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Dispositif de production d'air chaud.
La présente invention concerne un dispositif de production directe d'air chaud, sous une pression suffisante pour permettre sa distribution.
Actuellement, le réchauffage de 1 air se fait souvent au moyen dtun fluide intermédiaire;, de vapeur notamment, échauffé par les produits d?une combustion appropriée. C est ce fluide échauffé qui transmet sa chaleur à l'air à réchauffer, mais ces transmissions successives sont cause de pertes importantes et le rendement est faible.
Dans certains cas, on produit aussi le chauffage direct de l'air par exemple au moyen de famées de chaudières
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à vapeur, c'est-à-dire avec des gaz de combustion déjà refroidis, procédé qui limite la température qu'il est possible de donner à l'air à réchauffer.
Le dispositif qui fait l'objet de cette invention permet d'éviter ces inconvénients, grâce à ce qu'on effectue le réchauffage de l'air ou autre fluide gazeux au moyen des gaz de combustion, à la sortie même d'un foyer spécial où est brûlé le combustible; ce réchauffage est réalisé, de préférence, de façon méthodique, en sorte que le rendement est très élevé et que l'air ou autre fluide gazeux peut être porté à haute température.
Le nouveau dispositif réchauffeur comprend essentiellement un foyer, une enveloppe garnie de réfractaires, traversée par les gaz de combustion et contenant un échangeur de chaleur constitué par des faisceaux tubulaires; en outre, le dispositif est agencé de manière que l'air ou fluide gazeux à réchauffer circule en sens inverse des gaz de combustion.
Pour bien faire comprendre l'invention, elle est décrite ci-après, mais ce à titre d'exemple seulement, sous une forme particulière de réalisation, en regard des aessins annexés sur lesquels -La figure 1 est une vue en coupe verticale centrale de l'ensemble du dispositif,
La figure 2 est une vue en coupe partielle horizontale suivant le plan II-II et la figure 3 une vue en coupe transversale verticale partielle suivant le plan III-III de la figure 1.
Sur ces figures, on a représenté en 1 le foyer avec sa grille 2. Une trémie de chargement 3 est aménagée de façon à constituer un magasin à combustible et à éviter, ainsi, la nécessité de chargements fréquents; cette trémie
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est disposée de telle sorte que le charbon qui repose sur l'avant-grille inclinée 4 s'écoule au fur et à mesure de la combustion et descende pour alimenter la grille 2 proprement dite sur laquelle il brûle.
Les gaz de combustion s'élèvent au-dessus de la grille 2, suivant les flèches a, b, c, d et traversent la chambre 6 où ils peuvent faire plusieurs parcours, guidés par des chicanes appropriées 7. Cette chambre 6 est traversée, d'autre-part, par des faisceaux tubulaires 8 (amorcés sur les dessins) qui sont mandrinés dans des plaques 9 et qui constituent l'échangeur de chaleur proprement dit; à cet effet, les tubes 8 sont parcourus intérieurement par l'air ou fluide gazeux à réchauffer.
Dans le cas de deux faisceaux tubulaires (figo 1) par exemple, l'air à réchauffer arrive par la tubulure 10, parcourt le faisceau tubulaire supérieur d'avant en arrière, passe dans le capot 11 fixé sur la plaque tubulaire postérieure revient vers l'avant par le faisoeau tubulaire inférieur et sort par la tubulure 12 d'où il est conduit aux appareils d'utilisation.
On voit que la circulation est méthodiques l'air ou fluide à réchauffer se déplaçant dans la ou les chambres 6 en sens inverse des gaz de combustion.,
Il est à noter que certaines précautions doivent être prises pour éviter une élévation excessive de la température du métal des tubes au cas où la circulation d'air intérieure viendrait à s'arrêter, précautions qui consistent, principalement, dans un@ arrivée d'air froid lequel se mélange aux gaz de combustion et abaisse leur température.
Cet air froid arrive par des portes latérales 13 (figures 1 et 3) dont 1?une, celle de droite par exemple, peut être obturée par un tampon 5 à manoeuvrer à la main
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en cas de besoin ; la porte de gaucho, au contraire, est contrôlée automatiquement et peut être commandée soit par un régulateur actionné par la température des gaz chauds, soit électriquement et de façon que son ouverture corresponde à tout arrêt du ventilateur de soufflage d'air.
D'autre part, la chambre 6 est limitée par une enveloppe ou casing métallique étanche, doublé intérieurement de réfractaires. Pour que les dilatations de ce casing soient libres, on le fait reposer sur la maçonnerie M du foyer par deux appuis 1415 constitués par exemple par des fers en U. L'un 15 de ces appuis est assez large pour permettre un certain déplacement correspondant aux dilatations longitudinales; il est placé, de préférence, du coté oppose aux tubulures d'arrivée et de sortie d'air, 10 et 12, pour que les dilatations restent sans action sur l'ensemble des tuyauteries qui desservent l'appareil.
D'ailleurs, la dilatation du ou des faisceaux tubulaires étant différente de celle du casing, il faut agencer le dispositif d'assemblage de manière que les déformations puissent se produire sans compromettre l'étanohéité de l'ensemble. On peut par exemple laisser le @ . jeu nécessaire aux dilatations entre les deux portes prévues sur les parois latérales du casing ou encore ovaliser les trous des boulons d'assemblage dans le sens où. le jeu peut se produire.
Pour permettre la visite du ou des faisceaux tubulaires, les parois latérales du casing sont établies de façon à pouvoir s'ouvrir, en même temps que le système de fermoture doit assurer une bonne étanchéité aux gaz.
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Un des dispositifs adoptés est représenté figure 2, sur laquelle les parois métalliques latérales du oasing sont supposées fixées directement aux plaques tubulaires 9 par les charnières 16. Les deux tôles 17 qui constituent la cloison métallique du casing et qui forment portes, se recouvrent l'une l'autre en 18 et les plaques 19 de matière réfractaire/qui leur sont adhérentes sont assemblées en 20 de façon à permettre l'ouverture du oasing, tout en masquant parfaitement les tôles métalliques 17 fermées; ces plaques 19 peuvent être assemblées à sifflet comme il est montré sur la figure 2, ou à mi-épaisseur ou de toute autre manière appropriée.
Bien entendu, on peut, sans sortir des limites de l'invention, apporter à celle-ci toutes les modifications qui n'en altèrent pas l'esprit et employer à sa réalisation tous matériaux convenables.
Ainsi,on peut utiliser un plus grand nombre de faisceaux tubulaires, à conditions dU établir, en oonséquenoe, la disposition des tubulures 10 et 12 et des capots intermédiaires analogues à 90
Il est possible de varier le nombre et l'espacement des tubes des divers faisceaux 8 notamment en vue d'obtenir une vitesse de circulation plus grande de l'air à réchauffer ou fluide dans la partie de l'éohangeur où la température est le plus élevée. Et il convient de constituer en métal spécial résistant à la chaleur certains tubes, particulièrement ceux qui sont exposés aux gaz à haute température sortant directement du foyer; de préférence, on utilisera des tubes en métal calorisé.
Enfin, il va de soi que, suivant les circonstances, on peut grouper différemment les faisceaux n tubulaires constituants; on peut,notamment, les incliner
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sur l'horizontale et pour des considérations d'encombrement par exemple cette inclinaison peut même atteindre 90 , c'est-à-dire que, dans ce cas, les faisceaux tubulaires seront disposés verticalement.
De plus, il est à noter que le foyer, au lieu. d'être chauffé au charbon, peut utiliser des combustibles pauvres tels que la sciure, ainsi que des combustibles liquides ou gazeux ; le foyer même n'a pas de raison d'être si on dispose déjà à la sortie d'un four par exemple, des fumées aux températures que l'on rencontre normalement à la sortie des foyers. On peut aussi modifier le tracé des chicanes 7 et par conséquent le parcours des gaz et employer une circulation plus ou moins anti- méthodique des fluides.
Revendications. -
1 - Dispositif de production d'air chaul sous pression, constitué essentiellement par un foyer et un échangeur de chaleur recevant directement les gaz de combustion chauds du foyer, le fluide à chauffer circulant dans l'échangeur, de préférence, en sens inverse des gaz de combustion, et passant dans la partie soumise à la température la plus élevée à une vitesse plus grande que dans le reste du dispositif.