BE460144A - - Google Patents

Description

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  PEBFEOÀ.'EN'l' AU BECH&#'FASE D'AIR COI,'!BUJ:W..1'.f ET AU RlSCHAIJFFAGE DE C#'!BUSTIBLE FLUIDE, NOTAMENT FOUR FOYERS DE   GENERATEURS   DE VABEUR 
Les générateurs de vapeur comportent fréquemment des   réchauffeurs   d'air comburant,   c'et-à-dire   des échangeurs de chaleur réchauffant l'air en refroidis-   sant les gaz et fumées provenant du foyer ; cetteopération peut avoir pour but   essentiel, soit la récupération de la chaleur des fumées, si cette récupération ne peut être réalisée assez complètement au moyen d'un réchauffeur d'eau, soit, pour certaines natures de combustibles, l'amélioration de la combustion.

   D'autre part, quand il s'agit principalement d'assurer une récupération suffisante de la chaleur contenue dans les gaz et fumées produits par la combustion, on réalise prafois, dans les chaudières à combustible gazeux ou liquide, le réchauffage de ce combustible; s'il s'agit d'un combustible gazeux, son réchauffeur est généra-   lement   du même type que le réchauffeur d'air. 



   Dans les installations actuelles, les réchauffeurs d'air ou de combustible sont de types varies.   Mais,   quel que soit leur type. l'appareil est généralement soumis, de par sa conception même, à certaines sujétions géométriques, auxquelles il n'est pas toujours possible de satisfaire, de la façon la plus judicieuse, à la fois pour les deux fluides entre lesquels il doit opérer : gaz et fumées pro- venant du foyer, d'une part, air comburant ou fluide combustible, d'autre part. 

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  Tous les types ne sont d'ailleurs pas adaptés au réchauffage des combustibles gazeux qui. pour la sécurité, exigent des précautions spéciales. Enfin, les réchauffeurs sont placés sur le circuit des fumées, généralement à l'endroit où elles quittent le réchauffeur d'eau ou la chaudière et il faut les raccorder à l'endroit où sera utilisé le fluide réchauffât au moyen de gaines de section importante, lorsqu'il s'agit d'air ou de gaz, et de grande longueur, lorsqu'il s'agit de chaudière à grande production. 



   La présente invention a pour objet un perfectionnement qui évite les inconvénients et difficultés que l'on vient de rappeler, en permettant d'amélio rer les conditions de fonctionnement des réchauffeurs en cause et d'adapter ces appareils, d'une manière très souple, à tous les problèmes qui peuvent se poser. 



  Ce perfectionnement, système P POURCHOT est essentiellement caractérisé en ce que le transfert de la chaleur, du fluide chauffant au fluide chauffé, se fait en deux étapes, par l'intermédiaire d'un fluide auxiliaire, de préférence un liquide ayant une densité et une chaleur spécifique assez élevées; dans un grand nombre de cas l'eau conviendra très bien comme fluide auxiliaire. 



   Le réchauffage se faisant par un fluide intermédiaire, les échangeurs primaires (réchauffage du fluide intermédiaire par les gaz et fumées produits par la combustion), d'une part, les échangeurs secondaires (réchauffage de l'air comburant ou du combustible gazeux ou liquide), d'autre part, pourront, chacun de leur côté, recevoir les dispositions les mieux appropriées aux fluides qui s'y trouvent en travail et aux conditions particulières de leur fonctionnement. 



  Ils pourront respectivement être Installés à l'emplacement le plus favorable et le plus commode, eu égard à leur usage : les échangeurs primaires, de préférence, à Pendrait où les gaz et fumées produits par la combustion quittent la chaudière ou le réchauffeur d'eau, les échangeurs secondaires, de   préférence,   à proximité du foyer où doivent être utilisés le ou les fluides finalement réchauffés (air comburant, combustible), ou, en tout cas, dans les gaines amenant ce ou ces flui- des, sans qu'il soit nécessaire de les détourner de leur parcours normal;

   les échangeurs primaires et les échangeurs secondaires pourront, sans inconvénient, être éloignés les uns des autres,   leurs   liaison pouvant se faire par des tuyau- teries de faible diamètre (donc peu coûteuses et encombrantes), si   l'on .choisit   pour le fluide intermédiaire destiné à circuler dans ces tuyauteries, un liquide de densité et chaleur spécifique élevées* 
On pourra donc bien, grâce au perfectionnement objet de l'invention, adopter pour les échangeurs de chaleur les dispositions et emplacements les mieux appropriés à leurs conditions de fonctionnement et à la nature des fluides en travail. 



   Les figures schématiques ci-jointes se rapportent à des exemples.... donnés à titre non limitatif, de mise en oeuvre du perfectionnement qui fait l'objet de l'invention. Les dispositions particulières de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples, devront être considérées comme faisant partie de l'in- vention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être aussi   bien.   utilisées sans sortir du cadre de celle-ci. 



   Sur les figures ci-jointes, on n'a représenté. que les organes indispen- sables à la compréhension de l'invention, celle-ci étant supposée appliquée à un générateur de vapeur représenté schématiquement par la chaudière proprement dite 1 le foyer 3 et le réchauffeur d'eau 2, qui peuvent affecter des dispositions quel- conques. Mais, bien entendu, l'invention peut être appliquée au réchauffage, au séchage, etc..., de l'air comburant de foyers quelconques, et au réchauffage, au séchage, etc..., du combustible, liquide ou gazeux, de foyers quelconques et non pas seulement aux foyers des générateurs de vapeur,. 



   Dans l'exemple de la fig.1 à l'arrière de la chaudière 1, là où les fu- mées quittent la chaudière ou le réchauffeur d'eau 2, est disposé un échangeur de chaleur 4, dit échangeur primaire, refroidissant les fumées en réchauffant un fluide auxiliaire, par exemple de l'eau: une tuyauterie, 5, relie la sortie (coté fluide auxiliaire) de l'échangeur primaire, à l'entrée (coté fluide auxiliaire) dtua autre échangeur 6, dit échangeur secondaire, qui sert au réchauffage du fluide air comburant, gaz ou liquide combustible, auquel on veut, en définitive, céder la chaleur prélevée aux fumées* Après   s'être   refroidi dans cet échangeur, le fluide auxiliaire sera reconduit, par une tuyauterie 7, à l'échangeur primaire, où il recommencera le cycle. 



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En général, il sera nécessaire de prévoir une pompe de circulation ,8, à intercaler sur le parcours du fluide auxiliaire, pour en fixer le débit à la valeur nécessaire pour que les échanges de chaleur soient les plus élevés possible. Dans la plupart des cas on aura intérêt, et il sera possible, de placer cette pompe sur la tuyauterie 7 qui véhicule le fluide auxiliaire refroidi. 



   Il faudra éviter que ce fluide change d'état du fait des températures qu'il atteindra, et à cet effet le maintenir à une pression convenable; enfin il faudra prévoir sa dilatation. L'installation comprendra généralement un vase d'expansion 9, muni d'une soupape de sûreté 10, réglée à la pression convenable. Si le fluide auxi- liaire est de l'eau, il sera avantageux dans certains cas de substituer au vase dtex- pansion la chaudière elle-même, en la réunissant au circuit du fluide auxiliaire par un tube en u 11, de façon à éviter une circulation d'eau et une change de chaleur entre la chaudière et le circuit du fluide auxiliaire. 



   Un même échangeur primaire, 4, pourra alimenter plusieurs échangeurs secon- daires 6, 6 6", etc..., montés entre eux en parallèle ou en série, suivant les con- ditions thermiques   d'échange,   les débits respectifs des divers circuits placés en parallèle étant réglés au moyen des vannes ou robinets 12 12*, etc...   (Fig.2);   cet- tains des échangeurs secondaires pourront réchauffer de l'air comburant, d'autres pourront réchauffer un-combustible gazeux ou liquide. 



   La   Fig.3   se rapporte à une application particulière de cette disposition t La chaudière 1 est chauffée au gaz, au moyen du brûleur 3. L'échangeur primaire 4 réchauffe l'eau ou autre fluide auxiliaire, dont le débit est partagé entre le ré- chauffeur d'air 6 et le réchauffeur de gaz combustible 6 lequel est placé dans la   gaine d'amenée du gaz ;

   répartition des débits de fluide auxiliaire se fait au   moyen des vannes 12 et 12 
Plus généralement, plusieurs échangeurs primaires 4, 4', 4", etc placés sur des chaudières distinctes, pourront être raccordés, pour alimenter simultanément plusieurs circuits parallèles d'échangeurs secondaires, la répartition du fluide   en-   tre les échangeurs primaires se faisant au moyen des vannes 13, 13 13",   etc....,     (Fig.4).   
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  R e v e n d i c a t i o n s :

Claims (1)

1- Perfectionnement au réchauffage d'air comburant et au réchauffage de com- bustible fluide, notamment pour foyers de générateurs de vapeur, caractérisé en ce que le transfert de la chaleur, du fluide chauffant au fluide chauffé, se gait en deux étapes, par l'intermédiaire d'un fluide intermédiaire, les échangeurs primaires (réchauffage du fluide intermédiaire, par les gaz et fumées produits par la combus- tion), dtune part, et les échangeurs secondaires (réchauffage de l'air comburant ou du combustible fluide, ou des deux, par le fluide intermédiaire provenant des échan- geurs primaires), dtautre part, recevant alors, chanua de leur côté,

les dispositions et l'emplacement les mieux appropriés aux fluides qui s'y trouvent en travail et aux conditions particulières de leur fonctionnement* 2- Mode de réalisation du perfectionnement suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le fluide intermédiaire est un liquide ayant une densité et une chaleur spécifique assez élevées, de l'eau par exemple, de manière que les tuyaute- ries de liaison entre les échangeurs primaires et secondaires puissent être réalisées avec un faible diamètre, 3- Mode de réalisation du perfectionnement suivant la revendication 1 et éventuellement suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pompe de circula- tion est disposée sur le parcours du fluide intermédiaire, permettant de fixer le dé- bit de ce fluide à la valeur nécessaire, cette pompe étant, de préférence,

montée au point où le fluide intermédiaire est le plus froid.

4- Mode de réalisation du perfectionnement suivant la recendication 1 et éventuellement suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le circuit du fluide intermédiaire comporte un vase d'expansion, muni d'une soupape de sûreté, le rôle du vase d'expansion pouvant, lorsqu'il s'agit d'une installation de générateur de vapeur, être joué par la chaudière elle-même, celle-ci étant alors réunie au cir- cuit du fluide intermédiaire par un tube en U de façon à éviter une circulation d'eau et un échange de chaleur entre la chaudière et le circuit du fluide intermédiaire. <Desc/Clms Page number 4>

5- mode de réalisation du perfectionnement suivant la revendication 1 et éventuellement suivant les revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce qu'un même échangeur primaire alimente plusieurs échangeurs secondaires montés entre eux en série ou en parallèle suivant les conditions des échanges thermiques, les débits des divers circuits en parallèle pouvant être réglés par des vannes ou robinets.

6- Mode de réalisation du perfectionnement suivant la revendication 1 et éventuellement suivant les revendications 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que plusieurs échangeurs primaires chauffés respectivement par des gaz et fumées provenant de foyers distincts, sont raccordés en parallèle pour alimenter simultanément plusieurs circuits d'échangeurs secondaires, la répartition du fluide intermédiaire entre les échangeurs primaires et éventuellement entre les échangeurs secondaires pouvant être réglée par des vannes ou robinets*