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La présente invention a trait à des échangeurs de chaleur ou à des appareils récupérateurs de chaleur connus sous cet autre nom d'économiseurs ou de réchauffeurs d'air qui sont nécessaires aux générateurs de vapeur à grand rendement, pour récupérer la chaleur ou la proportion la plus grande possible de la chaleur contenue dans les gaz perdus qui quittent la surface génératrice de vapeur proprement dite.
La température de ces gaz doit être nécessairement plus élevée que celle de la vapeur contenue dans les tubes ou le corps du générateur afin de créer une "chute de température", néces- saire à la transmission de la chaleur; tandis que, pour obtenir le rendement maximum, il serait nécessaire de réduire la température des gaz sortantsau moyen d'appareils de récupération de chaleur jusqu'à la température à la- quelle l'air comburant pénètre dans le système, c'est-à-dire à la tempéra - ture de l'atmosphère-ambiante, indépendamment du type du combustible utili- sé, qu'il soit solide, liquide ou gazeux.
Il était antérieurement impraticable de construire ou d'exploiter l'appareil de récupération de chaleur de manière à donner aux gaz une tempé- rature finale résultante dépassant de moins d'environ 200 F la température atmosphérique ambiante; si la température de l'atmosphère était de 60 F, la température pratique finale la plus basse des gaz aurait été d'environ 260 F et dans la grande majorité des cas, pour éviter les difficultés, la température, des gaz sortants n'aurait pas été réduite en dessous de 300 F.
Dans les cas où des tentatives furent faites pour obtenir une aug- mentation du rendement en réduisant la température des gaz sortants, il se produisit une corrosion acide des surfaces balayées par les gaz, corrosion qui eut pour effet soit d'entraver le fonctionnement de l'installation à cau- se de l'accumulation résultante de dépôts et de produits de la corrosion, menant à l'engorgement des passages à gaz, soit de provoquer l'effondrement et la défaillance des surfaces elles-mêmes, à cause de la perte de métal.
C'est un fait d'expérience courante que la corrosion progresse à une vites- se croissante à mesure qu'augmente l'âge de l'installation, si bien que la durée de vie des pièces successivement renouvelées diminue progressivement si l'on recourt au renouvellement comme au moyen d'assurer la continuité du fonctionnement.
Les recherches de la demanderesse ont établi qu'une grande part de la corrosion est due au dépôt ou à la formation d'acide sur les surfaces balayées par les gaz et, principalement, d'acide sulfurique, bien que la présence d'autres acides ne soit pas exclue, et que l'effet de corrosion est le plus marqué aux endroits où la température du métal tombe dans la région ou l'intervalle de 200 F à 240 F, ou dans le voisinage de cet inter- valle. Il apparaît donc que les tentatives visant à réduire la température des gaz sortants en dessous de 300 F ou même, dans certains cas, à une va- leur dépassant ce chiffre, ont eu pour conséquence qu'une partie ou des par- ties de la surface se sont trouvées, en régime, à une température du métal située dans l'intervalle de corrosion susmentionné.
Cet effet est encore plus marqué du fait de la teneur en souffre augmentée ou en augmentation des combustibles présentement employés qui, pour cette raison, auraient été refusés antérieurement.
Selon l'invention, l'appareil de récupération de chaleur est agen- cé de manière que la pellicule adhérente d'acide et de produits de la cor- rosion puisse être enlevée à des intervalles fréquents par l'application d' un courant ou d'un rideau d'eau, réglé à une température appropriée si c' est nécessaire, tandis que l'appareil fonctionne et que les gaz passent sur la surface.
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La demanderesse sait que des tentatives ont été antérieurement faites d'enlever les accumulations de,dépôts par l'application de grandes quantités d'eau amenées sur'toute la surface de l'appareil de récupération de chaleur, mais.ces tentatives menèrent à un échec à cause de la grande quantité de vapeur produite à partir de l'eau de lavage, ce qui donnait lieu à une surcharge de l'installation de tirage et gênait donc le fonction- nement de l'installation, et, chose plus importante, à cause du fait que l'effet de refroidissement de l'eau de lavage amenée sur tout l'appareil, sans réglage, donnait lieu à la contraction rapide des pièces travaillant à la pression et provoquait des fuites aux joints.
Selon l'invention, en outre, on fait usage de tuyaux d'amenée d' eau montés de manière coulissante ou rotative; et, de préférence, disposés normalement aux tubes ou aux organes de l'appareil de récupération de cha- leur, de manière qu'un courant considérable d'eau de lavage, qui, toutefois, ne couvre simultanément qu'une bande relativement étroite de l'appareil de récupération de chaleur, puisse être amené sur ce dernier, tandis qu'on fait généralement usage d'une trémie ou de trémies avec des tuyaux de sor- tie de capacité convenable, de façon que le liquide effluent soit évacué de l'appareil et ne puisse passer avec le courant gazeux vers le conduit de sortie et l'installation de tirage, que ce tirage soit naturel-ou mécanique.
Tant que des précautions appropriées sont prises pour limiter la largeur du courant d'eau à la bande relativement mince susmentionnée, et pour maintenir le courant en mouvement sur la surface par tout moyen appro- prié, on trouve que la pellicule d'acide peut être rapidement enlevée sans effet de refroidissement appréciable.
En outre, pour, par exemple, la partie de réchauffement de l'air de l'appareil de récupération de chaleur, où les sections du métal sont com- parativement minces et où le refroidissement local peut donner lieu à la fissuration ou à d'autres dommages, la température de l'eau de lavage peut être réglée de manière qu'elle ne diffère pas de manière importante de celle de la surface à traiter.
De cette façon, en enlevant la pellicule d'acide à des intervalles fréquents alors que l'installation fonctionne, il est possible d'empêcher ou de réduire fortement la corrosion et l'engorgement et d'obtenir un fonc- tionnement continu à une température des gaz inférieure à celle qui était antérieurement praticable et, donc, d'augmenter le rendement.
Il est maintenant fait référence aux dessins annexés comme à un exemple de mise en oeuvre de l'invention.
La figure 1 est une section de l'appareil.
La figure 2 est une élévation.
La figure 3 est une élévation en section à grande échelle d'une partie de l'appareil.
La figure 4 est une vue dans laquelle le coté gauche est une sec- tion suivant la ligne IV-IV de la figure 3 et le côté droit est une demi- élévation terminale.
La figure 5 est une section suivant la ligne V-V de la figure 3.
La figure 6 est une vue de détail à grande échelle d'un tube arro- seur à eau.
La figure 7 est une section du tube de la figure 6.
Dans les dessins annexés, un échangeur de chaleur ou économiseur de combustible est représenté qui comporte des bancs de tubes horizontaux 1
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disposés au-dessus d'une trémie 2 comportant des tuyaux de sortie 3 destinés à évacuer le liquide effluent. Les enveloppes sont pourvues de nervures ou de chicanes de déviation inclinées 4, destinées à limiter aux tubes 1 de l'échangeur l'effet de l'eau de lavage et à empêcher la création de poches d'eau restant en contact avec les tôles d'enveloppe.
Dans l'appareil repré- @ senté, le courant des gaz chauds s'écoule en descendant sur les tubes 1 et quitte l'appareil par la sortie 5 située au-dessus de la trémie 2 ; une pla- que de déviation inclinée ou une chicane inclinée 6 est utile pour diriger le liquide effluent vers le fond de la trémie 2, hors du courant des gaz.
L'eau de lavage est menée par un tuyau distributeur ou principal
7, réglé par un robinet-vanne principal 8; des tuyaux d'apport subsidiaires
9 sont raccordés au tuyau principal 7 et chacun d'entre eux est réglé par son propre robinet-vanne 10; les tuyaux subsidiaires 9 sont raccordés à des têtes d'arrosage à eau 11.
Les têtes d'arrosage à eau 11 sont représentées en détail et à grande échelle, figures 3 et 4; chacune d'entre elles consiste en un tuyau' d'entrée façonné'12, portant un presse-étoupe 13 dans lequel est monté pour tourner le tuyau d'arrosage proprement dit 14. Une plaque 15, formant palier de butée, à laquelle le tuyau d'entrée 12 est attaché, est agencée de manière à recevoir un collet de butée 16 monté sur le tuyau d'arrosage
14; ce dernier porte aussi un bras de manivelle 17.
Chaque tuyau d'arrosage 14 comporte aussi, à son extrémité éloig- née, un siège obturant pour bout conique, aménagé dans un coussinet terminal
18 qui comporte un couvercle amovible 19. L'utilité de cet agencement est qu'il permet de retirer ou de monter à nouveau un tuyau d'arrosage 14 alors que l'échangeur de chaleur fonctionne, en démontant et en enlevant le tuyau d'entrée 12, après quoi le tuyau d'arrosage 14 peut être retiré, une fois qu'un couvercle 20 de la plaque formant palier de butée a été desserré.
Les becs 21 du tuyau d'arrosage, représentés en détail figures 6 et 7, ont de préférence une forme hémisphérique creuse et comportent une fente ou un passage 22 comparativement étroit, par lequel l'eau de lavage sort en un courant mince, largement dispersé; le bec 21 comporte aussi une ouverture plus grande 23 au point le plus bas, de manière que les particules ' de scorie de laminoir ou d'autres crasses puissent être évacuées au lieu de rester et de boucher le bec.
Les tuyaux d'arrosage 14 sont amenés à osciller sur un arc convena- ble de mouvement par le moyen de bielles ou de tringles 24, reliant les bras de levier 17 à une tringle d'actionnement principale 25 qui est action- née par un disque tournant portant un goujon 26 logé dans une fente 27 du disque, ce qui permet de régler la course. Le disque tournant peut être ac- tionné par tout moyen convenable, tel qu'un moteur électrique pourvu d'un dispositif réducteur; une vitesse de rotation convenable est celle qui est comprise entre 5 et 15 tours par minute.
Si l'on actionne en séquence les vannes de réglage 10 alors que - les tuyaux d'arrosage 14 oscillent, la totalité de la surface extérieure de l'échangeur de chaleur peut être soumise à l'action de l'eau de lavage, tan- dis qu'à tout moment donné, le courant d'eau agit seulement sur une bande comparativement étroite et les gaz chauds passent sur le restant.
Bien que la forme de l'éohangeur soit la forme communément connue sous le nom d'économiseur, l'appareil décrit est également applicable à un réchauffeur d'air ou à tout échangeur de chaleur destiné à la récupération de la chaleur de fumées, les détails de construction décrits sont suscepti- bles d'être modifiés pour les approprier aux circonstances, pour autant que
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l'on obtienne le même résultat.
REVENDICATIONS.
1. Appareil de récupération de chaleur agencé de manière que la pellicule adhérente d'acide et de produits de la corrosion puisse être en- levée à des intervalles fréquents par l'application d'un courant ou d'un rideau d'eau, réglé à une température appropriée si c'est nécessaire, tan- dis que l'appareil fonctionne et que les gaz passent sur les surfaces.