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"Mode de fonctionnement de fours chauffes au gaz, en parti- culier de fours à coke et à gaz."
Les fours chauffés au gaz, en particulier les fours à coke et à gaz, qui peuvent consommer volonté dif- férents gaz de chauffage (gaz pauvre ou gaz riche) sont fré- quemment construits et conduits de telle façon que lorsqu'ils fonctionnent au gaz pauvre on réchauffe à la fois le gaz de chauffage et l'air de combustion} tandisqu'en cas de fonc- tionnement au gaz riche, l'air de combustion seul est re- chauffé.
Les fours sont pourvus à cet effet de deux groupes séparés d'accumulateurs de chafeur, et la règle générale est - ce qui a été supposé également pour la présente invention -
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qu'en cas de fonctionnement au gaz pauvre, l'un des groupes d'accumulateurs de chaleur sert au réchauffage du gaz et l'autre au réchauffage de l'air, tandis que lors du fonction- nement au gaz riche, le groupe d'accumulateurs de chaleur servant au réchauffage du gaz est utilisé aussi au réchauf- fage de l'air, le plus souvent en totalité, ou tout au moins en partie, en même temps que l'autre groupe d'accumulateurs de chaleur servant déjà au réchauffage de l'air. Tous les accumulateurs de chaleur existants sont alors utilisés pour réchauffer l'air.
Dans les fours de ce genre réalisés jusqu'à pré- sent, lorsqu'un des groupes d'accumulateurs de chaleur pas- sait- du réchauffeur du gaz au réchauffage de l'air, on a aussi toujours utilisé pour conduire et distribuer l'air réchauffé dans les chambres de combustion, les carneaux conducteurs et distributeurs qui servent, en cas de ré- chauffage de gaz, à transporter le gaz réchauffé.
@@ Le procédé qui fait l'objet de la présente inven- tion sa distingue de ces réalisations connues en ce que, pour conduire et distribuer dans les chambres de combustion l'air réchauffé soit dais un seul soit simultanément dans les deux groupes d'accumulateurs,on emploie toujours les mêmes conduits de transport et de distribution, tandis que les conduite destinés à conduire et distribuer le gaz réchauffé servent exclusivement pour celui-ci et jamais pour l'air.
Un exemple de réalisation du nouveau procédé va être décrit l'aide du dessin qui représente un four à coke horizontal établi à cet effet et comportant des régénérateurs qui s'éterdent sur tcute la longueur de la batterie de fours.
La Fig. 1 est une coupe longitudinale verticale ne comprenant
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que la moitié de gauche du four à coke et -passant en partie par le piédroit suivant la ligne A-B et en partie par la chambre du four suivant la ligne C-D de la Fig. 2. La Fig. 2 est une coupe transversale verticale suivant la ligne E-F de la Fig. 1. Les Figs. 3 et 4 représentent la même coupe ho- rizontale par la ligne G-H de la Fig. l, dans deux positions de fonctionnement différentes.
Le four à coke est un four à régénération et à inversion du tirage, dans lequel il y a chaque fois, de la manière usuelle, une moitié de piédroit chauffée par des gaz de combustion ascendants tandis que l'autre moitié de piédroit est parcourue par des gaz 'brûlés descendantsqui s'écoulent vers le régénérateur. Les piédroits possèdent des carneaux de chauffage verticaux h qui reçoivent la flamme par le bas. En-dessous de chaque moitié de piédroit se trouvent un conduit distributeur de gaz a, avec des tuyè- res b, qui est relié à une conduite de gaz riche g longeant toute la batterie de fours, et deux carneaux de sole c et d. Le carneau de sole c est relié par des tuyères e à cha- que carneau de chauffage h, à la base de celui-ci.
Le car- neau de sale d est relié par des branchements f à des con- duits verticaux qui sont ménagés dans les parois séparant les carneaux de chauffage 1 et d'où des tuyères.!$; débouchent à différentes hauteurs dans les carneaux de chauffage h.
Dans les fondations,en-dessous des carneaux de sole c et d, sont installés pour chaque moitié du four deux régénéra- teurs v et ± disposés' dans le sens de la longueur de la batterie de fours. Chacun de ces régénérateurs y ou w coupe- re, lors de l'Inversion de tirage, avec le régénérateur placé symétriquement dans l'autre moitié du four. Parallè- lement au régénérateur 1 règne, à la partie inférieure, un
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collecteur r relié au régénérateur, et parallèlement au ré- générateur w, un collecteur s relié à celui-ci, Le régénéra- teur v est en outre raccordé à une conduite de gaz m 8 Il 6- tendant sur toute la longueur de la batterie.
A la partie supérieure, le régénérateur v est relié par des cheminées x cu y à tous les carneaux de sole e et d, tandis que le régénérateur W n'est en communication, par des cheminées z, qu'avec les ' carneaux de s ole d (voir Fig. 3).Chacune des cheminées X, y, z comporte un registre d'obturation u qui peut être commandé au moyen de tiges appropriées, à travers des ouvertures 1 qui peuvent être fermées et sont ménagées dans les parois aux extrémités libres des carneaux de sole c et d.
Pour l'explication du fonctionnement, on supposera comme premier exemple que le chauffage se fait au gaz pauvre et que la moitié de four ou de piédroit représentée sur les Figs. 1 et 3 est chauffée par des gaz de combustion ascen- dants. Dans ce cas, la conduite de gaz riche ± est coupée des conduits distributeurs de gaz a, de sorte que ceux-ci sont inutilisés; le régénératuer V sert au réchauffage du gaz de chauffage et le régénérateur w sert au chauffage de l'air de combustion. Les registres d'obturation occupent la position représentée sur la Fig. 3, c'est-à-dire que les cheminées x et Z sont ouvertes et les cheminées % fermées.
Le gaz de chauffage est introduit par la conduite m dans le régénérateur V, s'y réchauffe et passe par les cheminées 1Ç..dans les carneaux de sole ±, d'où il est réparti par les tuyères 2 dans les différents carneaux de chauffage h. L'air de combustion est amené par le collecteur s qui est muni à 1 extrémité de la batterie d'un clapet d'inversion ; il passe
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dans le régénérateur W, s'y réchauffe et se rend par les cheminées z dans les carneaux de sole d d'où il se repartit, par les conduits g et 1 et les tuyères k, dans les carneaux de chauffage, et cela à des hauteurs différentes.
Le gaz entrant par les tuyères..2 et l'air amené par les tuyères k forment la flamme de chauffage qui, par suite de l'admission graduelle de l'air, produit un chauffage très uniforme en hauteur.Les gaz de combustion s'élèvent dans les carneaux de chauffage verticauxh, pénètrent dans le collecteur hori- zontal situé au-dessus et redescendent finalement dans l'au- tre moitié (non représentée) du piédroit pour se rendre de la dans les régénérateurs situés de ce coté et les chauffer.
Les gaz brûlés ainsi refroidis passent par les collecteurs r et 8 prévus du côté droit du four et fonctionnait alors comme conduits de départ de gaz, pour se rendre à la cheminée.
On supposera. maintenant comme second exemple que l'on doit passer au chauffage au gaz riche. A cet effet, les communications entre la conduite de gaz riche ¯g et les conduits distributeurs ¯µ sont ouvertes et par contre les communications entre la conduite de gaz pauvre m et les ré- génératuers v sont coupées. Les régénératuers v et w servent alors tous deux côte à cote au réchauffage de l'air.
Les registres d'obturation u reçoivent la position représentée sur la Fig. 4, c'est-à-dire que les cheminées y et z sont ouvertes et les cheminées x fermées. Les carneaux de sole c sont alors inutilisés et l'on peut voir que les deux régé- nérateurs v et w sont en communication avec chaque carneau de sole de L'air de combustion est alors amené par les deux collecteurs r et s et conduit dans les régénérateurs v et w.
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Après réchauffage, tout l'air de v et 1 entre par les chemi- nées y et ¯4 dans les carneaux de sole d et se répartit par les conduits jf et les tuyères k dans les carneaux de chauffa- ge, ce qui produit la combustion du gaz riche arrivant des conduits distributeurs a par les tuyères,]. Le reste du tra- jet des gaz de combustion est le même que dans le premier exemple relatif au chauffage au gaz pauvre,
Il résulte de l'explication qui précède, relative au mode de construction et au mode de fonctionnement du four a coke pris comme exemple, que la disposition de régénérateurs sur la longueur de la batterie,
en-dessous des carneaux de sole ± et d qui sont placés transversalement aux régénérateurs, permet d'une façon très avantageuse les différentes conne- xions à établir suivant la présente invention entre les régé- nérateurs et les carneaux de sole. Tous les registres u peu- vent avantageusement servir non seulement à l'obturation mais aussi au réglage.
Le mode de fonctionnement suivant la présente in- vention permet, pour chacune des matières différentes à en- visager pour la combustion - gaz riche, gaz pauvre, air - et dans chaque cas de fonctionnement choisi arbitrairement, que ce soit le réchauffage du gaz et de l'air ou le réchauf- fage de l'air seul, d'utiliser toujours les mêmes conduits d'admission et les mêmes tuyères de sortie. Il ne se produit jamais d'interversion'des conduits et des tuyères en question pour des matières différentes intervenant dans la combustion.
Ceci présente l'avantage que les conduits d'admission et surtout les tuyères de sortie peuvent être exactement adap- tés à leur fonction pour ce qui concerne leur disposition et leurs dimensions. LE? dimensionnement précis et la corrélation convenable des dimensions des tuyères pour l'air, le gaz
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riche et le gaz pauvre ont en effet une importance extrême pour l'obtention d'un chauffage convenable et économique dans chaque cas de fonctionnement. On obtient en outre de ce fait différentes possibilités avantageuses.
Le chauffage uniforme en hauteur, tel qu'il est prévu dans l'exemple dé- crit, au moyen d'une admission graduelle de l'air à diffé- rentes hauteurs, avec admission du gaz à la base du carneau seulement, n'est par exemple possible, si on veut employer à volonté du gaz pauvre ou du gaz riche, que suivant la pré- sente invention. La faculté d'établir des conduits et des tuyères indépendants pour le gaz riche, le gaz pauvre et l'air, permet en outre de rester complètement maître des conditions de pression s' établissant au cours du fonctionne- ment dans ces divers systèmes de conduits et de les imposer à volonté lors de l'établissement des plans de l'installa- tion.
Par exemple, quand on construit un four à coke en maçonnerie avec des joints, qui présente toujours inévita- blement des défauts d'étanchéité, il est nécessaire que les pressions gazeuses les conduits de gaz et d'air voisins scient aussi égales que possible en vue d'éviter dans la mesure du possible les échanges entre ces conduits de gaz et d'air, ce qui pourrait provoquer des combustions locales.
Ce réglage nécessaire des pressions en question n'est possi- ble que par un choix approprié des dimensions des tuyères de s ort ie.
L'invention n'est limitée ni à des genres détermi- nés de fours chauffés au gaz ni à des modes déterminés de constitution et d'utilisation d'accumulateurs de chaleur pour ces fours. On peut employer aussi bien des régénérateurs que des récupérateurs et éventuellement aussi utiliser ces deux genres d'accumulateurs de chaleur à la fois. De même, @ 1 laar
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quelle que soit la nature des accumulateurs de chaleur, leur emplacement dans l'ensemble du four n'est soumis à aucune restriction.
-:- REVENDICATIONS @ le- Procédé pour faire fonctionner des fours chauf- fés au gaz et particulièrement des fours coke et des fours à gaz, à volonté avec réchauffage du gaz et de l'air ou bien avec réchauffage de l'air seul, caractérisé en ce que dans ce dernier cas, les accumulateurs de chaleur qui pas- sent alors du réchauffage du gaz au réchauffage de l'air, évacuent leur air réchauffé par les conduits d'admission et de distribution. qui servent déjà. à distribuer l'air réchauf- fé en cas de réchauffage simultané de gaz et d?air, tandis que les conduits utilisés antérieurement pour distribuer le gaz réchauffé sont coupés de leurs accumulateurs de chaleur conjugues et restent Inutilisés.