CH650324A5 - Dispositif de traitement des fumees et des gaz comburants d'un foyer. - Google Patents

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CH650324A5 CH3947/82A CH394782A CH650324A5 CH 650324 A5 CH650324 A5 CH 650324A5 CH 3947/82 A CH3947/82 A CH 3947/82A CH 394782 A CH394782 A CH 394782A CH 650324 A5 CH650324 A5 CH 650324A5
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Description

La présente invention concerne un dispositif de traitement des fumées et des gaz comburants d'un foyer.
Il est connu selon différents documents (brevets US Nos 1680145, 2183956, 2825210, 3200607 et 3552488, brevet canadien N° 482104, brevets français Nos 942065 et 79.00901) de favoriser le rendement d'une combustion dans un foyer par échange de chaleur et de condensât entre les fumées sortant du foyer et les gaz comburants (air comburant) fournis au foyer.
Il est notamment connu, selon le brevet français N° 79.00901, un procédé et un dispositif d'échange de chaleur et de condensât par l'intermédiaire d'un couplage thermique fait à travers une paroi d'échange thermique et en recueillant les condensats du gaz chaud pour mettre ces condensats en contact avec le gaz froid en cours de réchauffement.
Bien que cette solution soit intéressante, elle nécessite certains aménagements pour la réalisation pratique. En particulier, l'échan-geur prévu pour la mise en œuvre de ce procédé consiste à réaliser une boîte munie de cloisons verticales délimitant des conduits de passage alternés pour les gaz chauds et les gaz froids, le fond de la boîte constituant un collecteur de condensât et la partie supérieure de la boîte étant munie, dans chaque couloir de passage de gaz, d'organes de pulvérisation de condensât.
En effet, le condensât a tendance à ruisseler le long des parois adjacentes d'échange de chaleur entre les deux flux ; or, le film de condensât est dans certaines conditions à la même température de part et d'autre des parois, ce qui réduit pratiquement à zéro le rendement de l'échange thermique.
Il est donc indispensable d'éviter ou de réduire le ruissellement du condensât dans la mesure où l'échange de chaleur doit se faire par l'intermédiaire de parois séparant les conduits des deux flux.
A cela s'ajoute que la réalisation pratique d'un échangeur tel que 5 celui décrit ci-dessus est relativement complexe et présente de multiples problèmes de tôlerie et de chaudronnerie.
La présente invention a pour but de créer un échangeur de chaleur et de condensât qui soit efficace et d'une réalisation simple.
Ce but est atteint grâce à un dispositif de traitement des fumées io et des gaz comburants d'un foyer caractérisé selon la revendication 1.
La présente invention sera décrite à titre d'exemple et à l'aide des dessins annexés dans lesquels la figure unique est un schéma d'un mode de réalisation de l'invention.
15 Selon la figure, le dispositif de tràiteriient des fumées et des gaz comburants par échange de chaleur et de condensât se compose d'une première enceinte ou colonne .1 munie d'une entrée de fumées 2 et d'une sortie de fumées 3. L'entrée de fumées 2 est prévue au voisinage de la base de la colonne 1, la sortie 3 étant située dans sa 20 partie supérieure.
Le dispositif comporte également une seconde enceinte ou colonne de traitement 4 pour l'air comburant. Cette colonne comporte à sa base une entrée d'air 5 et à sa partie supérieure une sortie d'air 6.
25 Le fond 7 de la colonne 1 traversée par les fumées forme un collecteur de condensât. De même, le fond 8 de la colonne 4 traversée par l'air comburant forme un collecteur de condensât.
Le fond 7 de la colonne 1 est relié par une conduite 9 munie d'une pompe 10 à la partie supérieure de la colonne 4 pour y débou-30 cher par l'intermédiaire de buses de pulvérisation 11. La pompe 10 aspire le condensât qui se trouve au fond 7 de la colonne 1 pour envoyer ce condensât dans le sens de la flèche A, à travers la conduite 9 et les buses de pulvérisation 11 au-dessus des garnitures 12 contenues dans la colonne 4.
35 De même, le fond 8 de la colonne 4 est relié par une conduite 13, munie d'une pompe 14 et terminée par des buses de pulvérisation 15, à la partie supérieure de la colonne 1 pour pomper le condensât recueilli au fond 8 et le pulvériser par les buses 15 au-dessus des garnitures 17 se trouvant dans la colonne I. Les garnitures 12,17 forment 40 des éléments de ruissellement favorisant le contact entre les gaz (fumée, air comburant) et le liquide (condensât) pour soit réchauffer, soit refroidir les gaz (fumée, air comburant).
Comme les conduites 9,13 relient de façon alternée les fonds 7, 8 des colonnes 1, 4 à leur partie supérieure 10, 3, on a ainsi une double 45 boucle de circulation de condensât.
Au niveau de la colonne 1, le liquide pulvérisé par les buses 15, circulant comme ailleurs dans l'autre colonne à contre-courant par rapport au gaz, refroidit les fumées en condensant éventuellement les parties condensables aux températures de fonctionnement. Le 50 liquide ainsi recueilli dans le fond 7 est pompé par la pompe 10 pour être envoyé également à contre-courant dans la colonne 4. A ce niveau, le liquide pulvérisé se refroidit au contact de l'air comburant qui s'échauffe et s'humidifie. Le condensât froid recueilli au fond 8 est de nouveau pulvérisé dans la partie haute 3 de la colonne 1, et 55 ainsi de suite.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, on effectue une pulvérisation des liquides qui, en descendant dans les enceintes ou les colonnes 1, 4, ruissellent également sur les garnitures. On peut également envisager de n'utiliser que la pulvérisation à l'intérieur d'en-60 ceintes ne contenant pas de garniture et qui sont uniquement traversées par les fumées et l'air comburant, ou encore envisager une distribution des liquides dans la partie haute des colonnes, sans pulvérisation mais avec simple ruissellement sur les garnitures à l'intérieur des colonnes.
w De même, bien que la description ci-dessus envisage l'utilisation d'anneaux de matière céramique comme garnitures de ruissellement à l'intérieur des colonnes 1,4, on pourrait envisager toute autre garniture compatible avec les gaz et les fluides utilisés.
3
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La circulation décrite ci-dessus assure non seulement un échange de chaleur entre les fumées, qui par définition sont chaudes, dans la colonne 1 et l'air comburant, qui par définition est froid, dans la colonne 4, mais également une collecte de condensât des fumées et une humidification correspondante de l'air comburant, humidification intéressante pour le rendement de la combustion.
Les condensats de la chaudière (non représentée) sont envoyés par la conduite 18 dans le fond 7 de la colonne 1. En effet, ces condensats étant des liquides chauds, il convient de les envoyer vers le fond 7 et non vers le fond 8.
Le fond 8, qui contient les condensats froids, est muni d'un trop-plein 19 en forme de siphon permettant d'évacuer l'excédent de condensats.
Pour éviter des différences de hauteur de colonne d'eau ou pour équilibrer les liquides aux fonds 7, 8, il est prévu une conduite de liaison et d'équilibrage 16 qui relie les fonds 7 et 8.
Bien, que dans le schéma auquel se rapporte la description ci-dessus les colonnes 1 et 4 soient séparées, il est possible de réaliser une installation à colonnes adjacentes, ou même, pour dans certains cas faciliter la construction, éviter des problèmes de déperdition thermique, etc., de réaliser deux colonnes concentriques.
De façon générale, même si les colonnes sont adjacentes ou concentriques, l'échange de chaleur qui se fera entre des cloisons mitoyennes ou deux colonnes sera faible, la plus grande partie de l'échange thermique se faisant en effet par le liquide caloporteur 5 (mélange de condensats) qui ruissellera sur les garnitures à l'intérieur des colonnes.
L'installation comporte différents moyens de contrôle et de mesure tels que des sondes de température placées en différents en-10 droits des colonnes et des circuits de gaz, de fumées et de liquides. De plus, des débitmètres peuvent être prévus dans les conduites de circulation de liquides.
Les fonds 7, 8 ou la conduite de liaison 16 peuvent être branchés sur une alimentation en eau, de façon à faire par exemple le premier 15 remplissage de l'installation lors de la mise en route ou après avoir vidé l'installation lors de travaux d'entretien, etc.
De tels dispositifs s'appliquent en particulier pour le traitement des fumées et de l'air comburant à la sortie et à l'entrée d'un foyer, 20 quel que soit le type de combustion ou de combustible utilisé dans le foyer.
R
1 feuille dessin

Claims (7)

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1. Dispositif de traitement des fumées et des gaz comburants d'un foyer pour récupérer la chaleur et les condensats des fumées et réchauffer et humidifier les gaz comburants, caractérisé en ce qu'il se compose de deux enceintes (1, 4) dont l'une est traversée de bas en haut par les fumées et l'autre (4) est traversée de bas en haut par les gaz comburants, le fond (7, 8) de chaque enceinte constituant un collecteur pour les condensats, le fond (7) de la première enceinte (1) étant relié à la partie haute (6, 11) de la seconde enceinte (4) par un moyen de prélèvement des condensats (9,10) pour introduire les condensats dans la partie haute de la seconde enceinte et les mettre en contact avec les gaz comburants secs et frais circulant dans cette enceinte, le fond (8) de la seconde enceinte (4) étant relié à la partie supérieure de la première enceinte (1) par un moyen de prélèvement des condensats (13,14) pour prélever les condensats du fond (8) et les introduire dans la partie haute de l'enceinte (1) traversée par les fumées chaudes et humides, les moyens de prélèvement étant constitués par des conduites (9,13) munies de pompes de circulation (10, 14), et les fonds (7, 8) des deux enceintes (1,4) étant reliés par une conduite de liaison et d'équilibrage (16).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (7) de l'enceinte (1) traversée par les fumées est relié à la conduite d'évacuation (18) des condensats dû foyer.
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REVENDICATIONS
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (8) de l'enceinte (4) traversée par les gaz comburants est muni d'un trop-plein (19) en forme de siphon.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enceintes (1, 4) sont côte à côte ou coaxiales.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'introduction des condensats dans la partie supérieure des enceintes (1, 4) comporte des buses de pulvérisation des condensats.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enceintes (1,4) contiennent des éléments de ruissellement (12,17).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de ruissellement (12,17) contenus dans chaque enceinte (1, 4) sont des anneaux de matière céramique.
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