CH323121A - Chaudière de récupération - Google Patents

Description

  Chaudière de     récupération       La présente invention a pour objet une  chaudière de récupération destinée à être uti  lisée en liaison avec une turbine à combus  tion interne, avec une turbine à gaz ou d'une  façon plus générale avec toute machine ou  moteur à combustion interne fournissant un  volume appréciable de gaz d'échappement con  tenant de l'oxygène.  



  On entend par chaudière de récupération  un appareil dans lequel des gaz d'échappement  chauds provenant d'un moteur sont amenés à  fournir de la chaleur à de l'eau.  



  Les gaz d'échappement d'un turbomoteur  à gaz à cycle ouvert ont un volume et une  température convenant bien pour leur utilisa  tion dans une chaudière de récupération. On  notera     cependant    qu'il y a assez peu de con  trôle sur le volume ou la température des gaz  résiduels puisque le but principal recherché  en brûlant du combustible dans le moteur est  d'entraîner celui-ci, et la production de va  peur ou autre fonction à réaliser dans la chau  dière de récupération est une considération  secondaire et entièrement subordonnée. Com  me cela est connu,     il    est désirable de pouvoir  à volonté augmenter la fourniture de chaleur  à partir de gaz d'échappement en fournissant  de la chaleur à partir d'un dispositif à combus  tible spécialement prévu.

      On connaît des chaudières de récupéra  tion dans lesquelles un chauffage supplémen  taire des gaz d'échappement est obtenu en in  jectant du combustible dans le courant adja  cent à la surface de transmission de chaleur.  Dans le cas d'une turbine à gaz l'échappement  peut     n'avoir    subi une diminution d'oxygène  en     brûlant    dans le moteur que d'environ 25  de sorte qu'il y a suffisamment d'oxygène li  bre pour brûler du combustible supplémen  taire. En ajoutant de la chaleur de cette ma  nière une partie considérable des gaz d'échap  pement agit, cependant, comme un diluant de  la température sur les gaz de combustion sup  plémentaires, au     détriment    du rendement ca  lorifique de transmission.  



  La chaudière de récupération selon l'in  vention comprend un conduit     principal    desti  né à recevoir une partie des gaz d'échappe  ment contenant de l'oxygène, provenant d'un  moteur à combustion interne, un conduit se  condaire destiné à recevoir une autre partie  desdits gaz d'échappement, des moyens pour       introduire    du combustible dans le conduit se  condaire pour brûler avec de l'oxygène dans  les gaz s'y trouvant et produire des gaz plus  chauds, des premiers moyens de chauffage de  fluide agencés de     manière    à recevoir de la  chaleur desdits gaz plus chauds,

   et des autres      moyens de chauffage de     fluide    agencés de ma  nière à recevoir de la chaleur à     partir    des gaz  qui ont passé par lesdits premiers moyens de  chauffage de     fluide    et à partir des gaz reçus  par ledit conduit principal.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, deux formes d'exécution de la chaudière  faisant l'objet de la présente     invention.     



  La     fig.    1 est une coupe transversale verti  cale de la première forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une coupe par     II-II    de la       fig.    3 de la deuxième forme d'exécution.  



  La     fig.    3 est une vue en plan de la deuxiè  me forme d'exécution, certaines parties étant  supprimées pour la clarté du dessin.  



  La première forme d'exécution représen  tée à la     fig.    1 comprend une enveloppe 1 qui  contient un tube-foyer 2 et un faisceau de  petits tubes 3. Le tube-foyer 2 comporte un  brûleur à huile 4 fixé du côté de son extré  mité avant, et débouche dans une chambre 5  à son extrémité arrière ; les petits tubes 3  font communiquer la chambre 5 à l'extrémité  arrière avec une cheminée ou autre conduit  d'évacuation 6.  



  Le courant principal des gaz d'échappe  ment provenant d'une turbine à combustion in  terne passe dans la chambre 5 et à travers le  faisceau de tubes 3 jusqu'à la cheminée 6,  comme représenté par les     flèches    A.  



  Un courant auxiliaire de gaz d'échappe  ment est transmis à partir du courant princi  pal en un     point    situé en amont de la chambre  et après avoir été forcé par un ventilateur 7,  logé dans un conduit 8, il passe dans le     tube-          foyer    2 à l'extrémité avant où il est brûlé avec  de l'huile combustible injectée par le brûleur  4. Le courant auxiliaire passant à travers le  tube-foyer 2 échange de la chaleur avec l'eau  dans l'enveloppe tout en étant encore à une  température très élevée : ce n'est qu'après  avoir atteint la chambre 5 qu'il est mélangé  au courant principal et dilué par celui-ci com  me représenté par les     flèches    B.  



  Ainsi le courant principal de gaz d'échap  pement peut avoir une température d'un peu  plus de     400o    C alors que la température à    l'extrémité avant du tube-foyer 2 peut être de  20000 C, se rapprochant de celle obtenue à  partir d'un brûleur à mazout à tirage forcé.

    La perte à laquelle il faut s'attendre du fait que  les gaz d'échappement provenant de la tur  bine ne sont utilisés qu'à environ 25 0/0 est  compensée par le fait qu'ils sont introduits  dans le brûleur à une température de 4000     C.     Si le courant auxiliaire, lorsqu'il est ramené au  courant principal à l'extrémité arrière du     tube-          foyer    2, est à une température n'excédant pas  de beaucoup celle du courant principal, ce  qui est en effet possible, ceci signifie que le  combustible supplémentaire ,

  a été brûlé avec       un        rendement        s'approchant        de        100        %.        L'usage     normal montre que la température à l'extré  mité d'échappement du tube-foyer d'une  chaudière connue peut être de l'ordre de       600o    C.  



  La pression du courant principal peut être  de l'ordre de 10 cm d'eau alors que le ven  tilateur 7 peut faire monter la pression de  10 cm à environ 13 cm.  



  Des moyens de commande appropriés (non  représentés) sont agencés pour régler les pres  sions et la fourniture de combustible, la pro  portion de gaz entre le courant principal et le  courant auxiliaire étant     réglée    par des clapets  9 montés dans la chambre 5.  



  Dans la forme d'exécution représentée aux       fig.    2 et 3 une chaudière à tube d'eau com  prend des cylindres supérieur et inférieur 10  et 11 reliés par une série de tubes 12. Les cy  lindres 10 et 11 sont logés dans une enveloppe  13 et les tubes 12 sont enfermés dans une  chambre 15 définie par une paroi latérale de  l'enveloppe 13 et une cloison 14 s'étendant de  la paroi d'extrémité avant de l'enveloppe à  une ligne rapprochée de la paroi de l'extré  mité arrière comme représenté à la     fig.    3. Les  tubes supplémentaires 16 relient les cylindres  10 et 11 et sont logés dans une chambre de  combustion 17 à l'intérieur de l'enveloppe sur  le côté opposé de la cloison 14 à la chambre  15.

   Le courant principal des gaz d'échappe  ment provenant d'une turbine à combustion  interne passe dans la chambre 15 à l'extré  mité arrière de l'enveloppe 13 et     sort    dans      une cheminée 18 à l'extrémité avant comme  représenté par les     flèches    C. Un courant auxi  liaire de gaz d'échappement est fourni au cou  rant principal en un point situé en amont de  la chambre 15 et après     avoir    été forcé par un  ventilateur 19 dans un conduit 20, - il passe  dans la chambre de combustion 17 où il est  brûlé par une alimentation supplémentaire  d'huile combustible par l'intermédiaire d'un  brûleur 21.  



  Le courant auxiliaire passe à travers     la.     chambre de combustion 17 et échange de  sa chaleur avec l'eau dans les tubes 16 tan  dis que la température est élevée, comme dé  crit ci-dessus. Il sort de la chambre 17 à tra  vers l'espace entre la paroi d'extrémité ar  rière de l'enveloppe 13 et la cloison 14 et est  mélangé et dilué au courant principal comme  indiqué par les     flèches    D.  



  Comme dans la forme d'exécution précé  dente, les moyens de commande appropriés  (non représentés) sont prévus pour régler les  pressions et la fourniture de combustible, et  des clapets 22 sont agencés de manière à ré  partir l'écoulement des gaz aux courants prin  cipal et     auxiliaire.     



  En raison de la     conformation    normale du  foyer de combustible supplémentaire, la chau  dière peut être     utilisée    de façon sûre et écono  mique lorsque le moteur ne marche pas, le  foyer étant alors l'unique moyen de chauf  fage et non plus simplement le moyen auxi  liaire.

   On peut prévoir, en conséquence, dans  chaque forme d'exécution des moyens pour  introduire de l'air atmosphérique au lieu  ou en supplément du courant     auxiliaire    des  gaz d'échappement, pour brûler le combustible  supplémentaire, des clapets de commande re  présentés en 23 étant prévus dans les conduits  8 et 20 pour ouvrir, fermer ou régler le pas  sage du courant     auxiliaire    des gaz     d7échappe-          ment    au brûleur de combustible.

Claims (1)

1. REVENDICATION Chaudière de récupération, caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit principal des tiné à recevoir une partie des gaz d'échap pement contenant de l'oxygène et provenant d'un 'moteur à combustion -interne, un con duit secondaire destiné à recevoir une autre partie desdits gaz d'échappement, des moyens pour introduire du combustible dans le con duit secondaire en vue de brûler avec de l'oxygène dans les gaz s'y trouvant et pro duire des gaz plus chauds, des premiers moyens de chauffage de fluide agencés de manière à recevoir de la chaleur desdits gaz plus chauds,

   et des autres moyens de chauffage de fluide agencés de manière à recevoir de la chaleur à partir des gaz qui ont passé par lesdits pre miers moyens de chauffage de fluide et à partir des gaz reçus par ledit conduit principal. SOUS-REVENDICATIONS 1. Chaudière selon la revendication, ca ractérisée en ce que le conduit principal est agencé de manière à recevoir la majeure par tie des gaz d'échappement. 2.

   Chaudière selon la revendication, ca ractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte destinée à recevoir et à mélanger des gaz qui ont passé par lesdits premiers moyens de chauf fage de fluide et les gaz provenant du con duit principal, et en ce que les autres moyens de chauffage de fluide sont agencés de ma nière à recevoir de la chaleur à partir des gaz mélangés. 3. Chaudière selon la revendication, ca ractérisée en ce que les gaz à l'intérieur du conduit secondaire sont soumis à une pression plus élevée que les gaz à l'intérieur du con duit principal. 4.

   Chaudière selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisée en ce que les gaz sont forcés par un ventilateur à l'in térieur du conduit secondaire. <B>5.</B> Chaudière selon la revendication, carac térisée en ce que lesdits premiers moyens de chauffage de fluide sont constitués par un tube- foyer, et en ce que les autres moyens de chauffage de fluide sont formés par le faisceau de tubes de la chaudière. 6. Chaudière selon la revendication, ca ractérisée en ce que chacun des moyens de chauffage de fluide comprend une série de tubes placés respectivement dans des cham bres séparées dans l'enveloppe de chaudière. 7.

   Chaudière selon la revendication, carac térisée en ce que le conduit secondaire est agencé de manière à fournir de l'air en l'ab sence d'une alimentation de gaz d'échappe ment. 8. Chaudière selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend un conduit prin cipal destiné à recevoir une partie des gaz d'échappement contenant de l'oxygène, prove nant d'un moteur à combustion interne, un conduit secondaire destiné à recevoir une au tre partie desdits gaz d'échappement, un brû leur de combustible placé dans le conduit se condaire, une chambre dans l'enveloppe de chaudière, un tube-foyer traversant la chau dière menant du conduit secondaire à la cham bre, et un réseau de tubes menant de ladite chambre à la cheminée de la chaudière. 9.

   Chaudière selon la revendication du type à tubes d'eau, caractérisée en ce qu'elle com prend un conduit principal destiné à recevoir une partie des gaz d'échappement contenant de l'oxygène, provenant d'un moteur à com bustion interne, un conduit secondaire des tiné à recevoir une autre partie desdits gaz d'échappement, un brûleur de combustible dans le conduit secondaire, une chambre dans l'enveloppe de chaudière entre le conduit prin cipal et la cheminée de chaudière, une seconde chambre dans l'enveloppe communiquant avec la chambre mentionnée en premier lieu et le conduit secondaire, et deux faisceaux de tubes d'eau reliant des cylindres de chaudière supé rieur et inférieur, un faisceau de tubes étant logé dans chacune desdites chambres. 10.

   Chaudière selon la revendication, ca ractérisée en ce qu'elle est agencée de manière à recevoir les gaz d'échappement provenant d'une turbine à combustion interne.