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Perfectionnements apportés dans la construction des fours de fusion à pots pour verreries, cristalleries et industries similaires
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés dans la construction des fours de fusion à pots utilisés dans les verreries et cristalleries chauffés par des flammes fournies par des gazogènes installés dans le massif même desdits fours ou provenant de gazogènes placés à l'extérieur desdits fours, ces fours comportant des récupérateurs à marche continue.
Ces perfectionnements portent principalement sur les points suivants : a) un moyen pour éviter la destruction des piliers des fours de verrerie de tous systèmes, moyen consistant à disposer dans ces piliers des conduits de ventilation ou des espaces vides accessibles à l'air extérieur qui les rafraîchissent constamment. b) la conformation annulaire ou en tronçons d'anneaux de la 'chambre de fusion .
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c) la construction d'un brûleur central circulaire vertical comportant dans sa partie centrale un carneau de gaz cylindrique vertical autour duquel est disposé concentriquement un carneau d'air chaud, la cloison de ce carneau s'élevant jusqu'à affleurer le bas des trous de feu du brûleur de manière à atteindre la voûte, ledit carneau annulaire étant percé en outre d'ouvertures pour le passage des gaz.
Le brûleur est, de plus, isolé du laboratoire du four par un carneau et des cheminées de ventilation. concentriques en. relation en bas avec les carneaux de refroidissement du siège et en haut par les cheminées aboutissant à l'air libre au-dessus du four.
Le brûleur peut comporter dans certains cas des carneaux radiaux dont l'embou- chure est placée un peu au-dessus du siège pour capter les fumées et les évacuer par des carneaux concentriques au brûleur vers les récupérateurs. d) la division du carneau de fumée concentrique au brûleur en autant de sections isolées qu'il y a de récupérateurs . e) l'installation de registres d'isolation dans les carneaux de Fumées et d'aii chaud. f) la disposition pour chaque récupérateur de carneaux de fumées distincts munis chacun de registres réglant la température dans les zones de la chambre de fusion. g) la construction de récupérateurs accessibles de trois cotés. h) le perçage de trous sous le carneau à gaz central du brûleur pour son nettoyage.
i) un dispositif de réfrigération du siège et du brûleur com- portant des cheminées d'aération aboutissant au-dessus du four, lesdites cheminées communiquant avec les carneaux de ventilation du siège et avec ceux pratiqués dans les cloisons bordant les carneaux de fiâmes et les carneaux de fumées. j) la disposition dans les piliers de carneaux servant à évacuer les fumées en relation avec un ou plusieurs collecteurs circulaires de fumées installés sous les piliers et parfaitement isolés des récu- pérateurs du fait de leur position au-dessus des carneaux de refroi- dissement du siège, les collecteurs étant pourvus de conduits de netto- yage avec regards latéraux.
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k) la disposition, de portas vis à vis des passages ou chambres à verre installés sous le four pour fermer hermétiquement ces parties, lesdites portes s'opposant à l'entrée de l'air froid dans le laboratoire et maintenant dans ces passages et chambres une tempéra- ture suffisante pour accélérer l'écoulement du verre tombant sur le siège vers les trous de coulée servant à l'évacuer et servant aussi à empêcher les pertes de chaleur par les parois du four.
1) l'aménagement facultatif sous le siège de poches à verre de sécurité en relation avec le collecteur de fumées capable de recueil- lir le verre y pénétrant éventuellement. m) l'application éventuelle sans changer la disposition générale du four de fusion d'un brûleur central amenant par le haut le gaz de gazogènes placés à l'extérieur du four et recevant l'air chaud par le bas par un carneau central placé dans le prolongement vertical du brûleur, le gaz et l'air étant séparés par une cloison horizontale placée à la hauteur des trous de feu.
Les dessins annexés montrent l'application de ces perfection- nements à un four de fusion de verrerie à pots.
Fig.l est une coupe verticale partielle du four annulaire faite par la ligne brisée A-B fig.3 .
Fig.2 est une coupe verticale partielle du même four faite par la ligne G H I J K fig. 6.
Fig. 3 est une coupe horizontale faite au niveau C D E F fig.l .
Fig.4 est une coupe horizontale faite au niveau L M N 0 fig. 2 .
Fig.5est une coupe horizontale partielle faite au niveau P Q fig.2 .
Fig.6 est une coupe horizontale partielle faite au niveau T U V X Fig.2 .
Fig.7est une coupe verticale faite par la ligne R S Fig. 2 .
Fig.8est une coupe verticale faite par la ligne Z Z fig. 9 .
Fig.9est une coupe faite par la ligne Y Y Fig.8 .
Fig.10 représente en coupe horizontale partielle la chambre de fusion d'un four à huit pots formé de deux secteurs accolés.
Fig.11 est une coupe verticale partielle du four faite par la ligne A-B fig.13 .
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Fig.12 est une autre coupe verticale faite par la ligne E-F fig.ll
Fig.13 et 13a sont deux demi-coupes horizontales faites respecti- vement aux niveaux G-H et I-J de la figure 11 .
Fig.14 et 1-la sont deux demi-coupes horizontales faites respecti- vement aux niveaux K-L et M-N de la figure 11 .
Fig.15 et 15a sont deux demi-coupes verticales faites respective- ment suivant les lignes 0-P et Q-R de la figure 16 .
Fig.18a,16b,16c,16d, représentent quatre tronçons montrant respec- tivement un quart du massif du four coupé horizontalement au niveau de l'une des lignes S-T,U-V,X-Y,Z-Z, figure 15 .
Fig.17 est une coupe verticale faite par la ligne x-x fig.18 .
Fig.18 et 18a sont des demi-coupes horizontales faites respecti- vement aux niveaux y-y et v-v fig. 7 .
Dans ces diverses figures, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes parties ou organes.
Ce four de fusion perfectionné comporte une chambre de fusion 1 avec ses arcades ou ouvertures de travail 32, vis à vis desquelles sont logés les pots 5. Les trous 8 de sortie des flammes débouchent à la naissance de la voûte 3 et l'embouchure des trous 18 d'aspiration de fumées est placée au-dessus du siège 2, ce qui empêche le verre échappé des pots de couler dans le brûleur et les carneaux et de là dans les récupérateurs et d'endommager ces organes.
Tous les carneaux sont rectilignes, horizontaux ou verticaux et facilement accessibles afin qu'on puisse les visiter et les réparer même pendant la marche du four. Il existe également sous le siège 2 de ce four perfectionné un réseau de très grands carneaux rectilignes 13 en relation avec l'atmosphère extérieure et dans lesquels circule de l'air froid en vue de refroidir constamment ledit siège et ses parties avoisinantes en isolant de ce siège les organes placés en-dessous.
La chambre de fusion 1 est également isolée des carneaux, parcourus par les flammes ou par les fumées, par le moyen de carneaux 16 pratiqués dans leurs cloisons en relation avec l'air extérieur, ces carneaux étant sans cesse parcourus par de l'air froid aspiré par les cheminées 17.
Sous le four sont également disposés des passages 14 au travers des- quels le verre tombant sur le siège 2 est évacué par des trous 15 .
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Ce four perfectionné peu/6 comporter des gazogènes séparés du four ou incorporés dans son soubassement, lesdits gazogènes commu- niquant entre eux par un collecteur 22 ; chaque gazogène 11 est agencé pour être isolé du four pendant sa marche au moyen d'un registre mobile 24 (fig. 2).
La chambre de fusion 1 et le brûleur, à l'exception du siège 2, sont oonstruits en silice ou briques de silice.
La chambre de fusion 1 affecte la forme annulaire ; sa voûte 3 repose,d'une part,sur les piliers 4 (fig.l,3 et 10) des arcades 32 et, d'autre part, sur le massif du brûleur (fig.l). Cette construction permet de réduire notablement l'espace nuisible et les surfaces de refroidissement et de réaliser ainsi une importante économie sur le combustible employé au chauffage ; elle rend possible la libre dilata- tion du brûleur central et de ses carneaux sans diminuer la stabilité du four et sans altérer l'étanohéité des cloisons séparant les carneaux.
Il est possible, sans changer la construction générale du four, de constituer une chambre de fusion composée d'un,deux ou plusieurs secteurs accolés comme on le voit dans la fig.10 .
Le brûleur de section circulaire disposé dans la partie centrale du four (voir fig.3,4 et 10) est pourvu de multiples canaux - radiaux 8 et 18 partant d'un carneau central à gaz 12 et de canaux circulaires 19 concentriques à ce conduit central ; par les canaux radiaux 8 débouchant à la partie supérieure de la chambre de fusion 1 la chaleur est distribuée à volonté dans ses diverses zones.
Les canaux concentriques d'air chaud 10 et les carneaux de refroidissement 16 entourent le oarneau à gaz 12 . Par l'embouchure des carneaux radiaux 18 située un peu au-dessus du siège 2 s'échappent les fumées qui sont rassemblées dans un carneau circulaire 19 concentrique au carneau à gaz 12 .
Les récupérateurs 9, placés ici au-dessous de la chambre de fusion 1, sont @ accessibles de trois cotés ; ils sont pourbus chacun, .d'une part, de registres placés dans les carneaux d'air chaud 38 (fig.6) et, d'autre part, de carneaux de fumée 30 (fig. 4) qui permettent de les isoler les uns des autres afin de procéder, lorsque c'est nécessaire, à leur réfection sans éteindre le four.
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Chaque récupérateur 9/est /en relation avec la chambre de fusion 1 par le canal circulaire 19 situé entre le récupérateur et le brûleur et il est muni d'un carneau distinct 40 de fumées, placé dans le fond du four. Des petits registres 33 (fig. 4 et 5) permettent de régler à volonté l'aspiration et ainsi d'augmenter ou diminuer la température dans les diverses zones de la chambre de fusion et dans les récupérateurs.
A la base de la partie verticale du carneau central à gaz 12 sont disposés des trous 41 (fig.1,2 et 8) au tr@@@@en desquels il est
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possible d -1* aerehe fi -b- océddr au nettoyage de ce carneau. fflj
Vis à vis des embouchures externes des carneaux d'air chaud et de furée sont disposés des tampons amovibles 43 (fig. 4 et 7) ; en enlevant ces tampons on peut surveiller la marche du four ou procéder au nettoyage ou à la réparation des oarneaux.
Les carneaux de gaz principaux sont élargis en 46 pour constituer des chambres où les cendres peuvent se déposer ; ces élargissements, convenablement disppsés par rapport au brûleur, réalisent l'épuration du gaz avant qu'il parvienne au brûleur de telle sorte que le gaz ainsi débarrassé des cendres qu'il entraînait attaque beaucoup moins les parties du four établies en matériaux réfractaires.
De multiples cheminées 17, placées par exemple verticalement et concentriquement à l'axe du four aboutissant dans une cheminée commune, sont en relation avec les carneaux 13, ménagés sous le siège 2 et avec les carneaux 16 logés à l'intérieur des cloisons qui séparent les carneaux de flammes 8 et les carneaux de fumée 18 ; ces cheminées- produisent un appel constant d'air froid dans ces carneaux 13 et 16 en assurant une réfrigération continue du siège et des cloisons en maçonnerie du brûleur de telle sorte que le verre fondu qui pourrait s'écouler à travers la base du brûleur se trouverait immédiatement figé par le courant d'air froid.
Comme on le volt dans les figures 11 à 17, le brûleur circulaire central 6 est dépourvu da carneau concentrique de fumées 19 indiqué dans les fig.3,4 et 10 ; la cloison concentrique 54 (voir
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fig.ll et 12) séparant le carneau 12 d'amenée du gaz de celui 10 d'amenée d'air chaud est prolongée vers le haut pour affleurer le bord inférieur des trous de feu 8 et pour parvenir jusqu'à la voûte du four en ménageant des ouvertures pour le passage du gaz, en fade des trous de feu. Grâce à cette disposition, la combustion est un peu retardée, l'intérieur du brûleur chauffe moins et la flamme arrive plus chaude dans le laboratoire.
Les fumées sont évacuées vers les récupérateurs par des carneaux 55 (fig.11,12 et 13) traversant les piliers et rejoignant un ou plusieurs collecteurs circulaires de fumées 19 disposés sous les piliers ; ces collecteurs installés au-dessus des carneaux 13 de refroidissement du siège, dans lesquels circule sans cesse de l'air froid, sont ainsi parfaitement isolés des récupérateurs placés au- dessous ; des conduits inclinés aboutissant aux collecteurs 19 fermes par des tampons ou regards 43 permettent de visiter et nettoyer aisément ces collecteurs.
Pour refroidir les piliers de ce four et prolonger ainsi son usage, les piliers et les carneaux de fumées 18 (voir fig.11,12 et 15) sont creusés de carneaux 50 communiquant en bas avec les carneaux 13 de ventilation du siège2 ou bien ils sont pourvus de vides 53 (fi dans lesquels l'air froid circule ou accède librement, de sorte que ces piliers sont sans cesse refroidis et résistent plus longtemps à la destruction occasionnée par la chaleur du four dans ces parties grêles.
Un perfectionnement important consiste à placer des portes 56 (fig.12) fermant latéralement hermétiquement les chambres 31 placées sous le siège 2 dans lesquelles le verre qui tombe sur le siège s'écoule par les trous de coulée 15 ; ces portes s'opposent à l'entrée de l'air froid dans le labbartllre par les trous de coulée 15 et maintiennent dans les chambres 31 et les passages 15 une température suffisante pour que le verre qui tombe sur le siège puisse, demeurant fluide, s'écouler librement sans engorger ce siège.
Une autre amélioration consiste à disposer des poches à verre 51 (fig.11,13a et 15) de sécurité en communication avec le collecteur de fumées 19, ces poches étant destinées à recueillir le verre qui
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pourrait pénétrer accidentellement dans le collecteur 19 et ainsi ' s'opposer à son accès dans les récupérateurs.
Le brûleur central 6 peut Stre prolongé au-dessus de la voûte du four en 22 comme on le voit fig.17 de manière à amener d'un gazogène extérieur le gaz par le haut, l'air chaud arrivant par le bas s'élevant dans le carneau du centre 53 et s'épanouissant latérale- ment au-dessous d'une cloison horizontale de séparation 57 placée à la hauteur des trous de feu 8 . Cette construction n'apportant aucun autre changement dans la disposition générale du brûleur 6, et de son carneau concentrique de refroidissement.
Les dispositions ci-dessus décrites et représentées n'ayant été données ici qu'à titre d'exemples, il doit être entendu qu'il sera possible, sans s'écarter des principes oi-dessus décrits, de faire varier les dispositions constructives de ces perfectionnements apportés aux fours de fusion de verreries et de cristalleries àpots.
REVENDICATIONS
1 Dans les fours de fusion de verreries et cristalleries de tous systèmes, l'application dans les piliers du four de carneaux où l'air circule constamment ou de vides dans lesquels l'air froid extérieur accède librement dans le but de refroidir sans cesse ces piliers pour éviter leur destruction par la chaleur développée dans le laboratoire.
2 Une chambre de fusion annulaire ou composée de deux ou plusieurs secteurs accolés pouvant être isolés les uns des autres et fonctionner indépendamment.
3 Un brûleur creusé centralement d'un canal vertical placé dans l'axe du four duquel partent des carneaux radiaux conduisant les flammes un peu au-dessuss de la voûte, dans la chambre de fusion, ledit brûleur étant, en outre, muni de carneaux circulaires de fumées tronçonnés en relation avec les récupérateurs dans lesquels aboutissent des carneaux radiaux captant les fumées débouchant un peu au-dessus du siège dans la chambre de fusion.
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