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Il est connu d'utiliser pour les fours à¯cuves, notamment pour les cubilots, les gaz d'échappement pour le réchauffage du vent. A cette fin, on a proposé de prolonger considérablement la cuve du cubilot et de monter dans le prolongement des échangeurs de chaleur tubulaires.
En outre, on a proposé de prolonger la cuve par un double con- duit concentrique et d'utiliser ce dernier comme récupérateur.
De plus, il est connu d'évacuer, par aspiration, les gaz d'échap- pement du cubilot aux endroits les plus différents et de les utiliser pour le réchauffage du vent, lorsque leur combustion subséquente a été effec- tuée dans des récupérateurs de construction usuelle.
Une autre proposition consiste à faire agir alternativement les gaz d'échappement de plusieurs cubilots dans des récupérateurs de construc- tion connue en vue du réchauffage du vento
Une autre réalisation prévoit de diriger les gaz chauds entre des tubes en forme d'épingles à cheveux, qui sont traversés par le vent devant être réchauffée
En outre, on a proposé de diriger le vent devant être réchauffé, à travers l'espace annulaire d'un conduit double concentrique, à contre- courant par rapport aux gaz d'échappement traversant le tube intérieur.
Dans ce cas, il y avait également la possibilité de diriger le vent devant être réchauffé à grande vitesse suivant un trajet hélicoïdal pour obtenir, sous l'effet de la plus grande vitesse du vent, du côté de ce dernier, un plus grand coefficient de transmission de la chaleur que du côté des gaz d'échappement.
La présente invention vise à supprimer certains inconvénients des constructions connueso Ce résultat est obtenu du fait qu'on monte dans un conduit double concentrique, qui est disposé avec un certain écartement dans une chambre cylindrique et dont l'espace annulaire est fermé à une extrémité, un autre conduit n'atteignant pas l'organe de fermeture du con- duit double et placé dans l'espace annulaire de ce dernier.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexéso
La figure 1 est une coupe verticale, suivant la ligne I-I de la figure 20
La figure 2 est une coupe horizontale, suivant la ligne II-II de la figure 1
La figure 3 est une coupe horizontale partielle, suivant la ligne III-III de la figure 1.
La figure 4 est une coupe horizontale partielle, suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
Un corps creux 2 prend appui sur le sol 1 de la fonderie et un raccord conique 3, portant un tube d'évacuation 4, est fixé sur ce corps 2.
Un second corps creux 6, qui recouvre le corps creux 2, prend appui sur le sol de chargement 5. Le joint à recouvrement 7 est rendu étanche par des tresses en amiante. Des colonnes profilées 8, qui prennent appui sur le sol de chargement 5, portent un élément d'appui 9, ainsi qu'un élément d'appui 10o La chambre annulaire d'entrée 11 est fixée à l'élément d'appui 9 et la chambre annulaire de sortie 17 est fixée à l'élément d'appui 10.
Le vent devant être réchauffé est introduit tangentiellement dans le sens de la flèche 12, dans la chambre annulaire 11 par la tubulure 13. Le con- duit intérieur 14, qui s'étend jusqu'au voisinage du raccord conique 3 et qui est relié en cet endroit, par l'intermédiaire d'un élément d'assemblage
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horizontal 15 au conduit extérieur 16 se raccordant au fond intérieur 21 de la chambre annulaire 17, est fixé au fond supérieur 20 de la chambre annulaire 11. La chambre annulaire inférieure 17 présente une tubulure 18, par laquelle le vent réchauffé sort du récupérateur dans le sens de la flèche 19. Le conduit 23 part du fond inférieur 22 de la chambre annulaire 11 et est relié par l'intermédiaire de l'élément d'assemblage 24, au con- duit 25 et au fond supérieur 26 de la chambre annulaire 17.
Une tubulure 27, par laquelle les gaz d'échappement d'un four à cuve entrent dans la chambre de combustion suivante 29, dans le sens de la flèche 28, est dis- posée dans le corps creux 6. Un conduit d'amenée d'air 30, par lequel l'air peut entrer dans le sens de la flèche 32, et un conduit d'amenée de gaz 31, par lequel le gaz peut circuler dans le sens de la flèche 33 sont mon- tés dans le corps creux 6. Un autre conduit 34 sert de trou d'allumage.
La combustion d'une très faible quantité de gaz a uniquement pour r8le de servir de flamme d'allumageo Un cylindre fermé 35, servant de corps rayon- nant, est fixé à la charpente de support 9, par l'intermédiaire d'une croix en fer plat 36. Pour assurer une position concentrique de tous les conduits, on a prévu des guides 37 destinés au centrage. La chambre annulaire, ména- gée entre les conduits 23 et 25, est remplie d'une matière isolante 38.
L'ensemble de l'espace se trouvant au-dessus du corps creux 6 est bourré, avec une matière isolante 39, pour empêcher le rayonnement de la chaleur, à partir des chambres annulaires 11 et 17.
Le récupérateur selon l'invention travaille de la façon suivante :
Les gaz d'échappement d'un four à cuve entrent à l'état non épuré dans la chambre de combustion suivante 29 dans le sens de la flèche 28. Par suite de l'entrée tangentielle, les gaz d'échappement tournent plusieurs fois en rond dans la chambre de combustion suivante 29 et sont allumés par la flamme de gaz, à l'extrémité du conduit d'amenée de gaz 31.
La chaleur rayonne à partir de la chambre de combustion suivante 29 vers la partie supérieure du conduit extérieur 16, tandis que le corps creux 6 ne permet que le rayonnement de quantités de chaleur insignifiantes en raison de la présence du revêtement en maçonnerie arrêtant la chaleur.
Après la sortie de la chambre de combustion suivante 29, la chambre annu- laire 40, ménagée entre le corps creux 2 et le conduit extérieur 16, est traversée à grande vitesse et suivant un trajet hélicoïdal, en raison du mouvement giratoire dans la chambre de combustion suivante 29 par les gaz d'échappement chauds se trouvant à l'état non dépoussiéré mais complète- ment brûlé. A l'entrée dans la chambre 41, les gaz d'échappement sont dé- viés, comme dans un cyclone et traversent de bas en haut la chambre annu- laire 42, qui est formée par le conduit intérieur 14 et le cylindre 35. Le changement de direction dans la chambre 41 produit un dépoussiérage, la poussière sortant du récupérateur par le conduit d'évacuation 4.
Les gaz d'échappement chauds cèdent, en conséquence, leur chaleur tout d'abord au conduit extérieur 16, puis à l'élément d'assemblage 15 et au conduit inté- rieur 14. Le gaz d'échappement, refroidis en retour, sortent du récupéra- teur, dans le sens de la flèche 43, et sont aspirés par un ventilateur non représenté.
Le vent devant être réchauffé'rentre par la tubulure 13 dans la chambre annulaire 11, dans le sens de la flèche 12. Il traverse ensuite de haut en bas la chambre annulaire 44, qui est formée par le conduit inté- rieur 14 et le conduit 23, puis de bas en haut la chambre annulaire 45, qui est formée par le conduit 25 et le conduit extérieur 16, pour sortir par le chambre annulaire 17 dans le sens de la flèche 19. L'absorption de chaleur se fait dans ce cas par l'intermédiaire du conduit intérieur 14, puis du conduit extérieur 16. La matière isolante 38 doit empêcher un passage de la chaleur de l'air plus chaud de la chambre annulaire 45
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à l'air plus froid de la chambre annulaire 44.
Lorsque le récupérateur est mis en marche, le conduit extérieur 16 et le conduit intérieur 14 peuvent se dilater à volonté en commun vers le bas. La différence des dilatations thermiques de ces deux conduits 14 et 16 est absorbée par le fond inférieur 21 et le fond supérieur 26, qui fonctionnent dans ce cas comme membranes.De même, les conduits 23 et 25 peuvent se dilater librement en commun vers le baso La différence des di- lations des deux conduits 23 et 25 est absorbée à la manière de membranes par le fond supérieur 20 et le fond inférieur 22.
Pour le nettoyage du conduit intérieur 14, qui est rarement nécessaire, on peut enlever la pièce tubulaire 46, ce qui fait que le conduit intérieur lisse 14 est accessible et que la poussière peut être évacuée, lors du nettoyage par le raccord conique 3, pour venir dans le conduit d'évacuation 4.
Lorsque le conduit extérieur 16 doit être nettoyé, ce nettoyage n'étant nécessaire dans la pratique qu'après de longues durées de fonctionnement,on peut enlever à cet effet le raccord conique 3, ce qui fait que la chambre annulaire 45 est accessible par le baso
Par rapport aux constructions connues, le récupérateur conforme à l'invention présente, entre autres, les avantages suivants
Du fait que le conduit intérieur 14 et le conduit extérieur 16 sont montés l'un dans l'autre et constituent tous les deux des surfaces d'échange de chaleur, la longueur de construction du récupérateur est fortement réduite comparativement aux constructions usuelleso Dans le même ordre d'idées, cela a pour effet qu'on peut travailler, non seulement du côté du vent,
mais également du côté des gaz d'échappement à des vitesses élevées, donc avec de grands coefficients de transmission de chaleur et, en conséquence, avec de faibles surfaces d'échange thermique. Ce résultat est possible parce qu'il y a une chute de pression relativement faible, même aux vitesses de courant élevées, en raison des conditions de passage aérodynamiquement favorableso
Etant donné que les conduits montés concentriquement peuvent se dilater librement, ils ne courent pas le danger de se fissurer.
Du fait que la chambre de combustion subséquente peut être mon- tée directement dans le récupérateur, elle nécessite très peu de place et les pertes de chaleur sont très faibleso
En raison du dispositif séparateur de poussière monté dans le récupérateur, on peut renoncer dans beaucoup de cas à un autre dépoussié- rage des gaz du cubiloto
Etant donné que les conduits verticaux lisses ne s'encrassent que dans une faible,mesure en raison des grandes vitesses de passage des gaz d'échappement le nettoyage ne doit être effectué que rarement et peut se faire facilement en raison du type de construction.
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