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"Réchauffeur-distributeur d'air secondaire pour appareils de chauffage industriels et notamment pour foyers de géné- rateurs de vapeur".-
La présente invention se rapporte à un dispositif permettant d'introduire de l'air secondaire préalablement réchauffé, dans un courant de produits gazeux se dirigeant de la grille del'appareil de chauffage vers la cheminée.
Pour la facilité de l'exposé et conformément à la ter- minolegie courante, ces produits seront dénommés ci-après "produits de combustion", bien qu'en réalité ils présentent dans leur ensemble, un mélange de gaz brûlés avec des pro- duits encore oxydables, distillés ou non-brûlés.
Les dispositifs de cette espèce connus à ce jour sous le nom de "réohauffeurs d'air secondaire", consistant essen- tiellement en un corps creux - une botte ou caisson - fixé à proximité du foyer et muni, d'une part, d'ouvertures d'entrée d'air frais et, d'autre part, d'orifices par lesquels l'air réchauffédans le dit corps creux est envoyé au-dessus de la grille où il se mélange aux flammes ou fumées du foyer et doit théoriquement brûler les hydrocarbures, l'oxyde de car-
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bone et le charbon pulvérulent entraîné par les gaz quittant la grille, de manière à parfaire la combustion, réaliser la fumivorité et augmenter ainsi le rendement du foyer en pro- curant dès lors une économie de combustiole.
On connait éga- lement des dispositifs introduisant l'air secondaire à l'en- doit où les gaz de la combustion changent de direction ( notamment à l'arrière des chaudières) . Ces dispositifs sont placés tangentiellement au courant gazeux.
Dans la pratique cependant les dispositifs de cette espèce connus à ce jour ne donnent que des résultats impar- faits dont l'insuffisance peut être attribuée à plusieurs raisons. Ainsi, par exemple, l'air secondaire distribué par ces dispositifs ne parvient pas à pénétrer suffisamment profondément dans le courant des produits de combustion, de sorte que les produits cheminant à l'intérieur de ce courant sont évacués sans utilisation. D'autres part, dans beaucoup de ces dispositifs, le réchauffage de l'air secondaire n'est pas suffisant pour que ce dernier soit porté à la tempéra- ture nécessaire pour provoquer la combustion complémentaire.
Afin d'obtenir la combustion complète, selon l'inven- tion on obvie aux inconvénients des dispositifs connus, en empêchant les produits encore susceptibles de brûler de se soustraite à l'action de l'air secondaire.
Dans ce but, le dispositif selon l'invention, est conçu de manière à, non seulement réchauffer et répartir la masse d'air secondaire en minces filets multiples dans le courant des produits de combustion, mais aussi à subdiviser ce cou- rant en une pluralité de veines, à assurer un mélange intime de ces veines avec les filets d'air secondaire, tout en produisant un brassage énergique.
A cet effet, le dispositif, selon l'invention, se com- pose d'un ensemble de corps creux servant de conduits de circulation, de réchauffage et de distribution de l'air se- condaire, séparés par des interstices l'un de l'autre à la
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manière d'une grille, cet ensemble étant placé sur le trajet du courant de produits de combustion de manière que ledits corps creux forment sur le passage du courant susdit une série d'obstacles obligeant le courant de produits de com- bustion à se subdiviser en une pluralité de veines passant par les interstices susdits, ce qui a pour effet notamment de baigner, de toutes parts, chaque corps creux du dispo- sitif.
Selon l'invention, les uns de ces corps creux ont pour fonction principale de réchauffer l'air secondaire et les autres de le distribuer en minces filets dans le courant de produits de combustion.
Pour rendre le réchauffage de l'air secondaire plus efficace, selon l'invention, les corps creux de la première espèce, dénommés ci-après Il échangeurs thermiques", sont réalisés de manière à posséder une surface de contact éten- due avec les produits de combustion. Dans ce but, ils af- fectent la forme générale d'éléments creux reliés entre eux et placés de manière que le courant de produits de combus- tion lche leurs faces. Les corps creux de la deuxième es- pèce dénommés ci-après "distributeurs" sont constitués,,se- lon l'invention, par des tubes munis de sorties d'air et reliés aux échangeurs thermiques.
Dans une forme de réalisation particulièrement avan- tageuse de l'invention, le dispositif comporte deux grilles de distributeurs tubulaires parallèles s'étendant à travers le courant de produits de combustion et une rangée d'échan- geurs thermiques parallèles placés entre les deux grilles susdites.
D'autres caractéristiques et avantages dé la présente invention ressortiront de la description des dessins ci- annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes de réalisations du dispositif selon
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l'invention.
Dans ces dessins :
Fig. 1 représente en perspective une forme de réalisa- tion du dispositif selon l'invention.
Figure 2 montre schématiquement une chaudière horizon- tale équipée d'un dispositif selon l'invention.
Fig. 3 montre schématiquement un dispositif selon l'in- vention monté dans une chaudière verticale.
Fig. 4 représente la coupe longitudinale d'un distri- buteur montrant les sorties d'air.
Figs. 5 à 9 montrent une vue latérale de différentes formes de réalisation possibles des tubes distributeurs d'air secondaire.
Figs.10 à 13 montrent différentes formes de réalisation des échangeursde chaleur.
Ainsi qu'il est connu, le courant des produits de com- bustion sur la grille 1 d'un foyer industriel se dirigeant dans le sens des flèches des figures 2 et 3 emporte vers la cheminée, outre les gaz brûlés ou inertes, des particules de combustible incomplètement brûlées ou bien des produits encore oxydables, dont la présence se manifeste par une co- loration des fumées et dont l'évacuation dans l'atmosphère abaisse le rendement du foyer.
Le dispositif selon l'invention, sert à brûler ces pro- duits par l'introduction d'air secondaire réchauffé dans les appareils de chauffage industriels tels que,par exemple, fours ou foyers des générateurs de vapeur horizontaux (fig.2) ou verticaux (Fig. 3) de manière à parfaire la combustion.
Afin de rendre la combustion aussi complète que possi- ble, selon la présente invention, le dispositif est conçu de manière à empêcher ces produits de se soustraire à l'ac- tion de l'air secondaire, de distribuer ce dernier d'une manière uniforme dans toute la masse des produits de combustion,
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tout en provoquant un contact intime et un brassage de l'air secondaire et des produits à brûler.
Dans ce but, selon l'invention, le dispositif est placé sur le trajet du courant gazeux entre la grille 1 (fig. 2) et le carneau d'évacuation des gaz brûlés 2 de manière à subdiviser le courant de produits en circulation en une plu- ralité de veines, à travers lesquelles sont envoyés des filets d'air secondaire.
Dans ce but les parties du dispositif servant de conduits de circulation d'air secondaire forment une ou plusieurs "grilles" à "barreaux" creux placées sur le passage des pro- duits de combustion et obligeant ces derniers à passer à travers les interstices de la ou des grilles.
A cet effet, les différentes parties du dispositif sont disposées de manière à former une ou plusieurs rangées d'obstacles placés sur le trajet du courant gazeux.
Dans ce but, le dispositif selon l'invention comporte des parties disposées, par exemple, dans des plans ordonnés normalement l'un à l'autre de façon que le courant gazeux. dirigé dans le sens des flèches des Fig. 2 et 3 soit obligé de les contourner en se subdivisant en plusieurs veines dans le sens de la largeur et de la hauteur.
Selon l'invention, certaines parties du dispositif sont destinées $. réchauffer l'air secondaire et d'autres servent à l'introduire en minces filets dans le courant gazeux.
Dans ce but, dans la forme de réalisation représentée à la Fig. 1 le dispositif selon l'invention comporte des échangeurs de chaleur constituée par des corps creux 4 placés parallèlement l'un à l'autre et reliés en série par des bouts de tuyau 5 raccordés aux deux boites à vent laté- rales 6 dans lesquelles débouchent, d'autre part, deux rangées parallèles de tubes 7 munis d'orifices de sortie d'air 8 dont quelques-uns sont indiquée au dessin.
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Il va de soi que les échangeurs de chaleur peuvent aussi être montés en parallèle ou bien en système de montage mixte.
Afin de réchauffer plus efficacement l'air secondaire, selon l'invention, les échangeurs de chaleur 4 sont constitués par des éléments creux possédant une surface de contact éten- due avec le courant gazeux.
Ainsi qu'il est visible aux Fig. 10 à 12, ces échangeurs de chaleur 4 peuvent avoir des contours différents, être lis- ses à l'extérieur (Fig. 1, 11 et 12) ou bien être munis d'ai- lettes 9 (fig.10). Afin de ne pas obstruer la section de pas- sage, ces éléments 4 sont placés de manière que leurs faces principales soient dirigées dans la direction générale du cou- rant gazeux.
Afin d'augmenter davantage l'échange de chaleur, les éléments 4 peuvent être cloisonnés de façon à allonger le parcoure de l'air secondaire (Fig.13).
Pour augmenter davantage le brassage du courant gazeux, selon l'invention, les tubes de la rangée avant et ceux de la rangée arrière sont disposés en quinconce (Figé, 1 et 2) de manière à obliger les veines du courant gazeux à se sub- diviser à nouveau en changeant de direction.
Ainsi qu'il est visible aux figures 1 et 5 à 9, les tubes 7 peuvent avoir tout profil et forme de section voulus, par exemple, ils peuvent être droits (Fig.l) repliés en un angle (Fig.51 courbés (Fig.6), avoir la forme générale d'une ligne brisée (Fig. 7), d'un cadre (Figs. 8 et 9), en tubes ronds ou carré ils peuvent être disposés sous un angle quel- conque par rapport aux bottes à vent 6, de manière à couper le courant gazeux sans toutefois offrir une résistance sus- ceptible de diminuer la force du tirage.
Les tubes 7 peuvent être alimentés par leurs deux extré- mités ou par une seule d'entre elles (Fig. 6), avoir une même Langueur ou des longueurs différentes. Dans le cas où certains
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tubes possèdent une extrémité libre, celle-ci peut être munie d'une sortie d'air.
Afin d'obtenir un mélange intime de l'air secondaire avec les produits de combustion, selon l'invention, les ori- fices 8 des tubes distributeurs 7 sont obturés par des bou- chons 10 à perforations multiples divisant chaque jet d'air an une multitude de petits filets (Fig. 4).
Dans une variante de l'invention représentée à la Fig.
11, les échangeurs thermiques 4 possèdent eux-mêmes des orifices de sortie d'air secondaire munis de bouchons perfo- rés 10 de manière à permettre d'introduire une plus grande quantité d'air dans le courant gazeux de.produits de combus- tion.
Il va de soi que le dispositif selon l'invention peut être placé à tout endroit voulu, entre la grille du foyer et la cheminée (Fig. 2) et notamment en un endroit assez distant du foyer, ce qui permet de provoquer à cet endroit une régénération des produits de la combustion qui réchauffe l'extrémité de la chaudière éloignée de la grille 1 et pare ainsi au manque d'uniformité du chauffage observé dans les chaudières.
Ainsi qu'on s'en rend compte par l'examen des dessins, l'air secondaire appelé par la dépression existant dans
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j3 le foyer et les conduits de fumée ( ventuellement, par une soufflerie) entre dans le dispositif par les orifices 15, traverse les échangeurs 4 et arrive dans les tuyaux 7 qu'il quitte à travers les perforations des bouchons 10 pour pé- nétrer dans les veines du courant deesproduits gazeux issus du foyer.
Le dispositif selon la présente invention offre de multiples avantages. Ainsi, par exemple, il permet de limiter la quantité d'air primaire à admettre à travers la grille, étant donné que, par suite de la subdivision poussée du
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courant des produits se dirigeant de la grille vers la chemi- née, ces produits sont complètement brûlés à leur passage à travers l'appareil sans qu'il ait été nécessaire d'admettre sous la grille un excès d'air important comme le cas se présente généralement.
L'apport de l'air secondaire peut s'effectuer sans l'ai- de d'aucun mécanisme car l'appel en est assuré par la dépres- sion causée par le tirage. L'air secondaire à réchauffer passant entre les échangeurs 4 ayant une surface de contact étendue avec les produits de combustion est plus facilement porté à haute température.
La subdivision de la masse d'air secondaire et du c ou- rant compact de produits gazeux en minces filets assure un mélange intime @ de l'air avec les particules oxydables contenues dans le courant des produits de combustion de sorte qu'il se crée au droit des sorties d'air une zone de combustion intense, dans laquelle les substances combustibles s'échap- pent du foyer telle que l'oxyde de carbone, substances hy- drocarbonées et carbone pulvérulent sont entièrement brûlés, ce qui assure évidemment la fumivorité parfaite.
Il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée à ses formes de réalisation décrites et représentées, ces dernières pouvant être modifiées selon les exigences de la pratique et/ou de la construction, sans se départir de ce fait du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS.
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