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paroi chauffante pour fours à coke.
La présente invention a pour objet des parois chauffantes pour fours à coke et des dispositifs similaires utilisés dans les industries du feu et elle a pour but de procurer à la paroi chauffante une résistance suffisante aux pressions latérales qui se produisent pendant le service.
Ces pressions latérales ont différentes causes, elles
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reposent avant tout sur l'action de la poussée du charbon.
La pression due à la poussée du charbon résulte, comme-l'on sait, du fait que le charbon dans son état plastique oppose à l'échappement des gaz une résistance plus ou moins grande.
Des pressions particulièrement importantes et par suite dangereuses pour les parois se produisent quand le charbon devenu plastique est très visqueux, au point que des pressions élevées des gaz doivent se former à l'intérieur pour que ces gaz puissent traverser la masse.Cette pression due à la poussée présente par suite un caractère aussi dangereux parce qu'elle ne se produit pas simultanément sur les deux surfaces latérales de la paroi chauffante dans les chambres à coke successives par suite de l'échelonnement des heures de chargement, et qu'elle peut n'agir intégrale- ment que d'un seul côté sur une seule paroi.
Des pressions latérales se produisent aussi lors de l'extraction du blok de coke, en particulier quand celui- ci n'est que peu ramaseé et qu'il s'est par suite coincé entre les parois. Il y a lieu de mentionner ici aussi les dilatations dues aux températures provoquées par le chauffage pendant la mise en marche, dilatations qui agissent sur l'assemblage de la maçonnerie en la rendant f riabl e .
Les pressions latérales ci-dessus mentionnées ne provoquent pas seulement une désagrégation de l'assemblage de maçonnerie qui consistait surtout jusqu'à présent dans des pierres prismatiques, et partant un manque d'étanchéïté de la cloison, mais elles mènent également, en parthulier par suite de la pression due à la poussée, à une destruction complète. On connaît le phénomène de l'enfoncement des cloisons qui prélude aux pressions rédoutées qui s'exercent sur les bords.
On a cherché jusqu'ici à écarter ces inconvénients en diminuant la pression due à la poussée, ainsi que les
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autres pressions latérales au moyen d'une préparation particulière du charbon; on n'a cependant pas encôre essayé avec sucées de suivre le chemin tout différent qui consiste à donner à l'assemblage de maçonnerie une constitution telle qu'il soit capable de supporter des pressions latérales sensiblement plus élevées que celles qu'il supportait jusqu'à présent.
En fait, on a également déjà proposé pour les parois chauffantes des fours à coke des pierres s'engageant les unes dans les autres et munies de surfaces en forme de coins. Mais les surfaces en question n'agissent que dans les différentes couches horizontales de pierres, tandis que la liaison d'une couche de pierres à l'autre a lieu la plupart de temps d'une façon élastique (par rainures et ressorts).
La répartition de la pression agissant sur une pierre donnée n'est réalisée ici que sur quelques pierres voisines de la même couche, et dans des cas particuliers sur des pierres voisines de couches immédiatement superposées. Mais jamais l'action n'est telle que la pression exercée sur une seule pierre soit répartie sur toute la paroi. Les concavités locales résultant de telles pressions ne compromettent pas seulement l'oeuvre de maçonnerie par suite des pressions exercées sur les bords, elles s'opposent aussi dans une large mesure à l'extraction du bloc de coke, qui exige la régularité de la surface des parois chauffantes.
En vertu de la présente invention, la paroi chauffante des fours à coke est rendue capable de supporter des pressions latérales plus élevées du fait que les pierres qui constituent la paroi sont disposées en un assemblage en forme de coin en tous sens grâce à la position en biais de leurs surfaces respectives de contact, de telle sorte que ,la pression agissant sur une seule pierre perpendiculairement à la surface de la paroi chauffante est répartie sur les pierres avoisimantes.
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Les dessins annexés montrent à titre d'exemple deux formes d'exécution de l'invention.
La f ig. 1 montre l'assemblage d'une forme d'exécution en perspective;
Les fig. 2 à 4 montrent chacune deux vues latérales de la forme des pierres constituant cet assemblage ;
La fig. 5 montre une coupe suivant un plan vertical passent par la ligne V-V de la fig. 1;
La fig. 6 montre l'assemblage de maçonnerie d'un second exemple d'exécution en élévation;
Les fig. 7 à 10 montrent chacune deux vues de la forme des pierres appartenant à cet assemblage ;
La fig. 11 montre une coupe suivant un plan vertical passant par la ligne XI-XI de la fig. 6.
Les parois chauffantes sont constituées par les couches de parements 1 (fig.l et 6) et par les clés 2 reliant ces couches, ces clés ménageant entre elles le passage des canaux de ohauffe 3. Ces parois sont placées à côté l'une de l'autre sur un ouvrage de fondation, à une certaine distance laissant la place aux chambres à coke; elles sont surmontées d'une couverture et arrêtées sur leur côté étroit par de forts supports de fer. Cet ouvrage d'encadrement ainsi constitué doit être assez vigoureux pour pouvoir supporter les pressions ci-dessus mentionnées dans leur totalité. La construction de la couverture 10 et la construction des supports latéraux 20 sont indiqués schématiquement dans la fig. 1.
Dans les exemples d'exécution des fig. 1 à 5, les clés sont constituées par les pierres 4 et 5 représentées dans les fig. 2 et 3. La pierre 4 possède une tête 6 en forme de pyramide tronquée, sur la plus petite base de laquelle s'appuie un prisma 7 à base trapézoïdale (fig. 2 à droite). Les surfaces latérales 8, sur lesquelles s'appuie la pierre tant en haut qu'en bas, sont de forme concave,
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tandis qu'aux surfaces latérales 9 s'adaptent des surfaces parallèles 11, qui limitent les canaux de chauffe 3.
Dans chaque couche de la clé reposent en même temps que les pierres 4 les pierres 5 (fig. 3), les unes derrière les autres. Ces dernières possèdent également une tête en forme de clé 12, offrant l'aspect d'une pyramide tronquée. Mais celle-ci s'appuie par sa grande base sur la partie prismatique 13 de la pierre. Les surfaces latérales 14, sur lesquelles repose la pierre dans la clé tant en haut qu'en bas sont de forme convexe et s'adaptent exactement aux surfaces 8 (fig. 5). Les surfaces en biais 15 et les surfaces latérales 16 de la pierre (fig. 3) arrivant à reposer perpendiculairement dans l'assemblage. Les surfaces 16 constituent la limite des chambres de chauffe, de même que les petites surfaces incidentes 17, par lesquelles la tête de clé 12 dépasse au-dessus de la partie 13.
La construction de la clé a lieu de façon telle que, dans chaque couche de clé, une pierre 4 et une pierre 5 soient placées l'une derrière l'autre et que, dans la couche suivante, ces deux pierres soient placées de façon intervertie, afin que les surfaces convexes 14 viennent s'engager exactement dans les surfaces concaves 8, si bien qu'à la surface de la paroi chauffante les parements 18 (fig. 2) s'intervertissent (fig. 1) avec les parements 19 (fig. 3).
On peut déjà se rendre compte ici que, lorsque une forte pression est exercée sur la clé dans la direction de la flèche 21 (fig. 5), et ceci est possible simplement en utilisant la construction de la couverture, les pierres de chaque clé agissent entre elles comme des coins au point de constituer un support rigide qui reçoit les pressions exercées latéralement sur la paroi chauffante dans la direction de la flèche 22, Le même effet se produit naturellement lorsque les surfaces 8 et 14 ne consistent pas comme il est représenté, dans des éléments de surfaces
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planes, mais qu'elles ont reçu une forme arrondie.
Les clés 1 sont en fait reliées les unes avec les autres par les pierres 23 (fig. 4). Ces pierres ont une forme prismatoïdique avec deux bases rectangulaires 24, 25 et quatre surfaces latérales 26,27 en forme de trapèze.
L'inclinaison des surfaces 26 correspond exactement à l'inclinaison des surfaces 9 et 15. D'autre part, l'incli- naison des surfaces 27 correspond à l'inclinaison des surfaces des têtes 8 et 14. Comme le montre la fig. l, les pierres 23 sont placées avec la surface 25 vers l'extérieur dans la couche des parements, dans laquelle elles sont voisin es des têtes 12 des pierres 5, tandis que ces mêmes pierres 23 sont placées avec la surface 24 vers l'extérieur dans les couches situées immédiatement au-dessus ou audessous. Grâce à la superposition des pierres 23 et à la rotation de 1800 dans le plan horizontal de chaque couche successive, une liaison hermétique est créée entre les différentes têtes de clés.
S'il se produit, par exemple, une poussée latérale quelconque, dirigée dans le sens de la flèche 22 (fig. 5) vers la surface 25 d'une pierre 23, cette pression est répartie par les surfaces 26 sur les têtes de clés 12 avoisinantes sur les côtés. Si la pression se produit sur la surface 24, allé se repartit au moyen des surfaces inclinées 27 sur la pierre 23 qui se trouve au-dessus ou au-dessous et de la sur les têtes de clés 12. Si la pression se produit sur la surface 18, elle est répartie immédiatement vers le haut et vers le bas sur les têtes 12 et aussi, par l'intermédiaire des pierres avoisinantes 23, sur les têtes 12.
Si la pression se produit sur une surface 19, elle est reportée sur la pierre 4 qui se trouve au-dessus ou au-dessous au moyen des parties internes de la surface 8 (fig.2), qui sont maintenues par les autres pierres avoisinantes 5 comme surtout par suite de la construction des clés en forme de
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coins. La pression sur une pierre donnée se répartit par suite, dans tous les cas, sur l'ensemble de la paroi chauffante, de telle sorte que la paroi ne peut céder qu'autant que cela correspond à son élasticité totale. Les interstices sont comblés, le cas échéant comme d'habitude, pour éviter les plus petites solutions de continuité au moyen d'un mortier réfractaire spécial.
Il est clair que les pierres forment un assemblage de coins et que la pression qui s'exerce sur une pierre donnée dans la direction perpendiculaire à la surface de la paroi chauffante, est répartie sur deux ou plusieurs pierres avoisinantes. Cette répartition n'est pas seule à se produire mais il résulte également ici dans la direction de la surface chauffante des composantes de la pression, qui serrent fortement les pierres les unes contre les autres lorsqu'il se produit une pression latérale dans la direction de la surface de la paroi chauffante; ces composantes s'opposent a toute solution de continuité et elles rendent également impossible les pressions sur les bords et le bris des pierres. Les composantes latérales de la pression contribuent à assurer dans une large mesure le maintien des pierres.
En vue d'assurer une coupe des canaux de chauffe 3 de dimensions suffisantes, les pierres 23 peuvent recevoir une longueur correspondante. Leur longueur peut être réduite du fait que les têtes 12 et 6 des pierres 4 et 5, vues dans le plan horizontal, sont élargies.
Dans l'exemple d'exécution des fig. 6 à 11, comme la fig. 11 permet de le voir, pour les clés de l'une des couches, deux des pierres 28 de la fig. 10 sont placées l'une derriere l'autre et dans la couche suivante une pierre 29 de la fig. 9 est appuyée par une de ses surfaces 31 sur les moitiés intérieures des pierres 28. Les surfaces extérieures 32 des pierres 29 sont surmontées des pierres prismatiques 33
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(fig.7), tandis que entre les extrémités extérieures des pierres 28, des pierres 34 (fig. 8) sont intercalées. Ces dernières correspondent dans leur forme aux pierres 23 (fig. 4) de l'autre exemple d'exécution.
Il est facile de voir que la clé ici encore est coincée en une masse rigide sous l'effet d'une pression perpendiculaire ; cette masse supporte toute pression latérale et s'oppose au déplacement des différentes pierres.
Si la pression est dirigée sur une pierre 33, elle est dirigée sur une pierre 34, elle se répartit au moyen de la surface inclinée de ces pierres en-dessus et en-dessous sur les pierres supérieures et inférieures 33 et, à partir de celles-ci, sur les pierres de clés 29. Ici également les parties des pierres 28 qui traversent la couche des parements peuvent avoir une forme plus large pour réduire la longueur . des pierres 34.
Revendications.
L'invention concerne une paroi chauffante pour f ours à coke, caractérisée par:
1 . - Le fait que les pierres constituant la paroi son, disposées grâoe à l'inclinaison correspondante de leurs surfaces de contact réciproques en un assemblage en forme de coins sur les côtés, de telle sorte que la pression exercée perpendiculairement à la surface de la paroi ohauf- fante sur une pierre donnée est répartie sur les pierres avoisinantes.
2 .- Le fait que les surfaces de contact obliques entourant la pierre sont opposées les unes aux autres par paires et disposées en faisceau, de telle sorte que au moins une paire est dirigée dans une direction opposée à l'autre paire ou aux autres paires de la même extrémité d'une pierre.
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