Brevet FR2503837A1 — publié le 19821015

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif de chauffage des liquides industriels in situ. On a déjà proposé un certain nombre de moyens pour chauffer des liquides industriels in situ par le gaz. D'une manière générale, le chauffage est réalisé grace à des aménagements prévus à l'intérieur de la cuve contenant le liquide à chauffer Mais de tels aménagements sont fixes, posent parfois des problèmes d'entretien et de maintenance, et préseren.nt un encombrement notable pour des rendements le plus souvent médiocres. La présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients ci-dessus en proposant um nouveau dispositif de chauffage qui est el que,ue sorte indépendant de Je cuve contenant le l-.qui-de à chauffer, et présente une grande souplesse d'emploi. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage d'un llquide quelconque par les gaz brClés produits dans une chambre de combustion assoc ée à un brleur, caractérisê en ce que le brtaieur et sa chambre de combustion associée fo-rment une unité chauffante mobile et étanche, immergeable dans le liquide à chauffer. OD comprend donc que l'unité chauffante ainsi réalisée constitue un ansemble compact et amovible qui 2û est polyvalent et dont 1 entretien est considérablemnent facilité par rapport aux Installations antérieurement connues et comportant par exemple un brCleur à l'extérieur de la cuve contenant le liquide à chauffer. En d'autres termes, le dispositif de chauffage i0 immergeable selon linvention peut ttre comparé par exemple à un thermoplongeur compact à combustible gazeux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'unité chauffante précitée constitue un caisson dont au moins l'une des parois est murnie de conduites ou analogues débouchait au-dessus du niveau de liquide et permettant respectivement i limentation en combustible, la sortie des gaz bréles, et le passage des liaisons électriques 2503 837 d'allumage et de sécurité du brtleur. On comprend ainsi que les parois du caisson formant l'unité chauffante constituent autant de surfaces d'échange. Suivant encore une autre caractéristique de l'inven- tion, la partie du caisson formant chambre de combustion est traversée de façon étanche par un ou plusieurs canaux de circulation, par thermosiphon, du liquide environnant. On comprend que de tels canaux augmentent avantageu- sement la surface d'échange. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre de combustion précitée comprend des moyens, tels que par exemple grilles ou analogues, créant des turbulences de gaz chaud de préférence autour des canaux précités. On ajoutera encore ici que la périphérie externe de ces canaux peut être pourvue d'ailettes augmentant encore la surface d'échange. Selon encore une autre caractéristique de l'inven- tion, le caisson précité présente sensiblement la forme d'un parallélépipède comprenant une chambre de prémélange et d'homogénéisation du combustible, laquelle est séparée de la chambre de combustion par une grille ou analogue de stabilisation de la flamme. On notera encore que la chambre de prémélange précitée renferme une ou plusieurs grilles de répartition du combustible avant combustion. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion appara.tront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue très schématique en perspective d'un dispositif de chauffage immergeable, conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation et coupever'tcale de ce dispositif, suivant la ligne II-II de la figure 3; 503 837 - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue partielle et en perspective d'un exemple de grille de stabilisation de flamme; - la figure 5 est une vue partielle en perspective d'un canal traversant la chambre de combustion et auquel est associé un moyen provoquant des turbulences de gaz chaud; et - la figure 6 est une vue partielle en perspective d'un canal avec ailettes. Selon un exemple de réalisation, et en se reportant aux dessins annexés, un dispositif de chauffage conforme à l'invention comprend essentiellement un ensemble chauffant compact 1 qui se présente sous la forme d'un caisson 2, de préférence parallélépipèdique> et entièrement immergeable dans le liquide à chauffer 3. Ce liquide peut être par exemple un liquide industriel contenu dans une cuve (non représentée). On a seulement montré en 4 le niveau de ce liquide 3 srla figure 2. L'unité chauffante ou caisson 2 comporte six parois formant autant de surfaces d'échange et dont l'une 2a est munie de conduites débouchant audessus du niveau 4 de liquide 3, comme on le voit bien sur la figure 2. Plus précisément, l'alimentation en gaz combustible-air comburant, en quantité sensiblement stoechiométrique s'effectue par une conduite 5 débouchant dans une chambre 6 de prémélange et d'homogénéisation du combustible, comme on le voit mieux sur les figures 2 et 3. Une autre conduite 7 visible sur la figure 1 permet le passage des liaisons électriques d'allumage et de sécurité du br-Oleur. Enfin, les gaz brtlés froids sont évacués par une troisième conduite 8 qui débouche dans la chambre de combustion 9. Comme il apparait clairement sur les figures 2 et 3, la partie du caisson 2 formant chambre de combustion 9 est traversée de façon étanche par un ou plusieurs canaux tels que 10. Ces canaux 10 peuvent présenter une forme quelconque en section transversale, par exemple circulaire 2503 837 ou polygonale, comme on le voit bien sur la figure 3. Ils permettent la circulation, par thermosiphon, du liquide environnant 3, comme cela est matérialisé par des flèches sur la figure 2. En outre, on comprend que de tels canaux verticaux 10 augmentent avantageusement la surface d'échange extérieure constituée par les parois du caisson 2. La surface d'échange en question peut encore ttre augmentée par la prévision d'ailettes ou analogues métalli- ques 11 autour des canaux 10, comme on l'a montré par exemple sur la figure 6. La partie du caisson 2 contenant la flamme et formant chambre de combustion 9 comporte de préférence des moyens créant des turbulences de gaz chaud à l'intérieur de cette chambre pour conférer à l'unité chauffante 1 de bonnes performances avec un minimum d'encombrement. Ces moyens peuvent être quelconques et agencés d'une manière quelconque dans la chambre de combustion 9. C'est ainsi qu'ils peuvent être par exemple constitués par des grilles 12 aménagées autour des canaux 10, comme on le voit sur la figure 5. Dès lors, les grilles 12 favoriseront la formation de jets de gaz chaud dirigés vers les parois d'échange réalisées par les canaux 10. La chambre de prémélange 6 renferme avantageusement une ou plusieurs grilles 13 agencées d'une manière appropriée à l'intérieur de celle-ci de manière à réaliser une répartition idéale du mélange gazeux arrivant par la conduite 5. On a montré en 14 une grille de stabilisation de flamme séparant la chambre 6 de prémélange et de réparti- tion du combustible gazeux, de la chambre de combustion 9. Cette grille 14, que l'on voit à plus grande échelle sur la figure 4 est de préférence constituée d'une plaque métallique percée d'un ou plusieurs réseaux de trous 15, laquelle plaque est formée de plusieurs ttles, feuilles, tissus métalliques, ou analogues 16 superposés)assemblés, et eux-mêmes percés de trous, comme par exemple décrit dans 2503 837 le brevet français No. 69.37574 appartenant à la demanderesse. Une telle grille 14 permet avantageusen ent de procurer une haute intensité de combustion pouvant conduire des puissances de chauffe allant Jusqu'à 2 kW/cm2 On a donc réalisé suivant l'invention un brûleur à gaz à haute intensité de combustion et associé à une chambre de combustion de façon -à former une unité chauffante très compacte, amovible, polyvalente et pouvant très facilement ttre plongée dans une cuve contenant un liquide a chauffer quelccnque, au metyen dtun treuil par exemple. On notera encore ici que le bloc clauffant seion 1 'invention permet d' atteindre une puissi;ice de eauffe allant deo 000 r 2000 kW/m3 occupé, et que les rendements obtenus avec ce bloc soTnt superleurs d'environ 20% à ceux de i altions de chauffage de liqui utilisées jusqu'à prèsent. Bien entendu, l'invention n' est nullement úimdtée au mode de réalisation décrit et illustré qÈt n'a eté donné qu'à titre d'exemple, C'est asi quae les yenso autre que parallélépipèdique. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. 2503 837 R E v E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif de chauffage d'un liquide quelconque par les gaz brûlés produits dans une chambre de combustion associée à un brûleur, caractérisé en ce que le brûleur et sa chambre de combustion (9) associée forment une unité chauffante (1) mobile et étanche, immergeable dans le liquide à chauffer (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité chauffante précitée constitue un caisson (2) dont au moins l'une (2a) des parois est munie de conduites (5, 8, 7) ou analogues débouchant au-dessus du niveau (4) de liquide (3) et permettant respectivement l'alimentation en combustible, la sortie des gaz brûlés, et le passage des liaisons électriques d'allumage et de sécurité du brûleur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie du caisson (2) formant chambre de combustion (9) est traversée de façon étanche par un ou plusieurs canaux (10) de circulation, par thermosiphon, du liquide environnant (3). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de combustion précitée (9) comprend des moyens, tels que par exemple grilles (12) ou analogues, créant des turbulences de gaz chaud de préférence autour des canaux précités (10). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la périphérie externe des canaux précités est pourvue d'ailettes (11) augmentant la surface d'échange. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le caisson étanche précité (2) présente sensiblement la forme d'un parallélé- pipède comprenant une chambre (6) de prémélange et d'homogénéisation du combustible, laquelle est séparée de la chambre de combustion (9) par au moins une grille (14) 2503 837 ou analogue de stabilisation de la flamme. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre (6) de prémélange précitée renferme une ou plusieurs grilles (13) de répartition du combustible avant combustion.