<Desc/Clms Page number 1>
Echauffeur d'air.
L'invention a pour objet un échauffeur d'air destiné à échauffer de l'air allant dans une installation utilisant de l'air chaud aussi bien que l'air servant de fluide'de travail dans une installation thermique de force motrice et dans laquelle il circule en circuit fermé tout au moins en majeure partie. Des installations envisagées pour l'utilisation de l'air chaud sont par exemple les hauts-fourneaux.
<Desc/Clms Page number 2>
L'air retournant dans une :installation thermique de force motrice du genre indiqué à l'échauffeur d'air, possède généralement encore une température de 300 à400 C. Afin qu'il soit possible d'utiliser la chaleur encore contenue dans les gaz de combustion sortant de l'échauffeur, on prévoit le plus souvent encore des réchauffeurs pour l'air de combustion nécessaire à l'échauffeur. Malgré cela et en particulier lorsqu'il s'agit de combustibles pauvres en calories, la température des gaz de combustion est fréquemment encore trop élevée.
Afin qu'il soit possible, dans un échauffeur d'air du genre indiqué, d'obtenir non seulement de basses températures des gaz de combustion, mais également un rendement élevé de l'ensemble de l'échauffeur d'air, l'échauffage suivant l'invention de l'air allant au réseau d'utilisation a lieu dans un système de chauffage qui se trouve au moins en partie dans une zone de température des fumées inférieure à celle régnant dans la zone où est logé le système de chauffage destiné à l'air circulant dans le circuit de l'installation thermique de force motrice.
Le système de chauffage de l'air à utiliser peut alors être subdivisé en deux groupes connectés en série et dont l'un se trouve placé dans la zone de la plus basse température et l'autre dans la zone de la plus haute température des fumées, et le système de chauffage pour l'air circulant dans le circuit de l'installation thermique de force motrice peut alors être intercalé entre ces deux groupes.
Le dessin représente à titre d'exemple et schématiquement des modes d'exécution d'échauffeurs d'air ayant les caractéristiques de l'invention.
La f ig. 1 montre un échauffeur d'air comportant deux groupes d'un système pour le chauffage de l'air destiné à des hauts-fourneaux et un système de chauffage, intercalé entre les deux groupes en question, et destiné à l'air servant de fluide de travail dans une installation thermique de force motrice.
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 2 montre un échauffeur d'air comportant deux systèmes pour le chauffage de l'air.destiné à des hauts-fourneaux et deux groupes, intercalés entre ces systèmes, et faisant partie d'un système,, de chauffage pour l'air servant de fluide de travail dans une instal- lation thermique de force motrice.
Dans la fig. 1, 1 désigne un haut-fourneau et A une installa- tion thermique de force motrice actionnée par de l'air chaud circulant en circuit fermé. Cette installation comporte une turbine 2 à laquelle l'air chaud arrive d'un système de chauffage 3. Ce dernier forme une partie d'un échauffeur d'air B qui comporte un second système de chauf- fage subdivisé en deux groupes 4 et 5. Vu en direction de la circula- tion des gaz de chauffage traversant l'échauffeur B, le système de chauffage 3 est intercalé entre les deux groupes 4 et 5, connectés en série, de l'autre système de chauffage. Les groupes 4 et 5 sont desti- nés au chauffage de l'air nécessaire au haut-fourneau 1, aspiré par une soufflerie 6 et refoulé dans les groupes de chauffage 4,5.
L'air détendu sortant de la turbine 2 passe successivement dans un échangeur de chaleur 7, un préréfrigérateur 8 et ensuite dans un compresseur 9, actionné par la turbine 2 et comportant trois carters avec deux réfrigérateurs 10 intercalés. Ce compresseur ramène l'air à une pression plus élevée. Cette fraction d'air de pression plus élevée traverse l'échangeur de chaleur 7 où la fraction d'air détendue, venant de la turbine 2, lui cède de la chaleur. La fraction d'air ainsi rame- née à une température plus élevée traverse finalement le système de chauffage 3 qui l'amène à la température d'admission pour la turbine 2.
Pour être complet il convient d'indiquer que 11 désigne un appareil d'utilisation de puissance, actionné par la turbine 2 et constitué par une génératrice, et que 12 désigne un moteur alimenté en courant par la génératrice 11 et qui actionne la soufflerie 6.
L'échauffeur d'air B sert donc aussi bien au chauffage de l'air chaud nécessaire au haut fourneau 1, qu'au chauffage de l'air circulant en circuit fermé dans l'installation thermique de force
<Desc/Clms Page number 4>
motrice A. Dans la partie de l'échauffeur B, où règne la plus basse groupe de température des gaz de combustion, est disposé le groupe de chauffage 4 dans le- quel l'air venant de la soufflerie 6 et amené au haut-fourneau 1, est échauffé jusqu'à un certain degré. Le système de chauffage central 3 sert à chauffer l'air nécessaire à la turbine aérodynamique 2, et le groupe de chauffage 5, exposé aux températures les plus élevées des gaz de combustion, est destiné à porter l'air du haut-fourneau à sa tempé- rature finale.
La disposition du système de chauffage 3 entre les groupes 4 et 5 du second système de chauffage offre l'avantage que les gaz de combustion sont largement refroidis et qu'il ne règne qu'une pression intérieure relativement faible dans le groupe de chauffage 5, exposé aux températures les plus élevées des gaz de combustion, car on sait qu'il suffit de comprimer l'air des hauts-fourneaux à quelques atmosphères tout au plus, de sorte que pour le groupe de chauffage 5 l'on peut admettre pour les parois des températures élevées par suite de la faible pression intérieure.
Au lieu de prévoir un moteur spécial pour la soufflerie 6 du haut-fourneau, on pourrait également actionner celle-ci à l'aide de la turbine aérodynamique 2. On peut également prévoir à cet effet un dispositif d'entraînement totalement indépendant de l'installation thermique de force motrice, par exemple une machine à vapeur.
Le mode d'exécution que montre la fig. 2 ne se distingue du mode d'exécution précédemment décrit que par le fait que le système de chauffage de l'air circulant dans le circuit fermé de l'installation thermique de force motrice se compose de deux groupes 13 et 14. Vus dans la direction de circulation des gaz de combustion à l'intérieur de l'échauffeur d'air C, ces deux groupes 13 et 14 sont également intercalés entre les deux groupes 15 et 16 de l'autre système de chauf- fage dans lequel l'air destiné au haut-fourneau, arrivant par une con- duite 17 et partant par une conduite 18, est amené à la température finale nécessaire.
Par rapport à l'air allant au réseau d'utilisation et à chauf- fer les deux groupes 13 et 14 sont connectés en parallèle. Mais il est
<Desc/Clms Page number 5>
également possible de les connecter en série.
Le système de chauffage pour l'air de l'installation thermique .peut se composer d'un nombre de groupes supérieur à deux, tous connec- t'és en parallèle ou en série, ou une partie en parallèle et l'autre partie en série. Même chaque groupe du système d'échauffage pour l'air du haut-fourneau peut être composé de plusieurs faisceaux tubulaires.
Les faisceaux de chaque groupe peuvent être connectés en parallèle ou en série, ou une partie en parallèle et l'autre partie en série.
Le chauffage de l'air allant au réseau d'utilisation peut, dans certaines conditions, être réalisé dans un seul groupe de tubes.
Ce système de chauffage doit alors être reporté dans une zone où les températ,ures des gaz de combustion sont moins élevées que celle de la zone dans laquelle est logé le système de chauffage pour l'air circulant dans le circuit fermé de l'installation thermique de force motrice.
La transmission de la chaleur dans les systèmes de chauffage ou dans les groupes des systèmes de chauffage peut avoir lieu en contre- courant, ou par circulation des fluides en sens unique, ou en contre- courant pour une partie et en courant à sens unique pour l'autre partie.
De préférence, la transmission de la chaleur a lieu en circulation à sens unique dans le domaine des températures les plus élevées des gaz de combustion, et en contre-courant dans le domaine des températures les plus faibles des gaz de combustion.
L'invention est applicable aussi bien aux échauffeurs com- portant un foyer à poussier de charbon qu'à ceux alimentés par des com- bustibles liquides ou solides. D'autre part, pour l'application de l'in- vention, il importe peu que le fluide de travail de l'installation ther- mique de force motrice circule dans un circuit intégralement fermé, ou seulement fermé dans sa plus grande partie.