BE375215A - - Google Patents

Description

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  Appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper et brique pour le ruchage de cet appareil   @   La présente invention est relative à un appareil récu-   @   pérateur de chaleur du genre Cowper comportant un ruchage ou empilage en briques réfractairesconstituant des canaux longitudinaux dans lesquels circulent les gaz 
Les ruches à section hexagonale sont d'un usage courant depuis 5 années et sont employées actuellement dans une tren- taine d'appareils. Ellas ont l'avantage essentiel 1  de ne comporter aucun angle vif (droit ou aigu) 2  de présenter une surface de chauffe rigoureusement proportiormelle à la capacité calorifique .

   Le gaz passe presque sans résistance sans y laisser aucune trace de poussières jusqu'à l'heure actuelle ces briques à emboîtement formaient de longues "chandelles" accolées sur des hauteurs assez considérables et de même que tous les autres systèmes du même genre   d'empilage   constituaient un ensemble qui à la longue par suite des contractions ,avait des tendances à bouger , à ne plus garder la verticalité primitive et à culbuter en certains endroits sur une hauteur de plusieurs   mètres .    



   Au surplus ,le régime de marche dans ce genre d'empilages 

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 quoiqu'il soit , provoque une transmission de chaleur très rapide et très forte vers la partie supérieure , ce qui produit des dilatations et contractions irrégulières, et un rendement calorifique peu important dans les 2/3 inférieurs concurremment avec des vitesses de fluides très différentes . Malgré ces phénomènes , le rendement de l'appareil atteint 84%. 



   Afin de remédier à cet inconvénient , l'invention prévoit de favoriser les échanges de chaleur entre las gaz chauffants et les briques au'fur et à mesure que les dits gaz s'approchent de l'extrémité de sortie de l'appa- reil . Dans ce but l'empilage est constitué par des briques différentes qui , tout en laissant une section de passage pratiquement constante pour les gaz , présentent dans le sens de l'écoulement des gaz chauffants , une surface utile croissante par rapport à leur volume . 



   Ces briques et particulièrement les briques infé- rieures du ruchage ont une forme telle qu'elles   permettent   la formation d'un empilage emboîté et entrecroisé 
La grille supportant ces briques est conformée au ruchage qu'elle supporte ; elle   présente   en outre par rapport aux grilles existantes l'avantage d'être plus légères et plus simples . 



   Dans les appareils récupérateurs connus à tirage accéléré on est parvenu actuellement à des rendements thermiques variant de 80 à   87% .   Les pertes se résument de 1 ) 3 à   7%   à la cheminée et 2 ) 10 à   13%   par rayonnement (moyenne 12%). 



   La plus grande partie de ce   rayonnement   provient de la coupole et des 7 à 8 mètres inférieurs à   celle-ci .   

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   La coupole en effet concentre la plus haute température intérieure et ne peut être isolée aussi parfaitement que le restant de 1 appareil o En outre par sa situation élevée , elle est le plus fortement soumise à toutes les influences atmosphériques pluie ou neige , vent ,   gelée .   



   On a jusqu'à présent remédié à cette situation en augmentant l'épaisseur de réfractaire et en faisant aussi déborder la calotte de   l'appareil .  On a pas supprimé entière- ment le rayonnement ni les résultats des influences sus- mentionnées . 



   Pour remédier à cet inconvénient l'invention prévoit de faire circuler l'air destiné à la combustion dans une enveloppe qui entoure la partie supérieure de   1 appareil ,   De cette façon l'air injecté au lieu d'être froid est porté à une température par exemple de 70 à 80 C par récupération d'une partie da la chaleur rayonnée et l'appareil est ainsi proprement dit soustrait aux influences atmosphériques . 



   Lesdessins annexés indiquent à titre d'exemple non limitatif un mode d'exécution de   l'invention .    Celles-ci   s'étend aux diverses particularités originales que comporte la disposition représentée 
La   fig.l   est une vue schématique en coupe dans un Cowper suivant l'invention 
La   fig.2   est une vue en plan d'une portion de couche de brique inférieure du ruchage 
Les   fig.3 ,    4   et 5 sont respectivement des vues en perspective partielles d'une brique du ruchage inférieur , du ruchage supérieur et d'une brique intermédiaire de raccord , ces différentes briques étant pour la clarté du dessin , coupées par un plan passant par leur milieu . 

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   La fig.6 est une vue en plan d'une portion de la grille et du sommier de support de grille . 



   La fig.7 est une vue en perspective avec brisure   partielle   d'un sommier de support . 



   Dans le cas de la fig.l las gaz combustibles (gaz de haut-fourneaux) sont amenés par le conduit 2 , traversent un ajutage convergent divergent 2a et brûlent ensuite en présence d'air de combustion injecté sous pression . La combustion des gaz se parfait dans le puit 4. 



  Lorsque les gaz brûlés ont atteint la coupole 5 , ils redescendent à travers les canaux du ruchage 6 et 6a qu'ils'échauffent pour s'échapper par leconduit 7 vers la cheminée . 



   Lors du refroidissement da l'appareil , l'air frais entre par le conduit 7 , passe à travers le ruchage en se réchauffant et s'échappe par le conduit 8 pour âtre dirigé vers des appareils d'utilisation appropriés par exemple haut-fourneaux , 
La partie 6 supérieure du ruchage est constituée par un empilage de briques dont la rapport entre la surface et le volume est plus petit que le même rapport des briques constituant l'empilage inférieur 6a. Entre ces deux parties de ruchage est interposée una   coucha   de briques de forme spéciale destinée au raccordement des formes des briques supérieures et   inférieures .   Ces différentes sortes de briques sont décrites plus   loin   
Le ruchage est supporté par une grille 9 reposant sur des sommiers 9a. 



   La coupole en tôle 5a est recouverte par une autre coupole 5b sensiblement concentrique et débordant sur une 

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 certaine partie de la hauteur de l'appareil par exemple le quart . Ces deux coupoles forment entre elles une gaine sphérique et cylindrique d'air La base de cette gaine est percée de nombreux trous tels que 10. La partie supérieure de cette gaine est raccordée par une tuyauterie calorifugée 11 (figurée en pointillé) à un ventilateur figuré schématiquement par lla .L'air de combustion est aspiré par les trous 10 , s'échauffe par passage dans la gaina susdite , s'écoule dans le conduit 11 et est refoulé par le ventilateur dans le conduit 2a .

   De cette façon au lieu de refouler de l'air froid, on injecte de l'air ayant une température de l'ordre de 70 à 80 C 
Les avantages de ce procédé sont notamment les suivants: 
1  la coupole initiale 5a ainsi que l'appareil lui-môme sont pratiquement préservés des influences atmosphériques 
2  la perte de température est très minime , les conduites telles que 11 étant calorifugées ainsi qu'éventuellement la coupole 5b elle-même . 



   3 l'économie de chaleur est de   l'ordre   de 1% sur ledébit total du haut-fourneau auquel est affecté le Cowper 
Les briques constituant la partie inférieure 6a de l'empilage comporte 4 trous ainsi que   visibl--   aux   fig.2    et   3. 



  Deux de cestrous sont munis d'un côté   d'un   emboîtement 12 auquel correspond de l'autre côté de la brique une saillie circulaire 12a de manière à pouvoir s'emboîter les unes sur les autres .La réunion de plusieurs de ces briques affecte en plan l'allure de la fig.2 dans laquelle les joints entre chacune des briques sont montrés en traits pleins . La disposition de deux couches de briques successives se fait en décalant entre elles les briques de chaque couche de telle 

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 sorte qu'une   brique   de la couche   supérieure     serve   à réunir deux briques voisines de la couche inférieure . 



   Dans la fig.2 les joints entre les   'briques   de la couche supérieure sont montrés en pointillé . De cette façon on se rend aisément compte da la disposition de cellas-ci . L'empilage emboîté et   entrecroisé   ainsi réalisé offre une très grande rigidité ; de plus les trous des briques coïncident et constituent des conduits sans aucun angle   vif.   



   La fig.4 représente une vue   d'une   brique constituant le ruchage supérieur : cette brique ne comporte qu'un seul trou. Comparativement à la brique de la   fig.3 ,   la rapport de la surface utile au volume de la brique est le plus petit dans le cas de la   fig.4.   Cette brique comporte également des   emboîtements   at saillies 12b et 12c analogues à ceux de la fig.3. 



   La réunion entre l'empilage supérieur utilisant les briques de la fig.4 et l'empilage inférieur utilisant les briques de la fig.3 se fait par des briques telles que représentées à la fig.5 . Ces briques na   confortent   qu'un seul trou qui sur l'une des faces (face arrière) est identique au trou d'une brique du ruchage supérieur et sur l'autre face (face avant) affecte la forme de l'enveloppe de 4 trous d'une brique du ruchage inférieur et est destinée à être disposé sur   celle-ci ,   
Des emboitements et saillies identiques à ceux desfig.3 et 4 sont prévus sur cesbriques . 



   La grille 9 (voir   fig.6   et 7) est constituée de plaques de dimensions appropriées à la distance séparant les sommiers de support tels que 9a. Ces plaques sont 

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 percées de trous identiques , en tant que forma et disposition, à ceux de la grille inférieure . Certains de ces trous sont munis d'évidements tels que 9b destinés à recevoir les saillies prévues sur les briques inférieures . 



   Les sommiers 9a qui supportent ces grilles sont disposés sur des   colonnes   de support 14. Ils sont constitués par deux poutres 9a parallèles entretoisées par ues nervures 
15,15a,15b venues de fonderie avec les poutres susdites ; ces poutres sont en outre munies à leur partie inférieure de butées 15c coopérant avec la partie supérieure des colonnes 14. 



   Ainsi que visible à la   fig.7 ,   la partie supérieure de chacune des poutres est   munie   d'évidements destinés à laisser libres les trous de grille se trouvant à l'aplomb de ces poutres (voir fig.6). 



   Dans ce but ,les évidements sont réalisés latéralement lorsqu'il s'agit de trous qui n'empiètent que partiellement sur les poutres susdites , tandis que la partie supérieure de ces poutres est taillée en biseau lorsque les trous occupent toute l'épaisseur de la dite poutre 
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée par la forme des évidements représentés 
Il doit être convenu que le procédé et l'appareil décrits ci-dessus doivent uniquement être considérés comme un exemple de réalisation de l'invention et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées dans l'esprit ou dans l'étendue des revendications suivantes .

Claims (1)

1. EN RESUME IL EST REVENDIQUE : 1. Appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper comportant un empilage de briques réfractairesdans lequel des gaz chauds circulent longitudinalement, des moyens pour <Desc/Clms Page number 8> favoriser les échanges de chaleur entre les gaz chauffants et les briques au fur at à mesure que les dits gaz s'approchent de l'extrémité de sortie .

   2. Appareil récupérateur de chaleur du genre Couper comportant un empilage de briques réfractaires dans lequel circulent les gaz chauds et dont le rapport de la surface utile au volume des briques croît dans le sans de l'écoulement des gaz chauffants.

   3. Appareil récupérateur de chaleur du genre Couper comportant un empilage de briques constituant des canaux dont la section totale est pratiquement constante et dans lesquels circulent les gaz chauds , le rapport de la surface utile au volume des briques croissant progressi- vement dans le sens de l'écoulement des gaz chauffants.

   4. Briquas pour appareil récupérateur de chaleur réalisées de manière à pouvoir être empilées suivant plusieurs couches superposées et entrecroisées , chacune des briques comportant des trous qui dans l'empilage constituent des canaux ne présentant aucun angle vif pour le passage des gaz .

   - 5. Briques pour appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper comportant chacune a) destrous qui dans l'empilage constituent des canaux ne présentant aucun angle vif pour le passage desgaz $, b) au moins deux emboitements par brique , ces emboîtements étant dans chaque couche disposés suivant les sommets de figures géométriques polygonales régulières da manière à permettre la réunion descouches juxtaposées par entre- croisement des emboîtements.

   6. Briques pour appareil récupérateur de chaleur <Desc/Clms Page number 9> du genre Cowper comportant chacune a) des trous qui dans chaque couche sont disposés suivant les sommets de figures géométriques régulières b) des emboîtements disposés de façon analogue ,de manière à permettre la réunion des couches juxtaposées par entrecroisement des emboîtements tout en assurant la constitution de canaux ne présentant aucun angle vif pour le passage des gaz .

   7. Briques pour appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper suivant les revendications 5 et 6 pour lesquelles ces figures géométriques sont constituées par des carrés .

   8. Briques destinées à constituer la partie supérieure de l'empilage d'appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper dont la partie inférieure est constituée par un empilage de briques talles que définies dans les revendications 4 à 7 , comportant a) des emboîtements disposés de façon identique à ceux des briques spécifiée dans les revendications 4 à 7 de manière à permettre la réunion descouches des deux genres de briques envisagés , b) un ou plusieurs trous dont le rapport de la surface utile au volume de la brique est inférieur à celui des briques constituant la partie inférieure de 1 empilage .

   9. Briques pour appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper destinées à établir la réunion des couches de diverses espèces de briques ainsi que spécifié dans les revendications 2 à 8 comportant a) des emboitements disposés d'une façon identique à chacune des autres briques , b) un nombre da trous égal à celui de la brique supérieure , la partie supérieure de ce trou affectant la même forma que celui de la brique supérieure , tandis que la partie inférieure de ce trou a une forme telle qu'elle enveloppe l'ensemble des <Desc/Clms Page number 10> trous correspondants de la brique inférieure.

   10. Grille pour appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper destinée à supporter un ruchage de briques tel que celui défini dans les revendications 2 à 4 constituée par des plaques reposant sur des sommiers et comportant des trous et des emboîtements identiques à ceux des briques qu'elles supportent directement .

   11. Sommier de support de grille d'appareil récupé- rateur de chaleur du genre Cowper , telle que défénie dans la revendication 10 , comportant à sa partie supé- rieure des éiidements destinés à laisser libre les trous de la grille .

   12. Appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper dans lequel les gaz combustibles sont brûlés avec de l'air injecté sous pression comportant des moyens pour échauffer cet air avec les calories rayonnées par l'appareil .

   13. Appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper dans lequel les gaz combustibles sont brûlés avec de l'air injecté sous pression comportant une enveloppe entourant la partie supérieure de l'appareil et sa coupole et dans laquelle l'air de combustion s'échauffe au passage par récupération des chaleurs de rayonnement .

   14. Appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper réalisé et mis en oeuvre en substance de la façon décrite ou comme représenté à titre d'exemple par les dessins annexés , 15. Briques pour appareil récupérateur da chaleur du genre Cowper réalisées et mises en oeuvre en substance de la façon décrite ou comme représenté à, titre d'exemple <Desc/Clms Page number 11> par les dessins annexés 16. Grille pour appareil récupérateur de chaleur du genre Cowper réalisée et mise en oeuvre en substance de la façon décrite ou comme représente à titre d'exemple par les dessins annexés 17.

   Sommier de support de grille pour appareil récupé- rateur de chaleur du genre Cowper réalisé et mis en. oeuvre en substance de la façon décrite ou comme représenté à titre d'exemple par les dessins annexés .