Brevet FR2028979A1 — publié le 19701016

la présente invention concerne des perfectionnements relatifs a des- récupérateurs. iies récupérateurs d'usage courant avec des- fours, par exemple pour la fusion du verre, comprennent des parois in-5 terne et externe substantiellement cylindriques disposées verticalement coaxialement, de manière à réaliser un passage annulaire entre elles. Des gaz de sortie chauds provenant du four s'écoulent en remontant le conduit forme par la paroi interne et du gaz ue combustion* tel que de l'air, s'ecoule à travers 10 le' passage aimulaire prévu entre les parois soit vers le haut, c'est-à-dire dans la même direction que les gaz de sortie, soit en direction opposée. La cïialeur provenant des gaz: de sortie est transférée au gaz de combustion par radiation et/ou par coiiveetion, de telle sorte que le gaz de combustion est pré-15 ciiauffé avant la combustion dans le four» Avec une telle disposition, la paroi interne du récupérateur est sujette à une température élevée tandis que la paroi externe est à une relativement basse température. On a trouvé que des "boursouflements de la paroi interne peuvent 20 se produire, ce qui peut avoir comme résultat sa déformation progressive sous la pression exercée sur elle par le gaz de combustion s'écoulant dans le passage annulaire. Ce problème est aggravé par la difficulté' de construire une parai interne parfaitement cylindrique, et de là le risque de tensions iné-25 gales. La paroi externe n'est" pas gënérâlèmënt sujette au risque ue déformation à cause de sa température relativement basse et du fait que la pression dans le passage annulaire tend à maintenir la paroi externe dans une forme cylindrique par la création de tensions circulaires. 50 . un objet de .la. présente invention consiste à réa- .. ■ liser un recupêrat-eur suivant une construction dans- laquelle le risque cie déformation est réduit. suivant la présente invention est créé un récupérateur comportant aes parais interne et externe substantiellement >5 cylindriques disposées caaxiaieaient% de manière à réaliser entre elles un passage annulaire, et caractérise en ce que la paroi interne possède une pluralité a'elements saillant extérieurement fixés sur elle et la paroi externe une pluralité a'elements saillant intérieurement fixés sur elle, lesdits éléments faisant -40 saillie dans ledit passage annulaire et présentant aes parties bad original ^ 70 02302 202897V venant en prise l'une avec l'autre disposées de telle sorte qu'un élement fixé à.la paroi interne peut venir en prise avec un élément fixé à la paroi externe pour s'opposer à une. augmentation de l'écartement radial entre les parois interne et 5 externe» "Sout en permettant un mouvement axial relatif entre les parties venant en prise et; ainsi entre les parois interne et externe. Dans une réalisation suivant l'invention, les éléments fixes à la paroi interne comprennent des pièces de see-10 tion transversale en L avec une branche s'etendant radialement vers 1*extérieur à partir de la paroi interne, de telle sorte .que l'autre branche est écartée de la paroi» et les éléments fixés a la. paroi externe comportent aussi des pièces de section transversale en L- dont une branche s'étend radialement vers 15 l'intérieur à partir de.la paroi externe, de telle sorte que -l'autre branche est écartée de la paroi, les autres branches des pièces étant destinées à venir en prise. De préférence, ces-dites autres branches s'étendent tangentiellement à un cercle concentrique aux parois. 20 Dans une seconde réalisation suivant l'invention, les éléments fixés à la paroi interne comprennent des pièces de section transversale en L disposées par paires dont une branche de chaque pièce d'une paire s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la paroi interne et les autres branches des pièces de 25 la paire sont écartées, de la paroi et se font vis à vis avec une ouverture entre leurs extrémités, ei les éléments fixés à la paroi externe comportent des pièces de section transversale en ï, dont la branche verticale du '2 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la parai externe et passe à travers l'ouver-30 ture prévue entre lesdites autres branches des pièces en D, la branche transversale du Œ étant ecartée de la paroi externe et pouvant venir en prise avec cesdites autres branches. De préférence, lesdites secondes branches et la branche transversale èu 3} s'etendent tangentiellement à un cercle concentrique aux >5 parois. Dans les deux réalisations, chaque pxécé fixée à la . paroi externe, peut ue isanière appropriée être fixée à une. plaque support t qui est à son tour mee à la paroi externe, de telle sdrte. que les pièces font saillie intérieurement à ira-4.G vers aes trous prévus dans la paroi externe. BAD ORIGINAL 70 02302 3 2028979 L'invention concerne en plus un procédé de fabrication d'un récupérateur, qui consiste dans la fixation d'éléments à une paroi interne substantiellement cylindrique, de telle sorte qu'ils se projettent extérieurement à partir de celle-ci, 5 la réalisation de trous dans une paroi externe substantiellement cylindrique, le placement de la paroi externe autour de la paroi interne coaxialement l'une par rapport à l'autre pour réaliser un passage annulaire entre elles, l'insertion d'éléments à travers les trous prévus dans la paroi externe pour qu'ils 10 viennent en prise avec les elements fixés à la paroi interne et la fixation des éléments insérés à la paroi externe® iln appliquant cette "méthode à ladite seconde réalisation, les pièces de section transversale en T sont insérées à travers les trous prévus dans la paroi externe";""la branche 15 transversale du ï étant disposée perpendiculairement auxdites autres branches des pièces en L, de telle sorte que chaque branche transversale peut passer à travers l'ouverture prévue entre cesdites autres branches, et les pièces en ï sont alors tournées de 90° pour que la branche transversale vienne en prise 20 contre lesdites autres branches avant la fixation à la paroi' externe. Un appareil conforme à l'invention est maintenant décrit, à titre d'exemple uniquement, avec référence aux dessins annexes, dans lesquels : 25 i'igure 1 est une coupe transversale à travers une portion d'une première réalisation d'un récupérateur conforme à 1'invention ; J?igure 2 est une coupe transversale a travers une portion d'une seconde réalisation d'un récupérateur conforme à 30 1*invention ; Figure 3 est une coupe transversale à" travers une portion d'un recuperateur montrant une variante de""-la réalisation de figure 1, et i'igure 4 est une coupe transversale à" travers une 35 portion d'un récupérateur mon-crant une variante de la realisa-, tion ae figure 2. La réalisation montree' en figure ï comprend une paroi ^interne substantiellement cylindrique 1 et une" paroi externe suostantiellement cylindrique 2 aispo'sèe coaxialement à la paroi 40 interne pour realiser un passage annulaire 3 entré elles. 70 02302 4 2Û26979 Des pièces 4 de section transversale en L sont fixées à la paroi interne 1. Une telle pièce est montrée en figure 1, des pièces semblables étant disposées en d'autres endroits espacés autour et le long de la paroi interne 1. Chaque 5 pièce 4 possède une branche 4A, s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la paroi et fixée à celle-ci par des soudures 5, et une autre branche 4B écartée de la paroi, et s'étendant tangentiellement à un cercle concentrique, aux parois» La paroi externe 2 est pourvue de trous 6 à des emplacements substantielle) lement opposés aux pièces 4. Les pièces 7 de section transversale en L possèdent chacune-une branche. 7A- fixée à une plaque support 8 par- des soudures 9» la plaque support 8 étant logée dans le trou 6 et"étant fixée par des soudures.10 à une autre plaque support.11, qui est fixée par des soudures 12 à la paroi 15 externe 2. La branche 7A se projette ainsi radialement vers l'intérieur à partir de la paroi externe 2 et l'autre branche 7B de la pièce 7 s-'étend tangentiellement à un cercle concentrique avec les parois et est écartée de la paroi externe. La branche 7B peut venir en prise avec ïa branché 4Ë de"!a pièce, comme 20 représenté. Les branches en prise 7B et 4B peuvent ainsi s'opposer à une augmentation de l'écartement radial entre les parois interne 1 et externe 2, mais permettent un mouvement axial relatif entre lesdites parois par la possibilité d'un glissement axial entre les branches 7B et 4B. 25 Le récupérateur montré en figure 1. est assemblé suivant le procédé suivant i Les pièces, 4 sont soudées à la paroi interne 1 aux emplacements requis et les treus 6 sont faits, dans la paroi externe 2 aux endroits correspondants» La paroi externe est alors 30 placée, autour de la paroi interne dans l'assemblage coaxial requis et disposée de telle manière que les trous 6 soient substantiellement opposés aux pièces 4. Les pièces 7* qui ont été au préalable soudées aux plaques 8 et 11, sont alors insérées à travers les trous 6 et disposées pour, que les branches ?'B 35 viennent en prise ;avec les branches 4B, comme représenté. Les "plaques 11 sont alors soudées a la paroi externe 2 pour.fixer les pièces 7 à cette paroi externe. -. La réalisation représentée en figure 2 comporte une paroi interne"substantiellement - circulaire .21 et .une paroi exter-40 ne substantiellement circulaire 22 disposée coaxialement pour 70 02302 5 2028979 realiser un passage annulaire 23 entre les parois. Des pièces ^4 àe section transversal,© en L sont fixées à la paroi interne La paroi externe 22 possède des trous 26 à des emplacements opposés aux paires de pièce.s 24. une pièce 27 de 15 section transversale en ï s'étend à travers chaque-trou 24 et est fixée à une plaque support 28 par des soudures 29, la plaque support étant fixée a la paroi externe par des soudures 30. La branche verticale 27A de la.pièce 27 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la paroi externe 22 et passe à 20 travers l'ouverture prevue entre les branches 243 des pièces 24. La branche transversale 273 de la pièce 27,.qui est écartée de la paroi externe=et est disposée.tangentiellement à un cercle concentrique aux parois, peut ainsi venir en prise avec les branches 243 pour s'oi^poser à une augmentation de l'écartement 23 radial entre les parois 21 et ^2. La configuration permet un ■ mouvement relatif axial entre, les parois 21 et 22 en rendant ♦ - - possible un jjuouyenent.de glissement entre la branche transver-" sale-: 273 de. la,pièce. 27;:èt les branches 243 des pièces 24. *, r Le récupérateur.montré en figure 2 est assemblé. 30' suivant-le procédé -suivant -s . '/ *' ; ' -.... Les jiL^ces? 24- -sqgLt .soudées, .a la paroi interne 21 - -••- aux emplacements requis, et. les trous.26. sont faits dans la ■' paroi- externe- 22" aux- „enuro-i,ts correspondants, La paroi externe "• -est. alors-placée ..autour .de :1a,paroi .interne suivant l'asseœ— 35 -"aïage '•■cbaxiai. requis.et disposée de telle manière, .que les xrotta rées à travers les trous 26 avec la branche transversale 27B disposée -parailèleiaertt à l'axe des parois, a-inaï orientée, la 40 uraneiie -cx'au&versale. £73 peut passer a travers l'ouverture BAD ORIGINAL 70 02302 6 2028979 prévue entre les "branches 24B. La pièce 27 et la plaque 2b sont alors tournées de 90° * ue" telle ■ sorte que le bras, transversal puisse venir en prise avec les uraneh.es 243, coanae expliqué antérieurement, et la plaque 28 est soudée à la paroi externe 22» 5 Chaque pièce fixée à la paroi interne peut être adaptée pour venir en prise avec seulement une pièce fixée à la paroi externe. Ainsi,-dans ia réalisation de figure 1, chaque pièce 4 peut être constituée d'une courte bande de section transversale en 1 adaptée pour venir en prise avec une pièce 7, qui 10 peut être une bande similaire d'environ la même longueur. Bans la réalisation de figure 2, chaque pièce 24 peut semblablement être constituée par une courte bande de section transversale en li, chaque paire de pièces 24 étant adaptée pour venir en prise avec une.pièce 27 de section transversale en ï .(la longueur de 15 cette dernière étant telle qu'elle permet son insertion entre les branches 24B, comme décrit antérieurement). j£h variante cependant, chaque pièce fixée à la paroi interne peut être adaptée pour venir en prise avec une pluralité de pièces"fixees à la paroi externe» Ainsi, dans la 20 réalisation de figure 1s chaque pièce 4 peut consister en une bande relativement longue de section transversale en L adaptée pour venir en prise avec une pluralité, de pièces 7 consistant chacune en une courte bande et disposées à des endroits espacés axial ement le long de;-la. paroi externe. Se. même, dans la 25 réalisation de figure' 2, les-,pièees' 24 -peuvent , consister en des bandes- relativement longues de section: transversale en L,. chaque paire de pièces 24 étant, adaptée; pour venir en prise avec une pluralité de -pièces 2r( disposées: &i des endroits, espaces axiale-ment le long de la paroi -externe 22 .{la. longueur, de, chaque pièce 50 '27 étant telle qu ' elle"'permet 1'insertion .expliquée antérieurement). ' " -V: ■ r ) -- • &es -trous ô- et 26 -dans: les. iparois -externes peuvent 'avoir n'importe "quelle forme «appropriée,, par, exemple peuvent être rectangulaires, ou circulaires,, et d'-une dimension suffi-i>5" santé pour -'permettre "l*insertion requise des pièce.s à fixer à la paroi exterifê.- ,. -, Le récupérateur-peut être utilisé de la manière normale, ae telle sorte q.ue. des ^az de sortie chauds passent à travers le conduit réalisé par- la paroi interne et que des gaz 40 ue combustion a chauffer passent à travers le passage annulaire BAD ORIGINAL 70 02302 7 20289/V entre les parois. Les pièces fixées aux parois interne et externe sont d'une forme et.>4'une dimension telles qu'elles n'obstruent pas trop l'écoulement du gaz dans le passage annulaire, et leur configuration permet un mouvement axial relatif entre 5 les parois, qui peut être provoqué par une expansion différente. La liaison effective des pièces en direction radiale s'oppose à l'augmentation ue l'ecartement entre les parois et par suite réduit le risque de panne du récupérateur due à une déformation de la paroi interne. 10 Dans le but de reduire le transfert de chaleur entre les parois interne et externe par conduction à travers les pièces de liaison, le récupérateur peut être assemblé de telle manière qu'il existe un vide entre les parties en prise des pièces de liaison, c'est-à-dire qu'il y ait un vide entre 15 les branches 4-B et 7B dans la réalisation de figure 1 et êntre les br~allcb.es 24B eL 27B dans la réalisation - de figuro 2. Los branches viennent alors en contact, si et quand il y a une augmentation de l'écartement radial entre les parois, et s'opposent à un écartement radial plus grand. La réduction d'un tel trans-20 fert de chaleur peut être souhaitable pour empêcher trop de différences de température locales, qui peuvent mener à une expansion différente désavantageuse. Dans le même but, les surfaces en prise des membres de liaison peuvent être conformées de telle sorte qu'il n'existe 25 qu'une petite zone de contact entre elles. Par exemple, une ou les deux surfaces peuvent être incurvées, de telle manière qu*il-existe théoriquement une ligne de contact. Figure 3 montre une réalisation semblable à celle de figure 1, avec les mêmes chiffres de référence pour, indiquer les mêmes éléments, mais dans 50 laquelle les surfaces en prise des branches 4B et 7B sont incurvées, comme représenté» pour réaliser une ligne de contact entre ces "branches, .figure 4- montre une réalisation semblable à celle ue figure 2t avec les mêmes chiffres de reference pour indiquer les mêmes, éléments, mais dans laquelle les surfaces en 35 prise des branches 24-jB eo de la branche 27B sont incurvées pour x-éaliser des lignes de contact respectives. fiÀD ORIGINAL 70 5 10 15 ■ 25 50 >5 40 02302 ZUZoV/V Revendications 1. Récupérateur comprenant des parois interne et externe substantiellement cylindriques disposées coaxialement, de manière a réaliser un passage annulaire entre elles, caractérisé en ce que la paroi interne possède une pluralité u'eiements saillant extérieurement fixes sur elle et la paroi externe une pluralité a'elements saillant intérieurement fixés sur elle, lesdits éléments faisant saillie dans ledit passage annulaire et présentant aes parties venant en prise l'une avec l'autre disposées de telle sorte qu'un élement fixé a la paroi interne peut venir en prise avec un élement fixé à la paroi externe pour s'opposer à une augmentation de l'écartement radial entre les parois interne et externe, tout en permettant un mouvement axial relatif entre les parties venant en prise.et ainsi entre les parois interne et externe. Récupérateur suivant revendication 1, caractérisé en ce que les éléments fixés a la paroi interne comprennent des pièces de section transversale en L avec une branche s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la paroi interne, ae telle sorte que l'autre branche est écartee de la paroi, et les éléments fixes à la paroi externe comportent aussi des pièces de section transversale en 1 dont une branche s'etend radialement vers 1'intérieur à partir de la paroi externe, de telle sorte que l'autre branche est écartée de la paroi, les autres branches des pièces étant aestinees à venir en prise. 5. Récupérateur suivant revendication 1, caractérisé en ce que lesdites autres branches s'étendent tangentiellement à un cercle concentrique aux parois. 4. Récupérateur suivant revendication 1, caractérisé en ce que les éléments fixés à la paroi interne comprennent des pièces de section transversale en 1 disposées par paires dont une branche ae chaque pièce d'ane paire s'étend radialement vex-s l'extex'ieur à partir ae la paroi interne et les autres brandies aes pièces ue la paire sont écartées de la parai et se font vis à vis avec une ouverture entre leurs extrémités, et les éléments fixés à la paroi externe comportent des pièces de section traiisvei'saie en 2, dont la branche verticale "du x s'etend radialement vers l'intérieur à partir de la paroi externe et passe a travers 1'ouverture prevue entre lesdites autres branches aes pièces en L, la branche transversale du i1 étant écartée BAD ORIGINAL 70 02302 9 2028979 de la paroi externe et pouvant venir en prise avec cesdites autres branches. 5. -Récupérateur suivant revendication 4, caractérisé en ce que lesdites autres branches et- la branche transver- 5 sale du 2 s * étendent tangentiellement à "un cercle concentrique aux parois. 6. Recupëx^&teur suivant une quelconque des revendications precéuentes,- caractérisé en ce que chaque pièce fixée à la paroi externe est fixée à une plaque support, qui est à son 10 tour fixée à la paroi externe, de telle so-rte que les pièces se projettent vers l'intérieur à travers un trou prévu tans la paroi externe. 7. Récupérateur suivant une quelconque des revendications précédentesr caractérisé en ce que chaque pièce fixée 15 à la paroi interne est adaptée pour venir en prise avec une seule pièce fixée à la paroi externe. b. ixecuperateur suivant revendication 7* caractérisé en ce que chaque pièce conformée en L est réalisée à partir d'une courte bandé de matière. 20 Recuperateur suivant revendication 4} caracté risé en ce que chaque pièce conformée"en L et chaque pièce conformée en x sont realisees à partir d'une courte bande de matière. - 10. Récupérateur suivant une quelconque des revendi-^5 cations 1 a ô, caractérisé en ce que chaque pièce- xixeè- à la paroi interne est adaptée jjbur venir en prise avec une pluralité de pièces fixees à la paroi externe. Vl." itecuperateur suivant revendication 10, caractérise en ce que les £>iéees iixees a la"'j>aroi int-erne sont cons-30 tituees ae. oandes de matière relativement longues et en ce que les pièces fixees a la paro-i externe sont constituées de bandes ae matière relativement courtes. - 12. «ecuperateur substantiellement tel- que décrit ci-dessus et representé aux. dessins annexes. -25 rrocedé de fabrication d'un récupérateurf ca ractérise en ce qu'il consiste dans la fixation d'éléments a une paroi interne sabstantieileicênt ' 'cylindrique f ae telle sorte qu'ils se projet lent exoerieureiaent a partir ae celle-ci, la - - - - t , . réalisation ae trous aans une paroi externe suhstantiellestent 40 cylinurique, le pi&ceiaèht ue la paroi "e-xtêrïie.- autour ae la paro-i BAD ORIGINAL^ 70 02302 tu 2028979 interne coaxialement l'une par rapport à l'autre pour réaliser un passage annulaire entre ellest l'insertion d1 éléments à travers les trous prévus dans la paroi externe pour qu'ils viennent en prise avec les éléments fixés a la paroi interne et la fixation des éléments insérés à. la paroi externe. Procédé .suivant revendication 7 pour la fabrication d'an rêcuperaxeur -xel que revendique en revendication 4, caractérisé en ce que les pieces de section transversale en T sont insérees à travers les trous prévus dans la paroi externe» la branche transversale du ï étant disposée perpendiculairement auxdites autres branches, des pièces en L, de telle sorte que chaque branche transversale peut passer à travers l'ouverture prévue entre cesdites autres branches, et les pièces.en ï sont alors tournées de 90° pour que la branche transversale vienne en prise contre lesdites autres branches avant la fixation à la' paroi externe. '(5« Procédé ue fabrication d'un récupérateur substantiellement comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés. fcAD ORIGINAL^