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"CHAUFFE-VENT OU ECHANGEUR DE CHALEUR ANALOGUE TRAVAILLANT D'APRES LE PROCEDE PAR REGENERATION"
Les appareils à chauffer le vent ou échangeurs de chaleur analogues, dans lesquels tant la matière qui cède de la chaleur, que celle à laquelle la chaleur est cédée, sont des gaz, et où se présentent des températures bien supérieures à celles pour lesquelles les aciers particulièrement résistants aux hautes températures, entrent encore en ligne de compte pour la construction, doivent être construite en briques ré-
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fractaires et travailler d'après le procédé par régénération.
U'est pourquoi il faut toujours au moins deux corps qui sont alternativement chargés et déchargés, c'est-à-dire qui, à tour de rôle, absorbent de la chaleur des gaz de chauffe, eumagasi- nent cette chaleur, puis la rétrocèdent au gaz à chauffer.
Pour chauffer, on se sert de gaz de chauffe, qui sont produits dans une chambre de combustion et amenés soit par le tirage- naturel d'une cheminée, soit par un ventilateur, le long du briquetage des échangeurs de chaleur. En général, chaque corps c'échangeur à, sa propre chambre de combustion. Au moment du changement de corps, on change donc non seulement d'échangeur de chaleur, mais aussi de chambre de combustion, et à travers l'espace qui se trouvait un instant auparavant sous l'action du feu, on souffle le gaz à échauffer, par exemple de l'air.
Il s'est révélé avantageux, en particulier par exemple dans les appareils à chauffer le vent pour les hauts fourneaux, de produire sous pression les gaz de chauffe et de les amener sur le briquetage à une grande pression et une grande vitesse. Cela permet de réduire très notablement toutes les dimensions des appareils, vu que par l'élévation de la pression, la combustion est accélérée, la transmission de chaleur améliorée et les sections de passage nécessaires réduites. C'est avant tout le cas également pour la chambre de combustion et pour les dispositifs de commutation des gaz chauds.
Si en outre l'on maintient la pression dans la chambre de combustion et dans les carneaux à peu près égale à la pres- sion du vent, on obtient un autre avantage important, savoir que, pour la commutation, on n'a plus besoin d'attendre que la contenu de la chambre de combustion et des appareils à chauf- fer le vent soit arrivé à la pression du vent ou que ce contenu se soit détendu jusqu'à la pression atmosphérique régnant dans
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la. dite chambre et les dits appareils ; enraison de la faible valeur des différences de pression, la commutation peut plutôt s'effectuer sans aucun délai. Il devient possible de faire travailler la chambre de combustion sans interruption, et de conduire les gaz de chauffe produits alternativement aux échangeurs de chaleur.
L'invention a pour objet un appareil à chauffer le vent d'après le procédé par régénération (Cowper) dans lequel le foyer et les gaz de chauffe sont sous une pression notable- ment supérieure à la pression atmosphérique et qui pour plu- sieurs, mais au moins deux:, échangeurs de chaleur travaillant successivement, possède une chambre de combustion commune four- nissant alternativement les gaz de chauffe pour les échangeurs de chaleur présents.
Le dessin annexé représente schématiquement à titre d'exemple une installation suivant l'invention, donc à chambre de combustion sous pression. Au dessin, 1 et 2 désignent les échangeurs de chaleur, 3 à 10 les dispositifs de commutation, 11 la chambre de combustion commune. Cette chambre 11 reçoit le mélange combustible-air (12-13) de deux compresseurs 15,16, qui sont actionnés par exemple par une turbine à gaz 17.
Le gaz moteur de la. turbine est constitué par les gaz de chauffe eux-mêmes, à haute pression et encore chauds. Dans presque tous les cas de la pratique, la turbine à gaz peut fournir seule le travail de compression lorsque la température des gaz moteurs est voisine de 5000 et leur pression d'au moins les trois quarts de la pression finale des compresseurs.
Pour utiliser pleinement la température des gaz de chauffe, on peut encore prévoir à l'aval de la turbine à gaz un ré- chauffeur 18 pour le gaz à chauffer. Cet appareil est un ré-
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cupérateur; en raison des faibles températures, il peut être construit en métal et n'a pas besoin d'être commuté.
Pour le démarrage et le réglage de la turbine, et pour fournir éventuellement la puissance qui manquerait à la dite turbine, on prévoit en outre un moteur auxiliaire 19.
A l'aide de la conduite de jonction et de la soupape de ré- glage 14 on peut régler la température du vent ; à l'aide de la conduite reliant la chambre de combustion 11 à la turbine 17 et de la soupape de réglage 20, on peut régler la température des gaz de chauffe et celle des gaz moteurs avant leur admis- sion dans la turbine à gaz. Mais la commutation de la chambre de combustion commune de l'un des échangeurs de chaleur sur l'autre peut aussi s'effectuer en fonction du degré d'ouver- ture de ces soupapes.
Elle peut toutefois aussi se faire directement à partir de la température de la grille de briques réfractaires, de celle des gaz de chauffe ou de celle de l'air à sa sortie de l'échangeur de chaleur, en faisant actionner par exemple les registres de commutation par un thermostat, dès que la température des gaz de chauffe à la sortie de l'échangeur de chaleur dépasse vers le haut une certaine valeur, vu que le briquetage est chaud et ne peut plus absor- ber de chaleur, ou bien dès que la température du vent à la sortie de l'échangeur tombe au-dessous d'une certaine limite, car alors le briquetage a cédé toute sa chaleur et ne peut plus en céder d'autre.
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"WIND-HEATER OR SIMILAR HEAT EXCHANGER WORKING ACCORDING TO THE REGENERATION PROCESS"
Wind heaters or similar heat exchangers, in which both the material which gives off heat, and that to which the heat is transferred, are gases, and where temperatures are present much higher than those for which steels particularly resistant to high temperatures, are still taken into account for the construction, must be built in bricks.
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fractals and work according to the regeneration process.
This is why there must always be at least two bodies which are alternately charged and discharged, that is to say which, in turn, absorb heat from the heating gases, store this heat, then retrocede it. gas to heat.
For heating, heating gases are used, which are produced in a combustion chamber and brought either by the natural draft of a chimney or by a fan, along the brickwork of the heat exchangers. In general, each body has its own combustion chamber. At the time of the change of body, we therefore change not only the heat exchanger, but also the combustion chamber, and through the space that was a moment previously under the action of fire, we blow the gas to be heated , for example air.
It has been found to be advantageous, in particular, for example, in wind heaters for blast furnaces, to produce the heating gases under pressure and to bring them to the brickwork at a high pressure and a high speed. This makes it possible to reduce all the dimensions of the apparatus very notably, since by the increase in pressure, combustion is accelerated, the heat transmission improved and the necessary passage sections reduced. This is above all also the case for the combustion chamber and for the hot gas switching devices.
If, furthermore, the pressure in the combustion chamber and in the flues is kept approximately equal to the pressure of the wind, another important advantage is obtained, namely that, for switching, there is no longer any need for wait until the contents of the combustion chamber and the wind-heaters have reached the pressure of the wind or until these contents have relaxed to the atmospheric pressure prevailing in the
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the. said chamber and said apparatus; Rather, due to the small value of the pressure differences, switching can take place without any delay. It becomes possible to operate the combustion chamber without interruption, and to conduct the heating gases produced alternately to the heat exchangers.
The object of the invention is an apparatus for heating the wind according to the process by regeneration (Cowper) in which the furnace and the heating gases are under a pressure appreciably higher than atmospheric pressure and which for several, but at least two :, heat exchangers working successively, have a common combustion chamber alternately supplying the heating gases for the heat exchangers present.
The appended drawing shows schematically by way of example an installation according to the invention, therefore with a pressurized combustion chamber. In the drawing, 1 and 2 denote the heat exchangers, 3 to 10 the switching devices, 11 the common combustion chamber. This chamber 11 receives the fuel-air mixture (12-13) from two compressors 15, 16, which are operated for example by a gas turbine 17.
The engine gas of the. turbine is formed by the heating gases themselves, at high pressure and still hot. In almost all cases of practice, the gas turbine alone can provide the compression work when the temperature of the driving gases is close to 5000 and their pressure at least three quarters of the final pressure of the compressors.
To fully utilize the temperature of the heating gases, a heater 18 for the gas to be heated can also be provided downstream of the gas turbine. This device is a re-
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grower; Due to the low temperatures, it can be constructed of metal and does not need to be switched.
For starting and adjusting the turbine, and to possibly supply the power which would be lacking in said turbine, an auxiliary motor 19 is also provided.
By means of the junction pipe and the regulating valve 14 the temperature of the wind can be regulated; by means of the pipe connecting the combustion chamber 11 to the turbine 17 and the regulating valve 20, it is possible to adjust the temperature of the heating gases and that of the driving gases before their admission into the gas turbine. However, the switching of the common combustion chamber from one of the heat exchangers to the other can also take place depending on the degree of opening of these valves.
However, it can also be done directly from the temperature of the refractory brick grid, that of the heating gases or that of the air at its outlet from the heat exchanger, for example by activating the dampers. switching via a thermostat, as soon as the temperature of the heating gases at the outlet of the heat exchanger exceeds a certain value upwards, since the brickwork is hot and can no longer absorb heat, or as soon as the temperature of the wind at the outlet of the exchanger falls below a certain limit, because then the brickwork has given up all its heat and cannot give up any more.