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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION " Perfectionnements apportés à l'application de la chaleur aux cornues, fours à coke et' appareils analogues ".
Cette invention est relative à l'application de la chaleur aux cornues, fours à coke ou appareils analogues disposés verticalement et est plus spécialement destinée à l'application de chaleur dans la distillation des matières carbonées solides mais peut trouver également son utilité dans les fours et foyers dans lesquels une uniformité d'application de la chaleur et une économie dans son utilisation sont désirables.
Selon l'invention, l'installation pour l'application externe de chaleur aux cornues, fours à coke ou appareils ver- tioaux analogues comprend des faisceaux superposés de carneaux de chauffage horizontaux à inter-communication dans lesquels les brûleurs sont disposés de telle sorte que les jets de gaz ou de combustible brûlant qui en jaillissant sont dirigés par ces brûleurs ainsi que l'air comburant dans des directions opposées dans les parties des carneaux de chauffage horizontaux qui se trouvent entre les cornues adjacentes, ces carneaux
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comprenant également des carneaux latéraux s'étendant de part et d'autre des cornues verticales, fours à coke ou appareils analogues et communiquant avec les parties des oarneaux de chauffage horizontaux qui se trouvent entre eux,
de telle sorte qu'une circulation générale de gaz de chauffage est ainsi maintenue à grande vitesse au cours du fonctionnement des brûleurs en vue de l'application uniforme de la chaleur. On conçoit qu'ainsi c'est la direction des jets qui détermine la direction du mouvement des produits de combustion chaud à travers les carneaux situés entre les cornues adjacentes et qui provoque une circulation générale à travers l'ensemble des carneaux horizontaux à inter-communication.
L'invention comprend les originalités qui vont être décrites en regard des dessins schématiques annexés:
La figure 1 est une vue en coupe verticale pratiquée à travers des carneaux de chauffage horizontaux disposés transversalement pour former une série verticale dans un massif de maçonnerie en briques autour d'une série de cornues verticales fuselées, la coupe étant pratiquée à la hauteur de la ligne 1-1 ( figure 2 ).
La figure 2 est une vue en coupe verticale transversale correspondante pratiquée à la hauteur de la ligne 2-2 ( figure 1).
La figure 3 est une vue en coupe horizontale correspondant à la figure 1.
Les figures 4 à 6 sont des vues correspondant respectivement aux figures 1, 2 et 3, dans lesquelles est représenté le système de carneaux servant au départ du gaz résiduel provenant des oarneaux horizontaux respectifs à inter-communication du groupe. Ainsi la figure 4 est une vue en coupe verticale par la ligne 4-4 ( figure 6 ); la figure 5 est une vue en coupe verticale par la ligne 5-5 ( figure 6 ) et la figure 6 est une vue en coupe transversale par la ligne 6-6 ( figure 4).
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Dans la réalisation industrielle de l'invention comme le montrent les figures 1, 2 et 3, en vue de son application à un banc de cornues verticales a fuselées avantageusement vers le haut et de section droite transversale oblongue, disposées parallèlement les unes aux autres et auxquelles la chaleur est appliquée au moyen de faisceaux superposés de carneaux de ohauffage horizontaux b à inter-oommunioation placés transversalement aux cornues a, tous les carneaux horizontaux b sont ( comme indiqué dans la figure 3 ) délimités par les parois latérales opposées des cornues adjacentes a et par les parois latérales opposées c du massif, de sorte que chaque cornue est ainsi entourée par des groupes de carneaux de chauffage horizontaux b à intercommunication en séries verticales, dont les parties b1 sont communes aux oornues adjacentes,
et les parties latérales b2 des oarneaux de ohauffage qui se trouvent aux extrémités respectives des cornues forment de chaque côté du massif un carneau latéral continu dans lequel et duquel les produits de combustion chaud spassent sous l'effet des jets de gaz ou combustible brûlant qui jaillissent des tuyères placées alternativement dans les parois latérales opposées du massif. Il en résulte que la direction de mouvement des gaz de chauffage dans les parties intersticielles adjacentes b1 des carneaux de chauffage horizontaux des cornues adjacentes est opposée et que, par là même, une circulation continue à grande vitesse des produits de combustion ainsi que de l'air est maintenue dans les oarneaux horizontaux b autour des cornues respectives a.
On conçoit que les tuyères ou brûleurs d par lesquels jaillit le gaz ou le combustible sont, conformément à l'invention, alignés de telle sorte par rapport aux parties intersti- oielles bl des carneaux de chauffage horizontaux des cornues adjacentes que l'air comburant peut être aspiré par le courant de gaz ou de combustible dirigé vers l'intérieur, à travers les
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ouvertures al entourant les brûleurs.
Ainsi,là où les parois latérales opposées du massif forment des murs à cavités (comme le montre la figure 3) ou sont munies de carneaux destinés au chauffage préalable de l'air comburant, les jets de gaz ou de combustible peuvent, au moment où ils jaillissent des tuyères ou brûleurs d, provoquer un écoulement d'air préchauffé à partir de ces cavités ou carneaux ménagés dans les parois latérales c. De l'air froid ou préchauffé peut être autrement emprunté à des carneaux ou conduits ménagés dans le massif ou à l'extérieur de celui-ci.
Grâce à cette construction, les produits de combustion provenant d'une partie bl des cerneaux de chauffage situés entre les cornues adjacentes sont contraints de passer dans les autres carneaux du même groupe sous les effets des jets de gaz ou de combustible jaillissant des brûleurs d. Ces produits de combustion servent à maintenir une application de chaleur uniforme aux cornues à la température désirée.
On conçoit également que les parties latérales b2 des carneaux de chauffage horizontaux sont délimitées par les parois latérales opposées a du massif et qu'elles -peuvent avoir en section droite n'importe quelle forme convenable. Elles peuvent également être munies de registres permettant de faire varier l'écoulement des produits de combustion provoqué par le fonctionnement des brûleurs adjacents.
A l'endroit indiqué par el dans les figures 1 et 3. dans haque partie intersticielle bl des faisceaux de oarneaux de chauffage horizontaux situés entre les cornues adjacentes a à l'extrémité opposée à celle où le gaz ou le combustible ainsi que l'air comburant sont dirigés, les faces supérieure et inférieure du carneau peuvent être pourvues de nervures ou crêtes et de rainures alternées inclinées selon un angle prononcé par rapport à la direction d'écoulement du gaz.
Un garnissage en briques réfractaires de forme tubulaire ou son équivalent peut
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aussi être incorporé dans les parties intersticielles b1 des carneaux en el, aux extrémités opposées à celle où est monté le brûleur d; ce garnissage en briques réfractaires peut être pourvu de nervures et rainures alternées de forme sensiblement ou approximativement h6llooldale mais avec un pas considérable pour ces nervures * Grâce à cette disposition, un mélange final de tout le gaz non brûlé restant et de l'air est assuré, ce qui provoque une combustion retardée aux extrémités des parties b1 du carneau. Ceci assure le maintien du chauffage uniforme des parois de la oornue aux deux extrémités.
Le gaz supplémentaire peut ( comme le montrent les figures 4, 5 et 6 ) être puisé à même les circuits respectifs des gais- ceaux horizontaux de carneaux de chauffage b, ce gaz supplémen- taire gagnant les carneaux de départ e aux extrémités supérieure et inférieure du banc ou groupe de cornues de chaque côté ou dans n'importe quelle autre position. C'est ainsi que des orifices f peuvent être pratiqués dans les parois latérales a du massif dans le voisinage des extrémités des parties intersticielles bl des carneaux qui se trouvent entre les cornues adjacentes à l'opposé de l'endroit où se trouvent les brûleurs d.
Ces orifices f peuvent être disposés avantageusement selon un alignement verticale pour le passage vers le haut ou vers le bas du gaz supplémentaire provenant des circuits respectifs de gaz dans les oarneaux horizontaux à inter-communioation par des aarneaux de raccordement fl et de là par des carneaux de départ communs ± sensiblement verticaux, le gaz supplémentaire qui a passé par ces carneaux g s'échappant par des carneaux e, o à gaz résiduaire situés aux extrémités supérieure et inférieure du massif.
Les carneaux de raccordement f1 situés à la partie supérieure du massif sont dirigés vers le haut; ceux qui sont situés dans la partie inférieure du massif sont dirigés vers le
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bas pour se vider dans les carneaux de départ ± qui sont dirigés vers le haut dans la partie supérieure du massif et sont dirigés vers le bas dans sa partie inférieure. De cette façon le gaz supplémentaire provenant des circuits des oarneaux horizontaux situés dans la partie supérieure du massif passe dans les carneaux e, e à gaz résiduaire situés au sommet du massif tandis que le gaz supplémentaire provenant des circuits inférieurs passe dans les carneaux e, e à gaz résiduaire situés à la base du massif.
Il est facile de comprendre que comme les divers brûleurs d sont disposés alternativement dans les parois latérales opposées de façon à diriger le combustible ou le gaz ainsi que l'air dans des directions oppposées jusque dans les parties intersti- oielles bl des carneaux situés entre les cornues adjacentes, les produits de combustion sont dirigés et passent latéralement dans des directions opposées, de manière à maintenir une circulation continue autour des cornues du banc de la manière décrite cidessus.
C'est ainsi qu'en ce qui concerne la vue en coupe horizontale qui constitue la figure 3, le gaz ou le combustible peut être contraint de brûler dans un carneau de chauffage in-tersticiel bl s'étend-ant " vers le Nord " à l'extrémité opposée duquel les produits de combustion chaussent divisés de façon à s'écouler dans des conduits dirigés "vers l'Est " et "vers l'Ouest". Les produits de combustion rencontrent alors une flamme résultant de la combustion du gaz dans l'air g-râoe à squelle le mélange est contraint de s'éoouler dans les carneaux de chauffage s'étendant "vers le Sud" de part et d'autre de la cornue et cheminer en directions inverses.
les conduits de ré-circulation "Est" et "Ouest" peuvent communiquer avec d'autres cnduits aboutissant à une cheminée ou à un carne au d'échappement dans lequel une chaudière d'utilisation de la chaleur perdue peut être logée en vue de produire de
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la vapeur ou pour l'application de cette chaleur perdue à d'autres buts. Bien entendu, des registres ou d'autres organes de régulation peuvent être disposés dans les conduits afin de faire varier la proportion de produits de combustion dont on permet le passage à la cheminée ou aux carneaux renfermant la chaudière d'utilisation de la chaleur perdue, au récupérateur ou à tout autre appareil équivalent.
L'air qui est fourni pour la combustion du combustible ou du gazpeut, avantageusement, être chauffé préalablement grâce à son passage à travers des carneaux ou oavités ménagés dans le massif en maçonnerie ou à travers des conduits entourant le oarneau de départ aboutissant à la cheminée ou encore à travers un réoupérateur.
On conçoit que, selon l'invention, il est possible dans la pratique industrielle de faire arriver des quantités égales des gaz de ohauffa,ge par des canalisations placées de chaque coté d'un banc de cornues ou fours en assurant ainsi un chauffage égal des deux côtés et,,en réglant convenablement l'arrivée de gaz ainsi que l'arrivée initiale d'air, d'éviter un mélange intime au stade initial de la combustion, de telle sorte que la combustion puisse être prolongée ou retardée grâce à la disposition de carneaux ou conduits ayant une forme telle qu'elle engendre un tourbillonnement et par conséquent un mélange intime grâce auquel tout le gaz non brûlé restant peut être brûlé.
On a bien pensé auparavent à appliquer de la chaleur à des fours à coke à régénération du type horizontal au moyen d'une série de carneaux verticaux à inter-communication grâce à deux carneaux horizontaux placés respectivement au-dessus et au-dessous de cette série de carneaux verticaux, ces derniers étant délimités par des murs de refend verticaux, mais la construction que prévoit la présente invention concerne les cornues, fours à coke ou appareils analogues du type vertioal et comporte
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des faisceaux superposés de carneaux de chauffage horizontaux à inter-communication grâce auxquels les gaz de chauffage circulent autour de toutes les corrues du banc ou groupe dans les zones des carneaux de chauffage.
REVENDICATIONS. l.- Installation pour l'application externe de chaleur à des cornues, fours à coke ou appareils analogues disposés -,verticalement, comprenant des faisceaux superposés de carneaux de chauffage horizontaux à iiiter-oommiinication dans lesquels les brûleurs sont placés de telle façon que les jets de gaz ou de combustible brûlant qui en jaillissent sont dirigés par ces brûleurs ainsi que l'air comburant dans des directions opposées dans les parties des carneaux de chauffage horizontaux qui se trouvent entre les cornues, les fours à coke ou les appareils analogues adjacente, les carneaux de chauffage horizontaux comprenant également des carneaux latéraux s'étendant de chaque côté desdites tores,
fours à coke ou appareils analogues verti- caux et communiquant avec les parties des carneaux de chauffage horizontaux qui se trouvent entre eux, de telle sorte qu'une circulation générale de gaz de chauffage se trouve maintenue à grande vitesse au cours du fonctionnement des brûleurs et assure une application unfforme de chaleur.