieures à 5000C. C'est pourquoi on emploie ordinairement, outre le réchauffer d'air placé dans le tube du four, un réchauffeur d'air disposé à part, ce qui complique la construction et le service des groupes d'échange de chaleur. The exchange surface of the tubular air heater only heats the air up to 300-3500C, which is not sufficient, because a significant effect of the hot air used, for example, in a cupola is only obtained when the air is heated Up to temperatures above 5000C. This is why we usually use, in addition to the air heater placed in the oven tube, a separate air heater, which complicates the construction and service of the heat exchange groups.

Il est plus rationnel d'utiliser pour les fours des échangeurs à radiation à fente (récupérateurs), qui ont une forme cylindrique et qui se montent sur le four au lieu de son tube (cf. l'ouvrage de Tebenkov B.P., "Récupérateurs pour fours industriels", Editions "Metallurguiia",
Moscou, publié en 1975, pages 127-136).It is more rational to use for radiant heat exchangers with slits (recuperators), which have a cylindrical shape and which are mounted on the furnace instead of its tube (cf. the work by Tebenkov BP, "Recuperators for industrial ovens ", Editions" Metallurguiia ",
Moscow, published in 1975, pages 127-136).

Cependant, la hauteur du récupératqFr ainsi conçu est trop grande. En outre, dans ce cas, la transmission de la chaleur des gaz chauds à l'air à chauffer n'est pas parfaite. However, the height of the recuperatqFr thus designed is too large. In addition, in this case, the transmission of heat from the hot gases to the air to be heated is not perfect.

Cela s'explique comme suit.This is explained as follows.

Dans le cas d'un récupérateur cylindrique disposé verticalement, les gaz plus chauds se meuvent dans sa partie centrale et le mouvement des gaz près des parois du récupérateur se ralentit et leur rempérature est notablement inférieure. Le brassage dynamique des gaz chauds suivant les sections horizontales est insuffisant pour l'intensification de la transmission de chaleur. In the case of a cylindrical recuperator arranged vertically, the hotter gases move in its central part and the movement of the gases near the walls of the recuperator slows down and their temperature is notably lower. The dynamic mixing of hot gases along the horizontal sections is insufficient for the intensification of the heat transmission.

En outre, il convient de noter que la solidité du cylindre intérieur du récupérateur connu n'est pas suffisante, ce qui nécessite une augmentation de l'épaisseur des parois du cylindre intérieur et, par conséquent, une augmentation du poids du récupérateur et de la consommation d'acier (résistant à la chaleur) cher. In addition, it should be noted that the strength of the inner cylinder of the known recuperator is not sufficient, which requires an increase in the thickness of the walls of the inner cylinder and, consequently, an increase in the weight of the recuperator and of the expensive steel consumption (heat resistant).

A une pression maximale de l'air dans la fente du récupérateur, dépassant 15 à 20 kN/m2 (1500 à 2000 mm de colonne d'eau), les tales peuvent se gonfler vers l'intérieur du canal à fumée. C'est pourquoi il est recommandé, pour la stabilité thermique, d'utiliser des récupérateurs à radiation à fente à haute température conçu pour résister à des pressions d'air intérieures inférieures à 5 - 8 kN/m2 (500 à 800 mm de colonne d'eau), ce qui est évidemment insuffisant, car, par exemple, la pression de l'air amené au cubilot dépasse, dans la plupart des cas, 1 D mm de colonne d'eau. At a maximum air pressure in the recuperator slot, exceeding 15 to 20 kN / m2 (1500 to 2000 mm of water column), the sheets can swell towards the inside of the smoke channel. This is why it is recommended, for thermal stability, to use high temperature slit radiation recuperators designed to withstand internal air pressures below 5 - 8 kN / m2 (500 to 800 mm column of water), which is obviously insufficient, because, for example, the pressure of the air supplied to the cupola exceeds, in most cases, 1 D mm of water column.

On connais aussi un échangeur de chaleur, considéré comme le prototype de la présente invention et qui comporte un élément d'échange de chaleur à parois intérieure et extérieure ondulées, formées par des cônes tronqués placés coaxialement et en série de sorte que les cônes soient réunis rigidement entre eux par leurs grandes et petites bases (cf. brevet d'invention France nO 1169790, cl. F 28D publié en 1959). There is also known a heat exchanger, considered as the prototype of the present invention and which comprises a heat exchange element with inner and outer corrugated walls, formed by truncated cones placed coaxially and in series so that the cones are joined rigidly between them by their large and small bases (cf. France invention patent No. 1169790, cl. F 28D published in 1959).

Il faut noter que le rendement thermique de cet échangeur de chaleur est bas par suite de la réduction de la vitesse de mouvement du fluide dans le tube intérieur en cas de diminution de la température de ce dernier, car la section des cônes du tube est variable sur toute la longueur de ce dernier,
On s'est donc proposé de mettre au point un échangeur de chaleur dont l'élément d'échange serait réalisé de sorte qu'au cours du mouvement des gaz chauds, se produisent leur mise en turbulence et leur brassage, ce qui augmenterait le rendement thermique et intensifierait le processus d'échange de chaleur.It should be noted that the thermal efficiency of this heat exchanger is low due to the reduction in the speed of movement of the fluid in the inner tube in the event of a decrease in the temperature of the latter, since the cross section of the cones of the tube is variable. along the entire length of the latter,
It has therefore been proposed to develop a heat exchanger, the exchange element of which would be produced so that during the movement of the hot gases, their turbulence and mixing occur, which would increase the efficiency. thermal and would intensify the heat exchange process.

Ce problème est résolu à l'aide d'un échangeur de chaleur comportant un élément d'échange à parois intérieure et extérieure ondulées, formées par des cônes tronqués placés coaxialement, en série et de sorte que les cônes soient rigidement réunis entre eux par leur grande et leur petite base, caractérisé, suivant l'invention, en ce que les diamètres des cônes vont en diminuant dans le sens de la sortie des gaz. This problem is solved using a heat exchanger comprising an exchange element with internal and external corrugated walls, formed by truncated cones placed coaxially, in series and so that the cones are rigidly joined together by their large and small base, characterized, according to the invention, in that the diameters of the cones are decreasing in the direction of the outlet of the gases.

Une telle réalisation de l'échangeur de chaleurpnet d'intazsifïerb processus d'échange de chaleur, car elle assure une grande vitesse des gaz d'échappement suivant toute la hauteur de l'échangeur de chaleur, même en cas de diminution notable de leur température. Such an embodiment of the heat exchanger intazsifïerb heat exchange process, because it ensures a high speed of the exhaust gases along the entire height of the heat exchanger, even in the event of a significant decrease in their temperature. .

Si les diamètres des bases des cônes de l'échangeur de chaleur diminuent de sorte que la section de passage de l'élément d'échange ait la forme d'un cône tronqué, il est particulièrement utile de l'utiliser pour les cubilots à diamètre de puits de 500 à 1500 mm. If the diameters of the bases of the cones of the heat exchanger decrease so that the passage section of the exchange element has the shape of a truncated cone, it is particularly useful to use it for cupola with diameter wells from 500 to 1500 mm.

Si les diamètres des bases des cônes de l'échangeur de chaleur diminuent de sorte que la section de passage de l'élément d'échange ait la forme d'un gradin, il est avantageux de l'utiliser notamment pour les cubilots à diamètre de puits de 1500 à 2000 mm. If the diameters of the bases of the cones of the heat exchanger decrease so that the passage section of the exchange element has the shape of a step, it is advantageous to use it in particular for cupolas with diameter of wells from 1500 to 2000 mm.

Si les diamètres des bases des cônes de l'échangeur de chaleur diminuent de sorte que la section de passage ait une forme curviligne, il est rationnel de l'utiliser dans les cubilots à diamètre de puits de 2000 à 3000 mm. If the diameters of the bases of the cones of the heat exchanger decrease so that the passage section has a curvilinear shape, it is rational to use it in cupolas with well diameters from 2000 to 3000 mm.

En outre, des cônes tronqués supplémentaire sont assemblés rigidement, par l'une de leurs bases, aux derniers (dans le sens de la sortie des gaz d'échappement) cônes tronqués, tandis que sur l'autre base de ces cônes supplémentaires est disposé un disque creux muni d'un élément divloeurcudisséqueur axial dont le sommet est orienté vers le bras, et de tubulures disposées suivant la périphérie et raccordées à l'espacement entre les parois ondulées, une tubulure axiale étant placée à l'intérieur dudit diviseur de courant. In addition, additional truncated cones are rigidly assembled, by one of their bases, to the last (in the direction of the exhaust gas outlet) truncated cones, while on the other base of these additional cones is arranged a hollow disc provided with a divloeurcudisséqueur axial element whose apex is oriented towards the arm, and tubes arranged along the periphery and connected to the spacing between the corrugated walls, an axial tube being placed inside said current divider .

Un tel mode de réalisation assure un mouvement plus intense des gaz de sortie près des parois de l'échangeur de chaleur, ce qui contribue à une augmentation de son rendement thermique. Such an embodiment ensures a more intense movement of the outlet gases near the walls of the heat exchanger, which contributes to an increase in its thermal efficiency.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 montre schématiquement une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, de l'échangeur de chaleur suivant l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un élément d'échange dont la section de passage (B) est en forme de cône tronqué (C)
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un élément d'échange datb section de passage (D) est en forme de gradin (E)
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un élément d'échange dont la section de passage (F) est de forme curviligne (Q).The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear more clearly in the light of the explanatory description which will follow of various embodiments given solely by way of nonlimiting example, with references to the drawings. nonlimiting annexed in which
- Figure 1 shows schematically an overall view, in longitudinal section, of the heat exchanger according to the invention;
- Figure 2 is a longitudinal sectional view of an exchange element whose passage section (B) is in the form of a truncated cone (C)
- Figure 3 is a longitudinal sectional view of a datb exchange element passage section (D) is in the form of a step (E)
- Figure 4 is a longitudinal sectional view of an exchange element whose passage section (F) is of curvilinear shape (Q).

L'échangeur de chaleur comporte un élément d'échange de chaleur à parois intérieure 1 est extérieure 2 ondulées, formées par des cônes ou éléments coniques 3 à 12 et 13 à 22 disposés coaxialement, en sérIe et de sorte que les cônes 3 à 12 et 13 à 22 soient réunis rigidement entre eux par leur grande base 23 à 27 et par leur petite base 28 à 31, les diamètres desdites bases allant en diminuant dans le sens de la sortie des gaz (dans le cas considéré, de bas en haut, dans le sens montré conventionnellement par la flèche A). The heat exchanger comprises a heat exchange element with an interior wall 1 and an exterior 2 corrugated, formed by cones or conical elements 3 to 12 and 13 to 22 arranged coaxially, in series and so that the cones 3 to 12 and 13 to 22 are rigidly joined together by their large base 23 to 27 and by their small base 28 to 31, the diameters of said bases decreasing in the direction of gas outlet (in the case considered, from bottom to top , in the direction conventionally shown by arrow A).

Par exemple pwrs alilots à puits de 500 à 1500 xi de diamètre, il est avantageux d'utiliser un échangeur de chaleur dans lequel les diamètres des bases de cônes" 3 à 12 et 13 à 22 vont en diminuant dans ledit sens de sorte que la section de passage B de l'élément d'échange de chaleur ait la forme d'un cône tronqué C, comme montré sur la figure 2. For example, for alilots with wells of 500 to 1500 xi in diameter, it is advantageous to use a heat exchanger in which the diameters of the bases of cones "3 to 12 and 13 to 22 decrease in said direction so that the passage section B of the heat exchange element has the shape of a truncated cone C, as shown in FIG. 2.

Pour les cubilots à puits de 1500 à 2000 mi de diamètre, il est rationnel d'employer un échangeur de chaleur dans lequel les diamètres des bases des cônes 3 à 12 et 13 à 22 diminuent dans ledit sens de sorte que la section de passage (D) de l'élément d'échange de chaleur ait la forme d'un gradin E, comme représenté sur la figure 3. For cupolas with wells of 1500 to 2000 mi in diameter, it is rational to use a heat exchanger in which the diameters of the bases of the cones 3 to 12 and 13 to 22 decrease in said direction so that the passage section ( D) of the heat exchange element has the shape of a step E, as shown in FIG. 3.

Pour les cubilots à puits de 2000 à 3000 mm de diamètre, il est avantageux d'utiliser un échangeur de chaleur dans lequel les diamètres des bases des cônes 3 à 12 et 13 à 22 diminuent dans ledit sens, de sorte que la section de passage F de l'élément d'échange de chaleur ait une forme curviligne Q, comme montré sur la figure 4. For cupolas with wells from 2000 to 3000 mm in diameter, it is advantageous to use a heat exchanger in which the diameters of the bases of the cones 3 to 12 and 13 to 22 decrease in said direction, so that the passage section F of the heat exchange element has a curvilinear shape Q, as shown in FIG. 4.

L'échangeur de chaleur peut aussi être muni de cônes tronqués supplémentaires 32, 33 (figure 1) assemblés rigidement par l'une (34) de leurs bases au dernier cône tronqué 12, 22 (dans le sens de la sortie des gaz). Sur l'autre base 35 des cônes tronqués supplémentaires 32, 33, est placé un disque creux 36 avec un élément diviseur ou disséqueur axial de courant 37, orienté prssns mmet vers le bas. The heat exchanger can also be provided with additional truncated cones 32, 33 (FIG. 1) rigidly assembled by one (34) of their bases with the last truncated cone 12, 22 (in the direction of the gas outlet). On the other base 35 of the additional truncated cones 32, 33, is placed a hollow disc 36 with an axial divider or dissector element 37, oriented prssns mmet downwards.

Le disque creux 36 est doté de raccords 38 d'amenée d'air.The hollow disc 36 is provided with air supply fittings 38.

Lesdits raccords sont disposés suivant la périphérie du disque et sont reliés à l'intervalle entre les parois ondulées 1 et 2.Said fittings are arranged along the periphery of the disc and are connected to the gap between the corrugated walls 1 and 2.

A l'intérieur du diviseur axial 37, est place une tubulure axiale 39. Dans l'échangeur de chaleur sont aussi disposées des bagues 40 pour le tourbillonnement de l'air à chauffer. Ces bagues sont fixées rigidement à la paroi extérieure 2 de l'échangeur de chaleur, sur sa face intérieure, de manière à laisser des intervalles entre la paroi intérieure 1 de l'échangeur de chaleur et les bagues 40. L'échangeur de chaleur est monté par sa base inférieure 41 par exemple sur le tube 42 d'un cubilot (four) muni d'un revêtement réfractaire 43, d'un trou de chargement 44, de buses 45 de brûleurs à gaz. Inside the axial divider 37, an axial pipe 39 is placed. In the heat exchanger are also arranged rings 40 for the swirling of the air to be heated. These rings are rigidly fixed to the outer wall 2 of the heat exchanger, on its inner face, so as to leave gaps between the inner wall 1 of the heat exchanger and the rings 40. The heat exchanger is mounted by its lower base 41 for example on the tube 42 of a cupola (oven) provided with a refractory lining 43, a loading hole 44, nozzles 45 of gas burners.

L'échangeur de chaleur est pourvu extérieurement d'une couche calorifuge 46. L'échangeur de chaleur est muni de tubulures 47 pour l'évacuation de l'air chaud. The heat exchanger is provided externally with a heat-insulating layer 46. The heat exchanger is provided with pipes 47 for the evacuation of the hot air.

L'échangeur de chaleur fonctionne de la manière suivante. The heat exchanger operates as follows.

Durant le fonctionnement du four (cubilot) muni de l'échangeur proposé, l'air froid amené à ce dernier par la tubulure axiale 39 arrive d'abord dans le diviseur axial 37 du disque creux 36 et atteint ensuite, à travers les raccords 38, l'intervalle formé entre les parois ondulées 1 et 2. During the operation of the furnace (cupola) provided with the proposed exchanger, the cold air brought to the latter by the axial tube 39 first arrives in the axial divider 37 of the hollow disc 36 and then reaches, through the fittings 38 , the interval formed between the corrugated walls 1 and 2.

L'air chaud est évacué à travers les tubulures 47. The hot air is evacuated through the pipes 47.

Le courant de gaz chauds est envoyé dans le tube 42 du four.The stream of hot gases is sent to the tube 42 of the oven.

Ces gaz se mélangent avec l'air entrant par le trou de chargement 44 et sont brûlés complètement.These gases mix with the air entering through the loading hole 44 and are burned completely.

Pour le maintien de la température voulue des gaz d'échappement, il est prévu des brûleurs à gaz. Le mélange gaz-air est amené dans ces brûleurs par les buses 45. To maintain the desired temperature of the exhaust gases, gas burners are provided. The gas-air mixture is brought into these burners by the nozzles 45.

Ensuite les gaz chauds du tube 42 arrivent dans l'échangeur de chaleur. Then the hot gases from the tube 42 arrive in the heat exchanger.

Etant donné que les diamètres des cônes tronqués 3 à 12 diminuent dans le sens du mouvement des gaz de sortie, la vitesse du courant de ces gaz ne décroît pas,meme en cas de diminution de leur température, due à 12 transmission de la chaleur. Since the diameters of the truncated cones 3 to 12 decrease in the direction of movement of the outlet gases, the speed of the current of these gases does not decrease, even in the case of a decrease in their temperature, due to the transmission of heat.

Les parois ondules 1, 2 de l'échangeur de chaleur assurent une turbulence intense et un brassage des gaz de sortie au cours de leur mouvement, ce qui intensifie le processus de transmission de la chaleur. The corrugated walls 1, 2 of the heat exchanger provide intense turbulence and mixing of the outlet gases during their movement, which intensifies the heat transmission process.

Le cône supplémentaire 32 fermé par le disque creux 36 assure un mouvement plus intense des gaz de sortie près des parois de l'échangeur de chaleur, et contribue de ce fait à augmenter le rendement thermique. The additional cone 32 closed by the hollow disc 36 ensures a more intense movement of the outlet gases near the walls of the heat exchanger, and thereby contributes to increasing the thermal efficiency.

Gracie à la présence des parois ondulées 1 et 2 et des bagues 40, il se produit un tourbillonnement intense de l'air à chauffer et, de ce fait, le processus d'échange de chaleur devient plus intense. Thanks to the presence of the corrugated walls 1 and 2 and the rings 40, there is an intense swirling of the air to be heated and, as a result, the heat exchange process becomes more intense.

L'échangeur revendiqué permet d'utiliser la chaleur des gaz de sortie. Il est recommandé plus particulièrement pour les cubilots à air chaud. The claimed exchanger allows the heat of the outlet gases to be used. It is particularly recommended for hot air cupolas.

En cas de chauffage de 1 t air jusqu'à 500-600 C, il est rationnel de brûler dans le cubilot du gaz naturel avec manque d'air, c'est-à-dire avec un coefficieztde débit de l'air de 0,8 à 0,9. Dans ce cas, la perte des éléments dans le métal fondu et surchauffé diminue, la quantité de scorie décrott, le revêtement réfractaire se détériore moins, la température du métal et la productivité du cubilot augmentent, mais la teneur des gaz de sortie en oxyde de carbone, en hydrogène et en carbone de suie s'accrott. En cas de postcombustion des gaz de sortie, leur température augmente jusqu'à 900 - 11000C, ce qui permet de chauffer l'air dans l'échangeur décrit 3usqu'à 500 - 6000C, sans emploi d'un réchauffeur d'air chauffé aux gaz et dsposé séparément. When heating 1 t air to 500-600 C, it is rational to burn natural gas in the cupola with insufficient air, that is to say with an air flow coefficient of 0 , 8 to 0.9. In this case, the loss of elements in the molten and overheated metal decreases, the quantity of slag lifts, the refractory lining deteriorates less, the temperature of the metal and the productivity of the cupola increase, but the oxide content of the exit gases carbon, hydrogen and carbon soot clings. In the event of afterburning of the outlet gases, their temperature increases up to 900 - 11000C, which allows the air in the described exchanger to be heated up to 500 - 6000C, without the use of an air heater heated to gas and stored separately.

L'échangeur de chaleur possède des propriétés de compensation. C'est pourquoi, au cours du chauffage et du refroidissement, il ne se forme pas de fissures dans les parois et les parois métalliques ne se gonflent pas. The heat exchanger has compensation properties. This is why, during heating and cooling, cracks do not form in the walls and the metal walls do not swell.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described, as well as their combinations, if these are executed according to the spirit and implemented in the context of protection as claimed.

Claims

10 Heat exchanger comprising a heat exchange element with internal (i) and external (2) corrugated walls, formed by truncated conical elements (3 to 12) and (13 to 22) arranged coaxially in series and so that said conical elements are rigidly joined together by their large and small base, respectively (23 to 27) and (28 to 31), characterized in that the diameters of the bases of said conical elements decrease in the direction of (A) outlet gases.

20 Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the diameters of the bases of said conical elements are decreasing in the direction (of gas outlet so that the passage section t of the heat exchange element either in the form of a truncated cone (C).

30 Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the diameters of the bases of said conical elements decrease in the direction (A) of gas outlet so that the passage section (D) of the element heat exchange has a stepped form in steps (E).

40 Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the diameters of the bases of said conical elements decrease in the direction (A) of gas outlet so that the passage section (F) of the element heat exchange has a curvilinear form (Q).

50 Heat exchanger according to one of claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that at the last (in the direction of gas outlet) truncated conical elements (12, 22) are rigidly connected, by the one (34) of their bases, additional truncated conical elements (32, 33) on the other base (35) of which is mounted a hollow disc (36) with an axial dividing element (37) oriented by its apex downwards and with pipes (38) arranged along its periphery and communicating with the interval between the corrugated walls (1 and 2) and and in that, inside said current divider, is mounted an axial pipe (39 ).