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B R E V E T D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS TUNNELS.
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux fours-tunnels du type dans lesquels l'air comburant est amené aux brûleurs de la zone de grand feu par le tirage du four, après avoir servi à refroidir les produits cuits.
Ces perfectionnements ont pour but d'améliorer le rendement ainsi que les conditions de service et de réglage des fours de cette catégorie.
La disposition suivante a déjà été employée pour les fours de ce genre : l'airpénétrant dans le four du côté du détournement passe sur les produits cuits, s'échauffe à leur contact, puis continuant son trajet dans l'âme du four par-
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vient successivement aux brûleurs échelonnés le long des parois. Dans cette disposition, la répartition de l'air aux brûleurs se fait très irrégulièrement; les plus raporochés de l'entrée de l'air sont trop bien alimentés au détriment des plus éloignés. Ceux-ci ne recevant qu'un air de plus en plus desoxygéné, peuvent donner une flamme réductri- ce, nuisible à la bonne marche des opérations.
La quantité d'air nécessaire au refroidissement des produits étant toujours plus grande que celle qui est nédessaire pour alimenter la combustion du gaz des brûleurs,' il a été proposé également de dériver une partie de l'air préalablement réchauffé, pour le diriger dans la zône dite d'enfumage ou d'échauffement préalable des produits à cuire ; ceci à été réalisé en faisant circuler l'air dérivé dans une entrevoûte ménagée à la partie supérieure du four.
Cette disposition a le défaut d'exiger, dans la partie du four soumise aux variations de température les plus accentuées, la construction de voûtes superposées : édifice exposé en cet endroit à de nombreuses causes de dégradation.
L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, elle présente en outre, d'autres avantages qui ressortiront des explications données ci-dessous :
1 Elle consiste principalement à brancher en parallèle, de chaque côté du four, les brûleurs sur une conduite d'air générale disposée latéralement à la partie inférieure du four, le long de la zône de grand feu et dans laquelle circule l'air réchauffé provenant de la zône de refroidissement, chaque brûleur prélevant sur cette conduite, par un adducteur à débit réglable, l'air qui,lui est nécessaire, en même temps qu'il prélève le gaz combustible sur une conduite générale par un ad@ucteur également réglable.
2 A réchauffer l'air admis dans la zône de refroi-
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par rayonnement et conductibilité à travers un moufle coure tout le long de cette zône et séparé du mur par un ou des canaux où progresse en zigzag l'air admis dans le four;
3 à évacuer l'excès d'air de refroidissement par un entrevoûte courant le long de la zône de refroidissement seulementi
4 Dans le cas où le combustible est gazeux, à constituer chaque brûleur par plusieurs becs disposés en quinec ces parallèles à l'axe du four, en vue d'obtenir une combue tion complète au débouché même du brûleur, et de rayonner 1 chaleur des flammes sur la plus grande longueur possible dE marchandises à traiter ;
5 Dans un mode de construction particulier des pré. cédents brûleurs à becs multiples, mode de construction applicable aux brûleurs de n'importe quel four-tunnel.
6 A prolonger sous la zône d'enfumage jusqu'à la zône de séchage les conduites d'air générales qui de chaqu< côté du four amènent aux brûleurs l'air réchauffé derrière le moufle, en vue de déverser dans ladite zone .de séchage de l'air chaud contribuant au séchage et à l'échauffement des produits à cuite.
7 A disposer,dans les plates-formes réfractaires d chariots portant les charges; des canaux longitudinaux fac lement nettoyables destinés principalement à répartir la d tation sans occasionner de poussées extérieures et facilit en marne temps la circulation des gaz chauds sous les charg
L'invention consiste en outre, mises à part ces dis positions principales qui, bien entendu, peuvent s'employé ensemble ou séparément, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et seront décrites ci-après.
La description qui suit en regard des figures ci-ar
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particulier ..'un four-tunnel. à flammes directes, chauffé au gaz fera comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 esprésente une coupe verticale axiale du four.
La figure 2 représente une section horizontale suivant I,I de la figure 1.
La figure 3 représente à plus grande échelle une demicoupe transversale dans la zône de refroidissement suivant II,II de la figure 1.
La figure 4 représente à plus grande échelle la partie 10 de la figure 2.
La figure 5 est une coupe suivant III,III de la figure 4.
La figure 6 est une demi-coupe transversale dans la zone de cuisson IV, IV de la figure 1.
La figure 7 est une demi-coupe transversale suivant V,V de la figure 1.
La figure 8 est une section horizontale d'un brûleur suivant l'invention.
La figure 9 est une coupe verticale suivant VI,VI de la figure 8.
Les figures 10 et 11 représentent respectivement une coupe axiale et une vue en plan d'une variante de réalisation des becs des brûleurs.
Le four peut comporter comme connu (.fig. 1 et 2) une zone de séchage A, une zône d'enfumage ou d'échauffement B, une zône de grand feu ou de cuisson C, dans laquelle sont placés les brûleurs, une zône de refroidissement D. Les produits chargés sur vagonnets par exemple, enfournés en I progressent à l'intérieur du four dans le sens de la flèche 2 et sont défournés à l'autre extrémité du four 3.
L'air comburant est admis dans le four à cette extrémité 3 et y circule en sens inverse des charges, comme il
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va être expliqué.
Le four, dans la zône de refroidissement C (fig, 1, 2 et 3) est constitué par une maçonnerie extérieure 4, et par un moufle intérieur 5, courant tout le long de ladite zône; ce moufle est construit en briques alvéolaires est séparé de la maçonnerie extérieure par des espaces 6, 6' dans les piédroits, et par une entrevoûte 7,'Ces espaces ainsi que 1"entrevoûte débouchent à l'air libre au droit de l'extrémité 3, et leurs orifices peuvent être plus ou moins obturés par des vannettes non représentées.
L'air extérieur qui est admis dans ces espaces et qui se dirige vers la zône de cuisson s'échauffe au contact à des parois du moufle et soustrait/celles-ci la chaleur communiquée par les produits cuits.
Les parois du moufle sont reliées à la maçonnerie extérieure par des entretoises 6a (fig. 3) formant chicanes et obligeant l'air à cheminer en zigzag.
La section des passages d'air 6, 6', 7 va en crois- sant depuis l'extrémité du défournement 3 jusqu'à l'autre extrémité de la zône de refroidissement, afin de s'adapter à l'accroissement progressif du volume de l'air échauffé.
L'air froid pénètre et circule dans l'entrevoûte 7 sous l'effet de l'aspiration du conduit vertical 8, monté au droit de l'autre extrémité de la zône de refroidissement et raccordé soit à une cheminée débouchant à l'air libre, soit à une canalisation destinée à chauffer des séchoirs ou des ateliers. Il pénètre et circule dans les espaces 6 et 6', soit sous l'action de l'aspirateur général placé en 9, à un endroit convenable de la zone d'échauffement, soit sous l'action d'une soufflerie refoulant dans les orifices d'admission.
Les passages d'air 6, 6' se terminent par des raccords
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. descendants 10,104, à section progressivemeht décroissante, jouant le rôle de Venturis et représentés à plus grande échel- le en section horizontale et en coupe longitudinale sur lcs figures 4 et 5. lesdits raccords débouchent respectivement dans les carneaux 11, 11', disposés latéralement de part et d'autre du four, le long de la zône de cuisson, dans la partie inférieure des maçonnerie sous les rampes de brûleurs 12, 12'.
Les brûleurs d'une même rampe (fig. 6) sont alimentés . en air chaud à partir du carneau 11 par des conduits verticaux
13. Le réglage du débit de ces conduites s'effectue par des registres métalliques horizontaux 14; manoeuvrés de l'exté- rieur au moyen de leviers 15.. Le gaz combustible prélevé sur la canalisation 16 par les tuyaux métalliques 17 pourvus chacun d'une vanne de réglage 18, et au besoin d'une tubulure de regard 19. L'alimentation de la rangée de brûleurs 12' sur l'autre face du four se fait d'une façon identique à par- tir du carneau d'air chaud 11' et de la canalisation de gaz
16.
Les brûleurs sont ainsi alimentés individuellement chacun par un conduit d'air chaud et par un conduit de gaz tous deux réglables, ce qui permet de réaliser un mélange ra- tionnel d'air et de gaz au débouché même des brûleurs.
Les carneaux 11, 11' se poursuivent au delà de la zône de grand feu, sous la zône d'échauffement B et aboutis- sent soit à l'aspiration des fumées 9, soit au-delà., dans la zône de séchage A quand les produits à cuire doivent être séchés avant d'entrer dans la zône d'échauffement. Dans ce dernier cas l'air chaud est distribué dans le four par une série de montées verticales 20, 20' (fig. 2 et 7), à débit réglable par des tiroirs horizontaux 21 et débouchant à divers niveaux du four.
L'air chaud, après s'être chargé de l'humidité des produits à cuire, est finalement appelé, dans le sens de la flèche 2, vers les ventouses de l'aspiration
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On pourrait aussi, dans la traversée de la zone d'échauffement disposer des conduits verticaux s'embranchant sur les carneaux 11,11' et débouchant dans le four, pour laisser échapper une partie de l'air chaud dans cette zône et la mélanger aux fumées.
Dans la zône d'échauffement B, le trajet des fumées est de préférence chicané dès la sortie de la zône de cuisson à l'aide de parois réfractaires 22, 22', disposées en quinconces (fig.2); ce dispositif oblige les fumées à cheminer en zigzag dans le plan horizontal et à lécher plus complètement, dans Lous les sens, les produits en cours d'échauffement.
Une condition essentielle de bonne marche d'un four-tunnel est la combustion complète du gaz au débouché immédiat des brûleurs. En vue d'assurer cette condition, en vue également de répartir des flammes en rideau allongé, aussi uniformément que possible, suivant la longueur du four, les brûleurs sont organisés suivant le dispositif représenté sur la figure 6 et à plus grande échelle sur les figures 8 et 9, dispositif qui a, en outre, l'avantage d'une grande robustesse au feu.
Le gaz au sortir du tuyau 17, avant de parvenir au brûleur 12, débouche dans un conduit en maçonnerte 23, terminé par un évasement 24 (fig.8) puis gagne une chambre 25 où il aspire l'air chaud provenant du conduit 13 et 1'entrai- ne vers le ou les orifices du brûleur. Au lieu de brûleurs à un seul bec, on emploie de préférence des brûleurs à plusieurs becs disposés en quinconces parallèlement à l'axe du four. Le conduit vertical 13 est coiffé d'une plaque 26, en céramique, réfractaire par exemple (fig. 9) percé d'autant de tuyères convergentes 27 qu'il y a de becs; ces tuyères qui servent l'admission de l'air forment saillie sur la plaque.
Au-dessus de la plaque 26 est posée une autre plaque
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réfractaire 28 qui ferme la chambre 25 d'arrivée du gaz ; te deuxième plaque est percée d'orifices convergents coiffant respectivement les tuyères de façon à former autant d'élé- mënts éjecteurs. Le gaz arrivant dans la chambre à l'exté- rieur des tuyères s'écoule vers le four pai les orifices de en la plaque 28/aspirant et entrainant l'air issu des tuyères.
On peut rendre plus intime le mélange des deux fluides qui se forment à la sortie des tuyères 27, par le moyen suivant (figures 10 et 11). La paroi externe de la tuyère, ou la paroi interne, ou les deux à la fois sont munies de nervures hélicoïdales, représentées respectivement en 33 -sur la paroi externe, et en 34 sur la paroi interne.
Le gaz circulant le long des nervures 33, est obligé de prendre un mouvement rotationnel qui se compose avec son mouvement ascendant; il en est de même pour l'air à l'inté- rieur de la tuyère. Le tourbillonnement ainsi créé assure un mélange plus intime de l'air et du gaz combustible et améliore par suite la combustion. Les nervures peuvent, bien entendu, être en nombre quelconque sur chacune des parois, et tourner aans le même sens sur les deux parois ou en sens inverse. Enfin les plaques 26 et 28 peuvent aussi être fabriquées en métal résistant à la chaleur.
Lorsqu'il s'agit de cuire en atmosphère réductrice, les matières doivent être léchées dès le début de la @ône d'échauffement par des fumées comportant un excès de gaz non brûlés. Ce genre d'atmosphère peut être réalisé simplement dans le four de l'invention, en agissant dans la zone de cuisson sur les registres et vannes de réglage de l'air et du gaz.
Si au contraire l'atmosphère réductrice n'est remise que dans la zône d'échauffement et que la cuisson proprement dite doie être oxydante, il a été prévu des adducteurs
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en rions la 0 '7.Y1'" 4'Aobmi++PmP'1±
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Les adducteurs 29 (fig.2) laissent déboucher, sans le brûler, le gaz réducteur qui se mélange aux fumées et chemine avec elles vers l'évacuation.
Les charges sont généralement transportées à l'in- térieur du four sur des wagonnets à plate-forme réfractaire.
Celle-ci sera avantageusement munie de canaux longitudinaux, ainsi qu'il a été expliqué. Elle sera par exemple constituée comme représenté sur .la figure 6 par des éléments réfractai- res juxtaposés 30, laissant entre eux des canaux 31, section choisie de façon à permettre le passage facile d'un ringard.