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" Procédé pour le chauffage des gaz et vapeurs".
L'invention a pour but un procédé destiné à per- mettre le chauffage des gaz et en particulier le surchauf- fage de la vapeur dans les meilleures conditions de sé- curité et d'économie,
Dans les surchauffeurs ordinaires,la chaleur de la source chaude est transmise au fluide à échauffer à travers une paroi, Dans les récupérateurs une masse inerte est chauffée pendant un certain temps puis refroidie par le passage du fluide à échauffer qui prend les ca- lories emmagasinées par la masse et cette masse est en- suite réchauffée et ainsi de suite.-
Suivant le procédé objet de l'invention, l'on opère également par inversions successives mais ici la masse inerte est remplacée par une masse combustible
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calculée d'une façon analogue à ceite des empliages des récupérateurs;
la période de chauffage correspond à l'insufflation dans la masse d'air comburant à des ni- veaux différents en quantitë dosée de façon à obtenir en chaque point de la masse la température voulue, la combustion se faisant avec ou sans production d'oxyde de carbone, suivant que l'on veut ou non utiliser les gaz de combustion et que l'on désire une température plus ou moins élevée. lorsque cette température est obtenue, on ferme les arrivées d'air et on fait passer le fluide à échauffer à travers la masse.
Le cycle recommence en- suite par une nouvelle insufflation d'air.-
On comprend que le système présente ainsi l'a- vantage d'assurer le chauffage direct du fluide sans in- termédiaire quelconque, le fluide à chauffer se trouvant au contact immédiat du combustible même produisant les calories qui doivent lui être cédées, de telle sorte que le rendement calorifique obtenu sera maximum en raison ce l'échange direct de calories sans perte par transmis- sion au moyen d'une masse intermédiaire comme dans tous les systèmes antérieurs.-
Le présent système est particulièrement appli- cable de façon avantageuse à la surchauffe du courant ga- zeux de distillation dans les appareils pour la distil- lation des matières solides ou liquides dans un circuit gazeux ouvert ou fermé.
Dans cette application, le com- bustible en ignition sur lequel passe le.courant gazeux en vue de son surchauffage direct est placé dans une capacité mobile que l'on peut enlever du. circuit pour la remplacer par une autre identique, lorsque sa température baisse au-dessous d'une certaine limite. On assure ainsi
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avec une régularité suffisante et dans des conditions particulièrement économiques, la surchauffe voulue du courant gazeux de la distillation. La charge de combus- tible refroidi sortie du circuit est ensuite ramenée à la température uonvenable, soit par combustion libre à l'air, soit par soufflage sous sa grille, de sorte qu'ainsi la même charge peut être utilisée successivement un grand nombre de fois.
Le temps de la manoeuvre du récipient mobile contenant le combustible étant minime, la tempé- rature du circuit ne subit pas de variations sensibles et le rendement est ainsi accru, En outre, le prix de revient de l'appareillage est ainsi réduit dans de très fortes proportions...
Les dessins annexés montrent, à titre d'exemples, divers modes de réalisation de l'invention dans des ap- plications diverses.
La fig. 1 montre en coupe verticale un disposi- tif applicable en général à la surchauffe de tous fluides.
La fig. 2 montre schématiquement en coupe ver- ticale la disposition d'ensemble d'un appareillage pour la distillation en circuit gazeux fermé avec injection d'eau, perfectionné suivant l'invention.
Les fig.3 et 4 montrent semblablement deux pha- ses de fonctionnement d'un appareillage ne comportant pas d'injection d'eau.
Ainsi qu'on le voit sur la fig. 1, dans le cas général, la masse du combustible c destiné à effectuer la surchauffe, est disposée dans un corps vertical a, cylindrique ou conique, à parois calorifugées, pour- vu d'une grille b.- à sa partie inférieure, et d'un
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couverele c à sa partie supérieure; ce corps surmonte une chambre inférieure d, de plus grand diamètre, munie d'une porte e pour l'extraction des cendres qui passent au travers de la grille b. A l'intérieur du corps a sont disposés des écrans coniques f, analogues à des trémies tangents à la paroi à leur partie supérieure de plus grand diamètre et déterminant des espaces libres destinés à l'entrée des fluides par des conduits appropriés pour l'air et h pour le fluide à chauffer.
Une tubulure ! disposée à la partie supérieure et munie d'un registre il permet la sortie des fumées. -
Dans la paroi de la chambre inférieure d sont prévus deux conduits internes distincts et communi- quant avec l'intérieur de cette chambre par deux séries d'ouvertures respectives 1 et m, Sur le conduit .1 est branchée une tubulure n pour la sortie du fluide chaud, tandis que le conduit k reçoit une conduite o d'entrée d'air. Des robinets sont prévus sur la conduite géné- rale et sur les conduites partielles d'air de combustion.
La marche du dispositif s'établit de la façon suivante: On fait arriver de l'air dans le combustible allumé par les conduits ± et , les conduits h et n étant fermés. Quand la température voulue est atteinte par le combustible, on ferme les robinets p et le registre il et on fait arriver la vapeur ou le gaz par le conduit h.
Le fluide à échauffer envoyé sous pression, traverse la masse du combustible en s'emparant des calories disponi- bles et sa température augmente, tandis que celle de la masse diminue; la fluide, à la température désirée, sort par le conduit d'évacuation n. On remarquera que le
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fluide se détend dans la chambre inférieure de grand diamètre ce qui évite l'entraînement des cendres.
Pa- reillement, l'air que l'on fera arriver par les ouver- tures m ne pourra provoquer de tourbillonnement ni d'en- traînement des cendres, susceptibles d'obstruer les conduit s,
Si le fluide en s'échauffant amène la masse du combustible à une température trop basse pour le ralla- mage on pourra assurer quand même celui-ci en maintenant hors du circuit du fluide une petite quantité de com- bustible qui restera en ignition et qui rallumera la masse entière lorsque l'on ressoufflera le comburant.
Dans le cas d'application de l'invention à un appareillage pour la distillation en circuit gazeux fer- mé, avec injection d'eau, le corps principal A, de l'ap- pareil, reçoit à sa partie inférieure, la benne B conte- nant la matière à traiter et, au-dessus d'elle, une autre benne C contenant le combustible de chauffage à la tem- pérature requise- cette température ayant été obtenue à l'air libre hors de l'appareil. Le couvercle D étant fermé et le ventilateur E mis en route, le circuit ga- zeux se ferme et les gaz et vapeurs traversent les pro- duits contenus en B et passent en F dans un refroidisseur injection d'eau, - par exemple sur des empilages Raschig- dans lequel l'eau admise produit da la vapeur et amène, suivant les cas,
la condensation des goudrons ou huiles qui sont recueillis en G.
L'ensemble gazeux est repris parie ventilateur qui le renvoie au-dessus de la benne C ou. se fait le ré- chauffage par contact direct et ainsi de suite.
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L'excès de vapeur et les gaz incondensés peuvent s'échapper par une conduite H branchée sur le refoulement et sont conduits vers un condenseur ordinaire.
On peut changer plusieurs fois la benne C pour une seule charge de la banne B si la température requise n'a pas été atteinte. On prépare les bennes de rechange en Cl à proximité à l'air libre et on les introduit le plus ra - pidement possible dans l'appareil quand elles ont atteint la température voulue,
Lorsque la cuisson est terminée et si l'on veut refroidir les produits cuits avant leur défournement il suffit après avoir enlevé la source de chauffage C de re- fermer le couvercle et de remettre le ventilateur en mar- che Les produits sont alors baignés de gaz constamment refroidis par l'injection d'eau en F et se refroidissent eux-mêmes.
La fige 3 montre un appareillage réalisé aux mêmes fins que le précédent mais dans lequel le circuit fermé ne comporte pas d'injection d'eau. Cette disposition peut être employée particulièrement dans le cas où l'on ne craint pas de faire repasser les produits de la distilla- tion sur le combustible chaud et où l'on utilise un ven- tilateur spécial pour hautes températures dont l'arbre et les roulements sont refroidis par un courant d'eau par exemple*-
Tout se passe comme dans le cas précédent mais comme il n'y a pas de refroidisseur on peut accélérer l'allure du ventilateur et mettre très rapidement et éco- nomiquement les contenus de C et de B en équilibre de température avec un excellent rendement thermique.
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Pour le refroidissement des produits cuits, l'on peut ici remplacer simplement la benne C par une benne
B1 de produit à traiter (fig*4) qui devient ainsi la source froide et qui récupère les calories emmagasinnées en B jusque ce que l'équilibre soit établi. La benne B1 ainsi réchauffée viendra ensuite en B où elle finira de cuire par chauffage au moyen d'une nouvelle benne de combustible chaud, et ainsi de suite, Une dérivation R1 branchée sur la conduite de refoulement amène au con- dense les produits gazeux de la cuisson s'il y a lieu.
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"Process for heating gases and vapors".
The object of the invention is a process intended to allow the heating of gases and in particular the superheating of the steam under the best conditions of safety and economy,
In ordinary superheaters, the heat from the hot source is transmitted to the fluid to be heated through a wall, In recuperators an inert mass is heated for a certain time then cooled by the passage of the fluid to be heated which takes the stored calories. by the mass and this mass is then reheated and so on.
According to the process which is the subject of the invention, the operation is also carried out by successive inversions, but here the inert mass is replaced by a combustible mass.
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calculated in a way similar to that of the locations of the recuperators;
the heating period corresponds to the insufflation into the mass of combustion air at different levels in metered quantity so as to obtain the desired temperature at each point of the mass, combustion taking place with or without production of oxide of carbon, depending on whether or not you want to use the combustion gases and whether you want a higher or lower temperature. when this temperature is obtained, the air inlets are closed and the fluid to be heated is passed through the mass.
The cycle then starts again with a new blast of air.
It will be understood that the system thus has the advantage of ensuring the direct heating of the fluid without any intermediary, the fluid to be heated being in immediate contact with the fuel itself producing the calories which must be transferred to it, in such a way. that the heat output obtained will be maximum due to the direct exchange of calories without loss by transmission by means of an intermediate mass as in all previous systems.
The present system is particularly advantageously applicable to the superheating of the distillation gas stream in apparatus for the distillation of solids or liquids in an open or closed gas circuit.
In this application, the igniting fuel through which the gas current passes for direct superheating is placed in a movable capacity which can be removed from. circuit to replace it with an identical one, when its temperature drops below a certain limit. We thus ensure
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with sufficient regularity and under particularly economical conditions, the desired superheating of the distillation gas stream. The charge of cooled fuel leaving the circuit is then brought back to the appropriate temperature, either by free combustion in air or by blowing under its grate, so that the same charge can be used successively for a large number of units. times.
As the operating time of the mobile container containing the fuel is minimal, the temperature of the circuit does not undergo appreciable variations and the efficiency is thus increased. In addition, the cost of the apparatus is thus reduced in very high proportions ...
The accompanying drawings show, by way of example, various embodiments of the invention in various applications.
Fig. 1 shows in vertical section a device generally applicable to the overheating of all fluids.
Fig. 2 schematically shows in vertical section the overall arrangement of an apparatus for distillation in a closed gas circuit with injection of water, improved according to the invention.
Figs. 3 and 4 similarly show two operating phases of an apparatus not including water injection.
As can be seen in FIG. 1, in the general case, the mass of the fuel c intended to carry out the superheating, is arranged in a vertical body a, cylindrical or conical, with heat-insulated walls, provided with a grid b.- at its lower part, and of a
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couverele c at its upper part; this body surmounts a lower chamber d, of larger diameter, provided with a door e for the extraction of ashes which pass through the grate b. Inside the body a are arranged conical screens f, analogous to hoppers tangent to the wall at their upper part of larger diameter and determining free spaces intended for the entry of fluids through suitable ducts for air. and h for the fluid to be heated.
Tubing! placed at the top and fitted with a damper, it allows the smoke to exit. -
In the wall of the lower chamber d are provided two separate internal conduits communicating with the interior of this chamber by two series of respective openings 1 and m, On the conduit .1 is connected a pipe n for the outlet of the hot fluid, while the duct k receives an air inlet duct o. Taps are provided on the general line and on the partial combustion air lines.
The operation of the device is established as follows: Air is made to flow into the ignited fuel through the ± and conduits, the h and n conduits being closed. When the desired temperature is reached by the fuel, the valves p and the register il are closed and the steam or gas is brought in through the pipe h.
The fluid to be heated, sent under pressure, passes through the mass of the fuel, seizing the available calories and its temperature increases, while that of the mass decreases; the fluid, at the desired temperature, leaves through the evacuation duct n. Note that the
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fluid expands in the large diameter lower chamber which prevents the entrainment of ash.
Likewise, the air which will be made to arrive through the openings m cannot cause swirling or entrainment of ashes, which may obstruct the ducts s,
If the fluid, as it heats up, brings the mass of the fuel to a temperature too low for re-ignition, it can still be ensured by keeping out of the fluid circuit a small quantity of fuel which will remain ignited and which will reignite the entire mass when the oxidizer is blown out.
In the case of application of the invention to an apparatus for distillation in a closed gas circuit, with injection of water, the main body A, of the apparatus, receives at its lower part, the bucket B containing the material to be treated and, above it, another container C containing the heating fuel at the required temperature - this temperature having been obtained in the open air outside the apparatus. With cover D closed and fan E on, the gas circuit closes and the gases and vapors pass through the products contained in B and pass through F in a water injection cooler, - for example on Raschig- stacks in which the admitted water produces steam and brings, depending on the case,
the condensation of the tars or oils which are collected in G.
The gaseous assembly is taken up by the fan which returns it above the bucket C or. heating is done by direct contact and so on.
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The excess steam and the uncondensed gases can escape through a pipe H connected to the discharge and are conducted to an ordinary condenser.
Hopper C can be changed several times for a single load of awning B if the required temperature has not been reached. The spare Cl containers are prepared nearby in the open air and introduced as quickly as possible into the device when they have reached the desired temperature,
When cooking is finished and if you want to cool the cooked products before they are removed, after removing the heating source C, close the cover and turn the fan back on The products are then bathed in gas constantly cooled by the injection of water in F and cool themselves.
Fig. 3 shows an apparatus produced for the same purposes as the previous one but in which the closed circuit does not include water injection. This arrangement can be used particularly where there is no fear of passing the products of the distillation over the hot fuel and where a special high temperature fan is used, including the shaft and bearings are cooled by a stream of water for example * -
Everything happens as in the previous case but since there is no cooler, the fan speed can be accelerated and the contents of C and B can be brought into temperature equilibrium very quickly and economically with excellent thermal efficiency. .
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For the cooling of cooked products, one can here simply replace the bucket C by a bucket
B1 of product to be treated (fig * 4) which thus becomes the cold source and which recovers the calories stored in B until equilibrium is established. The bucket B1 thus reheated will then come to B where it will finish cooking by heating by means of a new bucket of hot fuel, and so on. A bypass R1 connected to the discharge pipe brings to the condenser the gaseous products of cooking if necessary.