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Procédé et appareil pour le chauffage de réchauffeurs de tout genre.
Dans le traitement de matières solides ou liquides à des températures accrues, il est nécessaire, dans la plupart des cas, de maintenir exactement les températures de travail convenables et de produire un chauffage aussi uniforme que possible de la matière à traiter.
Pour remplir ces conditions, en particulier dans le traitement de matières sensibles à des variations de tempé-
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rature, on en est déjà venu, depuis un certain temps, à faire passer le milieu chauffant avec une vitesse relativement grande suivant un circuit. Il a en outre déjà été proposé de diviser, dans un chauffage par circulation de ce genre, le milieu chauffant en nombreux courants en parallèle, pour améliorer encore davantage la distribution de la température à l'intérieur du réchauffeur.
La chute de température du milieu chauffant, qui se produit pendant le chauffage par circulation, entre l'entrée et la sortie du milieu chauffant, dépend de la quantité de milieu chauffant en circulation et des besoins de chaleur de l'opération, y compris les pertes de chaleur.
En général, on essaiera de limiter autant que possible la quantité de milieu chauffant en circulation, pour que les besoins d'énergie de l'appareil, servant à produire la circulation du milieu chauffant, ne deviennent pas trop grands. D'autre part, la chute de température du milieu chauffant doit être limitée dans beaucoup de cas, pour que l'opération s'effectue de la manière désirée. Pour réduire autant que possible la chute de température du milieu chauffant, pour autant qu'elle est provoquée par les pertes de chaleur inévitables au milieu environnant, on munira bien le réchauffeur, en règle générale, d'un revêtement calorifuge et on donnera à cet isolant du réchauffeur une épaisseur appropriée.
Mais, pour des raisons économiques, et fréquemment aussi pour des raisons techniques, on ne peut la plupart du temps pas dépasser une certaine épaisseur de calorifuge, de sorte qu'en particulier pour des réchauffeurs d'assez grandes dimensions, la chute de température du milieu chauffant peut, en raison des pertes de
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chaleur, devenir supérieure à la valeur désirée pour la réalisation irréprochable de l'opération.
Les inconvénients mentionnés ci-dessus du chauffage par circulation, dans un circuit divisé en courants en parallèle, sont évités, conformément à la présente invention, par le fait qu'on choisit, pour la quantité du milieu chauffant en circulation, et par suite aussi pour la vitesse du milieu chauffant, s'écoulant dans les différents courants en parallèle, par une détermination appropriée des sections transversales de passage'ou des orifices d'entrée et de sortie, une valeur d'autant plus grande que la température du milieu chauffant dans les courants en parallèle est plus basse, de telle manière que chacun des courants en parallèle cède pratiquement la même quantité de chaleur aux parois du réchauffeur qu'il chauffe.Par suite, si le milieu chauffant, dans son trajet à travers le réchauffeur, s'est refroidi d'une certaine quantité,
on renforce le courant en parallèle, en cet endroit,à un degré tel que le refroidissement est compensé par la transmission accrue de chaleur du milieu chauffant a la paroi du réchauffeur. Suivant la forme du réchauffeur et suivant les conditions de fonctionnement, la relation entre la vitesse d'écoulement et la température du milieu chauffant peut être différente. Toutefois, dans tous les cas, on doit, conformément à l'invention, procéder de telle manière que l'influence d'une température trop élevée ou trop basse, à un moment considéré quelconque, soit compensée par la détermination du courant en parallèle du milieu chauffant.
Comme les besoins de chaleur sont, en raison des pertes
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de chaleur vers l'extérieur, plus élevés sur les bords du réchauffeur qu'à l'intérieur de celui-ci, on peut améliorer la distribution de température à l'intérieur du réchauffeur en renforçant, conformément à l'invention, les courants du milieu chauffant sur les bords de l'appareil pour compenser ces pertes de chaleur. Si l'on doit encore réduire davantage les différences de température à l'intérieur de l'appareil, il est avantageux d'inverser, à d'assez courts intervalles de temps, le sens de l'écoulement du milieu chauffant en circulation.
Le procédé de chauffage décrit peut être appliqué à des réchauffeurs de tout genre, A cet effet, on détermine les orifices d'entrée et de sortie de conduits, montés en parallèle, de passage du milieu chauffant, de façon correspondant à leur distance relativement à la source de chaleur, de telle manière qu'à mesure de l'accroissement de la distance à la source de chaleur, les sections transversales de passage pour les courants en parallèle soient accrues. Si le milieu chauffant est amené d'un coté et est évacué du même côté, on obtient la meilleure distribution de température lorsque, conformément à l'invention, on fait varier les orifices d'entrée et de sortie à partir d'une certaine valeur fixe suivant une loi du deuxième degré.
De cette manière on peut, même lorsqu'on n'emploie qu'une seule source de chaleur, chauffer de façon complètement uniforme des réchauffeurs de grand volume. Cet avantage est important en particulier lorsqu'on inverse le sens de l'écoulement du milieu chauffant à d'assez courts intervalles de temps, car la source de chaleur n'a pas besoin, dans ce cas, d'être mise en action et hors d'action.
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Le nouveau procédé de chauffage peut être appliqué plusieurs fois à l'intérieur d'un réchauffeur. Il est par suite possible de diviser le milieu chauffant, suivant sa température, en courants en parallèle distincts et de diviser ces courants en parallèle, de leur côté, à nouveau suivant les conditions de température. L'application multiple de ce nouveau procédé de chauffage permet par suite un équilibre très complet de la températureà l'intérieur de l'appareil.
Le dessin ci-joint représente deux exemples d'exécution d'un appareil pour la réalisation du procédé suivant l'invention.
La fig. 1 représente en une vue en coupe horizontale un réchauffeur, qui comprend deux groupes de conduits 1, montés en parallèle, pour le passage du milieu chauffant.
Ces conduits de passage pour le milieu chauffant sont entourés d'une enveloppe 2, qui est munie d'un revêtement calorifuge 3, pour réduire les pertes de chaleur.
Le milieu chauffant est amené par un canal d'amenée 4 et est divisé, à droite et à gauche, dans les conduits de distribution 5. De ceux-ci, le milieu chauffant s'écoule par les orifices d'entrée 6, dans les conduits 1 montés en parallèle et parvient, par les orifices de sortie 7, dans les conduits d'évacuation 8, qui de leur côté débouchent dans le canal collecteur 9.
Comme le milieu chauffant, dans son trajet à travers les conduits 5, se refroidit d'une certaine quantité, si même elle n'est que petite, les orifices d'entrée et de sortie 6 et 7 doivent être d'autant plus grands que le trajet correspondant du milieu chauffant et par suite son
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refroidissement sont plus grands.
Comme extension de l'exemple représenté, il est en outre possible de monter en parallèle, non seulement deux, mais aussi un plus grand nombre de conduits 1 de passage du milieu chauffant. Le cas échéant, on peut également évacuer le milieu chauffant par le même coté que celui par lequel il est amené. Dans ce cas, les con- duits 5 et 8 devraient être disposés l'un au-dessus de l'autre.
Sur la fig. 2, il est représenté une chambre de chauf- fage individuelle 10, qui comporte douze conduits de chauf- fage verticaux 11, montés en parallèle. Ces conduits de chauf- . fage partent de la conduite d'amenée supérieure 12 et dé- bouchent dans la conduite d'évacuation inférieure 13, tandis que le milieu chauffant est introduit par la tubulure 14 et est évacué par la tubulure 15.
Les orifices d'entrée et de sortie 16 et 17 aug- mentent de dimensions à mesure que croit leur distance relativement aux tubulures 14 et 15. Les sections trans- versales sont déterminées de telle manière que les cou- rants en parallèle croissent de façon continue à mesure que croit leur distance à partir de l'ouverture d'entrée.
En même temps, on obtient, par la disposition des conduites d'amenée et d'évacuation 12 et 13, que les pertes de cha- leur sur les bords de la chambre sont complètement com- pensées. Il est par suite possible, par le mode de guidage du milieu chauffant, de chauffer la chambre 10 de façon complètement uniforme, même pour de grandes dimensions.
Dans des cas spéciaux, il peut être nécessaire d'in- verser le sens d'écoulement des courants du milieu chauf-
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fant. Le milieu, chauffant entrerait alors par la tubulure 15 et serait évacué par la tubulure 14. Par le choix de la durée de l'écoulement dans l'un ou l'autre sens, on peut réaliser une chute de température désirée dans le sens vertical de la chambre de chauffage. Il est par suite pos- sible d'effectuer eu.d'influencer d'une manière déterminée le chauffage de la matière à traiter se trouvant à droite et à gauche de la chambre de chauffage.
La.chambre représentée sur la fig. 2 peut, par exemple, être placée comme conduit 1 pour le milieu chauffant dans l'appareil suivant la fig. 1, lorsque les conduits d'amenée et d'évacuation 5 et 8 de cet appareil sont disposés d'un seul coté l'un au-dessus de l'autre.
Le nouveau procédé de chauffage peut avantageusement être appliqué à des appareils pour la distillation à basse température ou la cokéfaction de combustibles solides. Mais il est également possible de chauffer, par le procédé suivant la présente invention, d'autres appareils, par exemple des appareils à tubes pour la distillation de liquides sensibles à des variations de température.
Revendications: