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La présente invention concerne les récupérateurs de fours de combustion servant à chauffer l'air ou autres gaz ou mélanges de gaz par échange de chaleur entre le gaz à chauffer et les produits de la combustion sortant du four. L'invention convient particuliè- rement aux fours à haute température tels que ceux qui servent à fondre les métaux et à fabriquer la terre, le fer et l'acier.
Un des objets de l'invention consiste dans un récupérateur dans lequel la chaleur est transmise d'une manière efficace par rayonnement dans la zone à haute température et par convection dans la zone à basse température, tandis que les gaz brûlés circu- lent dans un canal de passage sensiblement sans obstacle.
Un autre objet de l'invention consiste dans un récupérateur qui comporte dans la zone à basse température un dispositif accou-
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plé avec la soupape d'échappement principale de façon à faire pas- ser les gaz brûlas en contact Etroit avec la paroi du récup.érateur
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30.rsque> la soupape d"{>c!taJ pefllent principale est amenée en po.sît-ton de fermeture.
Le récupéralteur de four à combustion comporte suivant l'inven- tion une conduite,, une extrémité d'entrée de cette conduite par laquelle arrivent les gaz braies sortant du carneau de sortie des gaz brûles du four, une extrémité de sortie de cette conduite:
com- muniquant avec l'atmosphère ou avec un dispositif d'échappement, une enveloppe qui entoure étroltement cette conduite et forme avec elle un canal de passage de chauffage du gaz, une chambre d'admis- sion du gaz qui entoure une extrémité de ce canal, une chambre d'échappement du gaz qui entoure l'autre extrémité du canal, les chambres comportant respectivement des tubulures d'admission et d'échappement, et plusieurs ailettes creuses qui pénètrent dans la conduite et sont en une seule pièce avec elle et qui communiquent chacune à leurs extrémités avec le canal de passage de chauffage annulaire du gaz.
Le récupérateur de four à combustion comporte aussi suivant l'invention une conduite, une extrémité d'entrée de cette conduite par laquelle arrivent les gaz brûlés qui s'échappent du carneau de sortie des gaz brûlés du four, une extrémité dè sortie de cette conduite communiquant avec l'atmosphère ou avec un dispositif 'd'échappement, une enveloppe qui entoure étroitement cette condui- te et forme avec elle un canal de passage de chauffage du gaz, une chambre d'admission du gaz qui entoure une extrémité de ce canal, une chambre d'échappement du gaz qui entoure l'autre extrémité du canal, les chambres comportant respectivement des tubulures d'admis- sion et d'échappement, un tube de guidage situé dans la conduite et formant avec elle un canal de passage annulaire, de façon à par- tager le courant des gaz brûlés en deux courants,
dont l'un passe par le tube de guidage et l'autre par le canal annulaire entre le tube de guidage et la conduite, une soupape d'échappement principa le de la conduite, et une soupape de l'extrémité de sortie du tube
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de guidage, accouplée et fonctionnant avec la soupape d'échappement principale.
Sur le dessin ci-joint
La figure 1 est une coupe verticale d'un récupérateur donné à titre d'exemple de l'invention, et
La figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
Le récupérateur représenté est disposé verticalement et com- porte une conduite de grand diamètre 1 dans l'extrémité d'entrée de laquelle arrivent les gaz brûlés chauds sortant par l'extrémité 3 du carneau des gaz brûlés d'un four, et dont l'autre extrémité ou extrémité supérieure 4 communique directement avec l'atmosphère au moyen d'un couvercle mobile à soupape 5. Cette conduite est en- torée étroitement par une enveloppe 6 qui forme avec la conduite 1 un' canal de passage de chauffage du gaz, dans lequel l'air ou les .gaz à chauffer sont refoulés. L'enveloppe se prolonge à peu près sur toute la longueur de la conduite.
L'enveloppe est entourée à son extrémité supérieure par une chambre d'admission du gaz 7 et à son extrémité inférieure par une chambre d'échappement du gaz 8. Les extrémités de l'enveloppe qui pénètrent dans les chambres comportent des portions évasées 9, 10.
Un joint de dilatation Il peut être disposé en un point quelconque de la longueur de :L'enveloppe.
La conduite est partagée effectivement en trois zones qui sont une zone inférieure de rayonnement sans obstacle 12, une zone inter- médiaire 13 et une zone supérieure 14. La zone intermédiaire 13 com- porte plusieurs ailettes creuses,15 qui pénètrent à l'intérieur de la conduite et sont en une seule,'pièce avec elle. Les extrémités inférieures de toutes les ailettes communiquent par exemple par des fentes 16 avec le canal de chauffage du gaz et leurs extrémités su- périeures communiquent avec lui par des fentes 17 à l'endroit d'une chambre de mélange 18. Le diamètre de l'enveloppe extérieure est de préférence un peu plus grand à l'endroit de la chambre de mélange.
La zone supérieure 14 comporte aussi des ailettes creuses 19 sembla- bles à celles de la zone intermédiaire et dont les extrémités infé-
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rieures communiquent aussi avec la chambre de mélange 18. Les extré- mités supérieures des ailettes de la zone supérieure débouchent par des fentes 20 dans la conduite à l'intérieur de la chambre d'admis- sion du gaz 7 à l'extrémité supérieure du récupérateur. Une certaine proportion de l'air ou gaz à chauffer passe donc dans le canal annu- laire 21 de chauffage du gaz et une autre portion passe en parallèle dans les ailettes 19 et 15. L'ensemble du récupérateur est recouvert par une couche calorifuge 22.
On peut augmenter le taux de transmission de chaleur en dispo- sant un tube de guidage 23 dans la conduite et en le prolongeant sur toute la longueur de la zone supérieure. Le diamètre de ce tube de guidage est un peu plus petit que la distance entre les bords adjacents des ailettes diamétralement opposées 19 et peut diminuer progressivement à ses extrémités supérieure et inférieure. L'extré- mité supérieure du tube de guidage peut être fermée par une soupape qui comporte une portion cylindrique 24 qui s'ajuste exactement dans l'orifice du tube de guidage et une portion conique 25 au-des- sous de la portion cylindrique. L'extrémité supérieure de la portier. cylindrique est fixée sur la plaque de couverture de sortie princi- pale ou soupape 5 de façon à faire fonctionner les deux soupapes ensemble.
Sous charge partielle, lorsque les gaz brûlés sont relativement froids on peut les aimer en échange de chaleur plus efficace avec les ailettes de la zone supérieure en fermant la soupape du tube de guidage de façon à refouler les gaz brûlés à grande vitesse dans les intervalles ménagés entre le tube de guidage, les ailettes et la conduite. Lorsque le débit est maximum on ouvre cette soupape avec la soupape d'échappement principale, en augmentant ainsi la surface de contact des gaz brûlés dans la zone supérieure.
Des ailet tes de turbulence 26 peuvent être disposées à l'entrée du tube de guidage pour communiquer un mouvement de rotation aux gaz et aug- menter ainsi le taux de transmission de chaleur du tube de guidage, qui transmet la chaleur aux ailettes et à l'enveloppe intérieure par rayonnement.
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Les soupapes 5, 24 peuvent être actionnéesà la main par un câble 27 ou automatiquement suivant la température des gaz brûlés.
Il est facile de voeir que bien qu'il ait été dit que le récupéra- teur est partagé en trois zones pour faciliter la description, dont l'une est dite zone de rayonnement il ne s'ensuit pas que la cha- leur n'est transmise par rayonnement que dans cette zone. En fait, elle peut être transmise par rayonnement dans toutes les zones, mais la transmission est nettement moins efficace lorsque les gaz se refroidissent, et lorsqu'ils passent de la zone inférieure dans les zones intermédiaire et supérieure et dans ces deux dernières zones, la chaleur est principalement transmise par convection.
Etant donn± qu'il ne se produit pratiquement pas de perte par frottement pendant la transmission de la chaleur des gaz brûlés aux surfaces de chauffage de la zone de rayonnement, on dispose d'une fraction notable du tirage de la cheminée engendré par le mouvement ascendant des gaz brûlés pour absorber les pertes par frottement dans la zone de convection supérieure, Grâce au profilage, on ob- tient des vitesses relativement grandes qui donnent lieu à une trans mission efficace de chaleur par convection et à.des dépôts de pous- sière négligeables sur les surfaces rectilignes et verticales de chauffage des ailettes.