Brevet FR2666872A1 — publié le 19920320

APPAREIL DE CHAUFFAGE DE FLUIDES L'invention se rapporte à un appareil de chauffage de fluides IL peut être utilisé aussi bien pour un chauffage simple que pour d'autres traitements impliquant d'élever la température des fluides, tels que le craquage ou la combustion de gaz à faible pou- voir calorifique ou de déchets Par ailleurs, le trai- tement peut porter sur les fluides eux-mêmes ou des produits entraînés par les fluides, qui servent alors uniquement de fluides porteurs transmettant la chaleur. L'appareil conforme à l'invention présente comme avantage essentiel sur les appareils déjà connus une efficacité beaucoup plus grande, c'està-dire un chauffage rapide à une température élevée suivi d'un maintien relativement long à cette température. Il se caractérise par la combinaison d'une enveloppe calorifuge allongée munie d'orifices d'entrée et de sortie du fluide, de tubes conducteurs élec- triques ouverts à leurs extrémités, d'un dispositif d'alimentation en courant électrique des tubes, et d'une cloison divisant l'intérieur de l'enveloppe en deux parties, chaque orifice débouchant dans sa partie respective et les tubes traversant la cloison. On va maintenant passer à la description de la figure unique illustrant, à titre non limitatif, une réalisation préférée de l'invention. L'appareil comprend tout d'abord une enve- loppe calorifuge 1 en forme de cylindre allongé et qui se compose de trois parties démontables: un cou- vercle supérieur 2 et un couvercle inférieur 3 joints par une paroi intermédiaire 4 Il faut cependant noter que l'emploi de l'appareil est concevable dans n'importe quelle position ou orientation L'enveloppe calorifuge 1 peut être composée d'une couche interne réfractaire en métal, briques, ciment, et d'une couche externe isolante en laine de verre ou fibres céramiques, éventuellement entourée par une doublure de protection Les trois parties sont serrées par des brides boulonnées non représentées et l'étanchéité est assurée par des joints. Le couvercle supérieur 2 est percé d'un orifice d'entrée de fluide 5 et, facultativement, d'un orifice d'introduction de produit d'addition 6, et la paroi intermédiaire 4 est percée d'un orifice de sortie de fluide 7 La paroi intermédiaire 4 comprend par ailleurs sur sa face interne un épaulement 8 sur lequel une cloison 9 est posée La cloison 9 sépare l'intérieur de l'enveloppe 1 en une chambre de détente, de maintien en température et/ou éventuellement de conditionnement 10 et un collecteur 11 qui peut être considéré comme une sorte de vestibule dans lequel le fluide demeure quelques instants avant de gagner la chambre 10 L'orifice d'entrée de fluide et l'orifice d'introduction de produit d'addition 6 débouchent dans le collecteur 11 qui est donc le siège de modifications brutales d'écoulement qui favo- risent le mélange du fluide et des produits d'addi- tion L'orifice de sortie de fluide 7 débouche par contre dans la chambre 10, mais non loin de la cloison 9. L'intérieur de l'enveloppe 1 est garni de tubes 12 parallèles et ouverts à leurs deux extrémités qui s'étendent essentiellement dans la chambre 10 tout en traversant la cloison 9 et se terminent non loin de celle-ci dans le collecteur 11 Les tubes 12 sont en un matériau conducteur électrique tel que l'acier inoxydable, l'acier réfractaire, le titane, l'Inconel selon les applications, et sont alimentés en courant électrique par des électrodes 13, 14 et raccordées à un circuit 16 d'alimentation électrique continue ou alternative Les tubes 12 sont raccordés entre eux à leur extrémité opposée par un système de couplage électrique 17 On a représenté ici trois tubes 12 alimentés par un circuit triphasé, ce qui est une solution commode à mettre en oeuvre, mais d'autres sont évidemment possibles On a par ailleurs représenté des tubes 12 droits, orientés suivant l'élongation de l'enveloppe 1, alors que des tubes recourbés en serpentin ou toute autre forme peuvent aussi être envisagés si nécessaire. Les tubes 12 sont maintenus à l'intérieur de la chambre 10 par des treillages 18 et 19 fixés sur la paroi interne de l'enveloppe 1, ou maintenus entre eux par un dispositif quelconque. Le chauffage consiste donc à alimenter le circuit 16, ce qui chauffe les tubes 12 par effet Joule L'appareil est alimenté en fluide à partir de l'orifice d'entrée 5, qui communique avec un circuit de fluide non représenté qui peut comprendre en parti- culier une pompe Si l'application l'exige, on peut faire entrer du produit d'addition par l'orifice 6 qui est relié soit à un autre circuit hydraulique, soit à une trémie dans laquelle on a versé du produit solide à l'état fragmenté Le mélange éventuel s'effec- tue dans le collecteur 11, et le fluide finit par passer à l'intérieur des tubes 12 qu'il traverse avant de déboucher dans la chambre 10 à son extrémité opposée à la cloison 9 Il parcourt ensuite l'intérieur de la chambre 10 avant de sortir par l'orifice de sortie 7, qui communique avec un circuit d'évacuation ou d'aspiration On réalise donc une circulation à contre-courant dans la chambre 10 Le caractère démon- table de l'enveloppe 1 permet d'avoir facilement accès aux tubes 12 afin de les nettoyer ou de les remplacer. L'avantage fondamental de l'invention est de pouvoir chauffer très rapidement le fluide quand il passe dans les tubes 12, dont la section est petite Le fluide est ensuite maintenu à la température atteinte dans la chambre 10, dans laquelle il transite pendant le temps nécessaire assez longtemps, car les tubes 12 cèdent une certaine partie de leur énergie au fluide extérieur La température atteinte peut dépasser 1 000 C. On peut citer parmi les applications pos- sibles de cet appareil la combustion ou l'incinération de composés organiques tels que des solvants utilisés dans la peinture ou dans l'imprimerie, des graisses, ou d'une façon générale des déchets organiques liquides, pâteux ou pulvérulents L'air peut être utilisé comme fluide porteur pour des solvants vapo- risés. REVENDICATIONS 1 Apparei L de chauffage de fluides carac- térisé par la combinaison d'une enveloppe calorifuge ( 1) munie d'orifices d'entrée ( 5) et de sortie ( 7) de fluides, de tubes ( 12) conducteurs électriques ouverts à leurs extrémités, d'un dispositif d'alimenta- tion en courant électrique ( 13 à 16) des tubes, et d'une cloison ( 9) divisant l'intérieur de l'enveloppe ( 1) en deux parties, chaque orifice ( 5, 7) débouchant dans une partie respective ( 10, 11) et les tubes ( 12) traversant la cloison ( 9). 2 Appareil de chauffage de fluides suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe est formée de parties séparables ( 2, 3, 4). 3 Appareil de chauffage de fluides suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par un orifice d'introduction de produit d'addition ( 6) qui débouche dans la partie ( 11) de l'intérieur de l'enveloppe o l'orifice d'entrée du fluide débouche. 4 Appareil de chauffage de fluides suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison ( 9), les tubes ( 12) et l'orifice de sortie ( 7) du fluide sont agencés de façon qu'une circulation à contre-courant soit instaurée entre du fluide coulant dans les tubes et du fluide coulant dans la partie ( 10) de l'intérieur de l'enveloppe dans laquelle l'orifice d'évacuation du fluide débouche.