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La présente invention se rapporte à des échangeurs de chaleur et particulièrement à un système de recirculation de gaz tel que celui qu'on utilise conjointement avec un é- changeur de chaleur rotatif à régénération comportant deux zones primaire et secondaire de chauffage d'air.
Dans un échangeur de chaleur rotatif à régénération un rotor cylindrique comporte des compartiments qui contien- nent des plaques métalliques de transfert de chaleur qui, lorsque le rotor tourne, sont d'abord exposées aux gaz de chauffage puis disposées dans un passage d'air pour communi- quer la chaleur absorbée à l'air de refroidissement qui les traverse. Le rotor est entouré par une enveloppe munie de pla ques d'extrémités où de plaques à secteurs comportant des ouvertures permettant l'écoulement de gaz chaud et d'air de refroidissement à travers elles.
Le rotor d'un échangeur de chaleur rotatif à régé- nération peut avoir une zone primaire de chauffage de l'air et une zone secondaire en y créant deux sections indépendan- tes à travers lesquelles de l'air et du gaz peuvent circuler en quantités nécessaires pour obtenir des courants séparés d'air aux diverses températures désirées, comme par exemple de l'air primaire et de l'air secondaire pour la combustion de combustible. Un préchauffeur d'air de ce type est décrit dans le brevets des Etats-Unis d'Amérique n 2.347.857 dépo- sé le 15 octobre 1941 et constitue l'appareillage de base comportant le système de recirculation conforme à la présente ' invention.
Ordinairement, une chaudière ayant un'économiseur est disposée de telle façon que tous les produits gazeux de
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combustion qui sortent de l'économiseur traversent l'echan- geur de chaleur (par exemple le pré-chauffeur d'air-) vers un ventilateur producteur de courant. Sur le côté air de l'échan- geur de chaleur, de l'air provenant d'un ventilateur à courant forcé traverse l'échangeur de chaleur où il absorbe de la cha- leur du gaz avant de continuer jusqu'au point d'utilisation.
Les températures usuelles des gaz de l'économiseur varient de 343 à 399 0 et, après traversée de l'échangeur de chaleur elles sont réduites à 135-163 C, la chaleur du gaz étant cé- dée à l'air secondaire qui est pré-chauffé à des températu- res entre 260 et 315 C. Très souvent, du charbon humide dans les broyeurs d'une chaudière chauffée au charbon exige une température quelque peu plus élevée de l'air primaire, de 343 à 399 C pour sécher le charbon correctement et maintenir sa finesse, afin qu'il brûle dans la zone correcte à l'inté- rieur du foyer. En conséquence, un pré-chauffeur capable de fournir simultanément plusieurs degrés d'air pré-chauffé est essentiel pour un système de ce genre et constitue la base de la présente invention.
Comme pour l'air primaire, il faut des températures de 343 à 399 C, du gaz à haute température est prélevé en a- mont de l'économiseur ou de quelqu'autre aone semblable de la chaudière où la température doit être de 427 à 538 C; afin de produire une réserve suffisante de température à l'intérieur du pré-chauffeur d'air pour effectuer le transfert de chaleur désiré. Si l'efficacité thermique de la section d'air primaire du rotor est sensiblement la même que l'efficacité thermique de la section d'air secondaire, le gaz quittant la section d'air primaire sera à 204-315 C au lieu de 135-163 C pour les gaz quittant la section d'air secondaire.
Si alors les deux courants de gaz sont mélangés, la température moyenne du gaz quittant le pré-chauffeur sera plus élevée qu'il n'est
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nécessaire, ce qui proluira une perte d'efficacité 'pour la chaudière. En outre, lorsqu'on prélève du gaz à haute tempéra- ture à l'avant de l'économiseur, en quantité d'environ 20% @ du gaz total, le débit massif sur l'économiseur sera'diminué et affectera le comportement de l'économiseur. L'effet que l'on peut prévoir, d'une façon générale, est une élévation moins grande de la température de l'eau, ce qui, à son tour, exige la combustion d'une plus grande quantité de combustibla ou cause une perte d'efficacité de la chaudière.
En conséquence,un but général de la présente inven- tion est d'utiliser efficacement le contenu thermique des gaz d'échappement à température élevée provenant d'une zone d'air primaire d'un pré-chauffeur d'air à zones de températures.
Un autre but de la présente invention est de procurer une disposition selon laquelle le gaz de la section primaire d'un pré-chauffeur dtair à zones de températures peut être ramené la chaudière en amont de l'économiseur pour rétablir le débit massif à travers ce dernier.
L'invention sera mieux comprise au cours de la des- cription détaillée suivante d'une forme d'exécution donnée à titre d'exemple en se référant au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 montre schématiquement en élévation latérale, une installation de chaudière utilisant la,présen- @ te invention; @ - la figure 2 est une vue fragmentaire, en plan, du rotor du réchauffeur d'air rotatif.
Si on se reporte plus¯,particulièrement à lafigure 1, l'installation représentée comprend une chaudière 10 qui peut être de tout type désiré, et qui comporte un foyer 12 agencé pour la combustion de charbon en poudre comme combus- tible. Les produits de la combustion, après être sortis du
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foyer 12, passe sur un surchauffeur 14 puis sur un économi- seur 16 avant de passer dans la conduite 20 conduisant au côté gaz d'un pré-chauffeur d'air à zones de températures 26.
Le pré-chauffeur d'air représenté schématiquement est un pré-chauffeur d'air rotatif à régénération et à zones µle températures, caractérisé par un rotor 21 qui comporte des zones de températures séparées disposées concentriquement, in- ternes et externes 24, 25 à travers l'une desquelles on peut faire circuler de l'air ou du gaz en quantités voulues pour obtenir des courants d'air séparés aux diverses températures désirées.
La quantité de chaleur communiquée aux volumes d'aii qui traversent les deux zones de chaleur séparées du pré- chauffeur peut être modifiée en prévoyant des superficies différentes de transfert de chaleur dans les sections primai* re et secondaire 24 et 25.
Les registres 32 et 34 dans les conduites reliées au passage de gaz adjacent à l'économiseur et en amont de celui-ci règlent le volume de gaz à haute température à di- riger vers ou en provenance de la section primaire 24 du pré-chauffeur d'air. Un registre 36 adjacent à la sortie de gaz primaire peut être réglé pour la régulation de la quanti* té du gaz d'échappement de la section primaire 24 qui doit être remis en circulation par le ventilateur 40 pour revenir à travers la conduite 42 à l'économiseur 16.
Un registre 38 établi dans la conduite d'arrivée 44 à la section primaire 24 peut être ouvert pour relier la con- duite 44 et l'arrivée de gaz 20 afin de fournir aux deux sec- tions, primaire et secondaire du gaz provenant de l'économi- seur pour qu'elles fonctionnent comme un seul ensemble à une température Constante et non pas comme des sections indivi- duelles de chauffage à des températures différentes.
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En réglant- Les registres comme décrit, la quantité de gaz qui traverse le pré-chauffeur d'air peut être répartie de telle façon entre les sections primaire et secondaire du rotor et la quantité de gaz remise en circulation à l'écono- miseur peut être réglée de telle façon que la température de: éléments de chauffage à l'intérieur du pré-chauffeur puisse être maintenue à toute valeur désirée afin de transmettre une quantité de chaleur particulière en fluide fourni par le ventilateur de courant d'air forcé 41 aux sections d'air pri- maire et secondaire 24 et 25 du pré-chauffeur d'air rotatif
26.
A titre d'exemple, ltair chauffé dans la section d'air primaire 24 sort par la conduite 45 à une température variant entre 343 et 399 C tandis que ltair pré-chauffé de la section d'air secondaire 25 sort à travers une conduite 47 à une température quelque peu plus basse, allant de 260 à 315 C.
Après que les gaz chauds de la conduite 44 ont pas- sé à travers la section de gaz primaire 24, dans la conduite de sortie 46, ils sont encore à une température considérable- ment supérieure à celle des gaz qui ont passé sur l'économi- seur 16, puis à travers la section de gaz secondaire 25 dans la conduite 48. Par comparaison, la température des gaz qui s'échappent de la section primaire 24 dans la conduite de sortie 46 vont de 204 à 316 C tandis que les gaz qui sortent dans la conduite 4 provenant de la section secondaire-25 vont de 135 à 163 C.
Comme les gaz de la section primaire con- tiennent encore une partie de leur teneur originelle en cha- leur, et sontà une température beaucoup plus élevée que cel- le des gaz qui s'échappent de la section secondaire, on a prévu leur retour, par la conduite 42 à un point situé en . avant de l'économiseur où ils sont combinés avec des gaz chauds de la chaudière pour entretenir un gros débit massif
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à travers l'économiseur et la section secondaire 25 du pré-- chauffeur 26 où ils cèdent encore davantage de chaleur avant d'être chassés dans l'atmosphère par un ventilateur à courant d'air /forcé (non représenté) .