LU87674A1 - Hotte a parois refroidies - Google Patents

Description

HOTTE A PAROIS REFROIDIES

La présente invention concerne ans hotte à paroisrefroidie pour capter des fumées chaudes, comprenant aumoins une partie tronconique dont la paroi est forméede tuyaux juxtaposes raccordés, chacun, à unecirculation forcée d'un liquide de refroidissement.

Quoique n'y étant pas limitée, l'invention vise plusparticulièrement des hottes utilisées au dessus d'unbain métallique en fusion pour capter les fumées trèschaudes qui se dégagent du bain. Vu la température deces fumées, il est absolument indispensable derefroidir la paroi d'une telle hotte. Un moyen efficacede refroidissement d'une conduite cylindrique consisteà réaliser la paroi de cette conduite en tuyauxlongitudinaux soudés les uns aux autres et en faisanttraverser chacun des tuyaux par un liquide derefroidissement, par exemple de l'eau. Or, si lasection d'une telle conduite est variable, par exemplecomme c'est le cas d'une hotte tronconique, il n'estpas possible de réaliser sa paroi au moyen de tuyauxjuxtaposés soudés' les uns aux autres. Il faudrait déjàque la section de chacun des tuyaux diminueprogressivement pour que, une fois assemblés, ilsdéfinissent une configuration tronconique, mais de telstuyaux a section convergente n’existent pas. C'est laraison pour laquelle les hottes tronconiques à paroisrefroidies sont généralement chaudronnées, c'est-à-direqu'elles possèdent une double paroi avec des cloisons longitudinales intérieures définissant ainsi desserpentins à l'intérieur de la double paroi.

Une autre possibilité de résoudre ce problème est dedisposer les tuyaux individuels hélicoïdaleraent et deles souder également les uns aux autres pour définirune paroi tronconique. Toutefois, cette disposition nepermet pas une circulation et un refroidissementoptimal, car il est connu que celui-ci n'est obtenuqu'à l'aide de tuyaux rectilignes disposés dans le senslongitudinal.

Le but de la présente invention est de prévoir unehotte tronconique à paroi refroidie constituée detuyaux individuels disposés dans le sens longitudinal.

Pour atteindre cet objectif, l'invention propose unehotte du genre décrit dans le préambule qui estessentiellement caractérisée en ce que dans la sectionla plus large de la partie tronconique, les tuyauxadjacents sont disposés à l'écart les uns des autres etse rapprochent progressivement en direction de lasection la plus étroite, dans laquelle ils chevauchentpartiellement de sorte que chaque tuyau se trouve plusprès ou plus loin de l'axe de la hotte que ses tuyauxvoisins et vice-versa et en ce que chaque tuyau estdirectement soudé à son tuyau voisin parl'intermédiaire d'une baguette de connexion.

Chacun des tuyaux est, de préférence, connecte àdeux collecteurs circulaires respectivement pour1'admission et la sortie du liquide de refroidissement.

Selon un mode de réalisation avantageux, on prévoitdans chacun des tuyaux des déflecteurs circulaires etobliques afin d'imprimer au liquide de refroidissementun mouvement hélicoïdal, ce qui assure unrefroidissement plus efficace.

D'autres particularités et caractéristiques del'invention ressortiront de la description détailléed'un mode de réalisation avantageux présenté, ci-dessous, à titre d'illustration, en référence auxdessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre schématiquement une hotte selonla présente invention en coupe axiale ; - la figure 2 montre des détails de la paroi de lahotte suivant le plan de coupe A-A sur la figure 1 ; - la figure 3 montre des détails de la paroi de lahotte de la figure 1 suivant le plan de coupe B-B ; - la figure 4 montre des détails de la hotte de lafigure 1 suivant le plan de coupe C-C ; - la figure 5 montre la hotte de la figure 1 suivantle plan de coupe S-S et - la figure 6 montre une section longitudinale d'untuyau.

La hotte représentée sur la figure 1 comporte unepartie inférieure 10 de forme tronconique disposéeverticalement au dessus d'un bain métallique en fusionnon représente, pour capter les fumées dégagées de cebain. Cette partie tronconique 10 est prolongée par unepartie cylindrique 12 qui, dans l'exemple représenté,fait un coude d'environ 36° avec l’axe vertical de la partie tronconique 10. Pour pouvoir supporter lessollicitations thermiques occasionnées par les fuméeschaudes, la paroi 14 de la hotte doit être refroidie età cet effet, cette paroi 14 est constituée de tuyauxindividuels juxtaposés 16 raccordes chacun à uncollecteur circulaire inférieur 18 pour l'admissiond'un liquide de refroidissement et à un collecteursupérieur 20 pour 1'évacuation du liquide derefroidissement.

Afin · de pouvoir réaliser la configurationtronconique de la partie 10 de la paroi 14 à l'aide detuyaux individuels 16 juxtaposés, l'invention proposeune disposition particulière de ces tuyaux 16,illustrée par les figures 2 à 3. Comme représenté surla figure 2, qui montre la section inférieure de laparoi 14 au niveau du collecteur d’admission 18, lestuyaux individuels 16 sont espacés les uns des autreset soudés indirectement les uns aux autres à l'aide debaguettes 22 qui, en même temps, ferment hermétiquementl'espace entre les tuyaux adjacents 16. Conformément àla présente invention, les tuyaux individuels 16 n'ontpas tous la même inclinaison, mais forment deux groupesde tuyaux 16a et 16b, dont les tuyaux individuelsrespectifs sont parallèles entre eux. Par conséquent,au fur et à mesure qu'on s'approche à partir de lasection la plus large de la partie tronconique 10 versla section la plus étroite, l'espace illustré sur lafigure 2 entre les tuyaux adjacents 16 diminueprogressivement pour disparaître au contact des tuyaux individuels tandis que l'un des groupes do tuyauxindividuels 1Gb se rapproche d'avantage de l'axe 0 dela hotte que le groupe de tuyaux 1ba pour finalementatteindre, dans la section la plus étroite de la partietronconique 10 de la hotte, la disposition illustréesur la figure 3. Les baguettes 22 suivent laconfiguration des deux groupes de tuyaux 16a et 16b etsont soudés sur toute la hauteur de la partietronconigue 10 uniformément à deux tuyaux voisins 16aet 16b appartenant respectivement à chacun des deuxgroupes. Il est à noter que les baguettes 22 et leurssoudures se trouvent, de préférence, du côté extérieurde la paroi 14 afin de mieux profiter de l'effet derefroidissement.

Le chevauchement mutuel des tuyaux 16a et 16batteint au niveau du coude de .la hotte et représentésur la figure 3 est maintenu dans la sectioncylindrique 12, qui est également constituée de tuyauxindividuels 24a et 24b comme représenté sur la figure4, ces tuyaux 24a et 24b étant respectivement soudés,au niveau du coude de la hotte, aux tuyaux 16a et 16bde la partie tronconique 10. Toutefois, dans cettepartie cylindrique 12, les tuyaux individuels 24a et24b évoluent parallèlement les uns aux autres, de sorteque le chevauchement illustré sur les figures 3 et 4est conservé sur toute la longueur de la partiecylindrique 12.

Comme représenté sur les figures 2 et 4 les tuyauxindividuels 16 de la partie tronconique 10 sont raccordes, chacun, par des tubulures 26 au collecteurd'admission 18, alors que chacun des tuyaux 24 de lapartie cylindrique 12 communique par une tubulureindividuelle 28 avec le collecteur d'évacuation 20. Laconfiguration générale de la hotte selon la présenteinvention ressort plus clairement de la figure 5 quimontre une vue d’ensemble des deux groupes alternatifsde tuyaux 16a et 16b de la partie tronconique 10 ainsique des deux groupes alternatifs des tuyaux 24a et 24b,décalés axialement, mais parallèles entre eux, de lapartie cylindrique 12 de la hotte.

Comme représenté par la figure 1, le collecteurd'admission 18 avec les tubulures de connexion 26 destuyaux individuels 16 se trouve à une certaine distancedu bord inférieur de la hotte. Il s'agit là d'uneconfiguration préférentielle afin de réaliser unrefroidissement du genre proposé par le brevet françaisNo. 7715939.

A cet effet, il est prévu comme représenté par lafigure 6 à l'intérieur de chacun des tuyaux 16 unepetite conduite coaxiale 30 qui est reliée directementà chacune des tubulures 26 et qui évolue à traversl'axe des tuyaux 16 jusqu'au fond de ceux-ci. A cetendroit se trouve, dans chacun des tuyaux 16, unréflecteur 32 en forme de spirale qui imprime aucourant de liquide de refroidissement sortant de cesconduites coaxiales un mouvement giratoire de sorte quele liquide de refroidissement est renvoyé parl'extérieur de ces conduites suivant un mouvement ascendant hélicoïdal. Il est préférable de conserver cemouvement hélicoïdal du liquide de refroidissementjusqu'à la sortie des tuyaux 24 par les tubulures 20dans le collecteur d'évacuation 20. Si les conduites 16et 24 sont trop longues et qu'il y a un risque que lemouvement hélicoïdal du liquide de refroidissementascendant s'atténue, il est possible de prévoir à desendroits bien définis, à l'intérieur des tuyaux 16et/ou 24, des relanceurs 34 sous forme de guideshélicoïdaux ou à pas-de-vis dans le but d'intensifierle mouvement giratoire ascendant du liquide derefroidissement.

Non seulement la disposition des tuyaux conformémentà la présente invention permet la conception d'unehotte à parois tronconiques mais assure, en outre, unrefroidissement efficace de la paroi en fonction desbesoins de refroidissement qui sont différents suivantla hauteur. En effet, il est évident que dans la régioninférieure qui est la plus exposée, le refroidissementdoit être plus intense que dans la région supérieure oudans la partie cylindrique 12. Ceci pourrait paraîtrecontradictoire avéc la disposition dans la mesure où lasurface refroidie est plus faible dans la régioninférieure où les tuyaux 16 ne sont pas en contact l'unavec l'autre. Toutefois, il n'en est rien car cettedisposition est compensée par d'autres mesures etphénomènes. En effet, la partie inférieure qui doitsubir un refroidissement intense est raccordée aucollecteur d'admission 18, c'est-à-dire que cette partie est alimentée en liquide de refroidissementfroid ou relativement froid. En outre, étant donné quele liquide de refroidissement descend d'abord danschacun des tuyaux à travers des conduites coaxiales 30à section réduite et remonte ensuite par l'espaceannulaire entre ces conduites et la paroi des tuyaux16, la section de passage du liquide de refroidissementest plus faible à cet endroit que dans les régionssupérieures, c'est-à-dire que la vitesse de circulationest plus grande, et, en conséquence, l'effet derefroidissement plus intense. Au fur et à mesure que leliquide de refroidissement remonte à travers les tuyaux16, sa température augmente par échange calorifique etl'effet de refroidissement risquerait d'être diminué enconséquence. Toutefois, ce réchauffement du liquide derefroidissement est compensé par le fait que par suitede la disposition particulière des tuyaux selon lesfigures 2 à 4, c'est-à-dire le rapprochement et lechevauchement des tuyaux 16, la surface derefroidissement augmente.

Claims (4)

1. La hotte à parois refroidies pour capter des fumées chaudesr comprenant au moins une partie i tronconique (10) dont la paroi (14) est formée detuyaux juxtaposés (16) raccordés, chacun, à unecirculation forcée d'un liquide de refroidissement,caractérisé en ce que dans la section la plus large dela partie tronconique, les tuyaux adjacents (16) sontdisposés à l'écart les uns des autres et se rapprochentprogressivement en direction de la section la plusétroite, dans laquelle ils chevauchent partiellement desorte que chaque tuyau (16) se trouve plus près ou plusloin de l'axe (O) de la hotte que ses tuyaux voisins etvice-versa et en ce que chaque tuyau (16) estindirectement soudé à son tuyau voisin parl'intermédiaire d'une baguette de connexion (22).

2. Hotte selon la revendication 1, caractérisée ence que chaque tuyau est connecté" à deux collecteurscirculaires (13, 20) respectivement pour l'admission etl'évacuation du liquide de refroidissement.

3. Hotte selon la revendication 1, caractérisée ence que la partie tronconique (10) est prolongée par unepartie cylindrique (12) formant un coude avec la partietronconique (10) et constituée également de tuyauxjuxtaposés (24) disposés parallèlement entre eux,conformément à la disposition des tuyaux (16) dans lasection la plus étroite de la partie tronconique (10)et auxquels ils sont soudés.

4. dette selon 1 'uns quelconque des revendications 1à 3, caractérisée en es que les tu/au:·; comportent desréflecteurs (32) et des relanceurs (34) pour impriiaerun mouvement hélicoïdal au liquide cle refroidisseraent.