<Desc/Clms Page number 1>
Appareil pour le réglage de la distribution d'air @ et procédé pour assurer des résulats précis dans le fonotion-
EMI1.1
.. .r......,..,............... r..r..w ............ ........ r.m............................w........ .. ne ment -de tours.
La présente invention concerne les fours et plus particulièrement les boites à vent pour fours métallurgiques, tels que les cubilots et fours analogues, ainsi que leur fonctionnement.
Dans la description qui suit, on va s'occuper du fonctionnement et de la construction d'un cubilot servant à la refonte de métal, mais il est évident que 11-invention englobe la construction et le fonctionnement de tous fours dans lesquels un jet d'air ou d'autres gaz est distribué à l'intérieur par une série de tuyères ou d'ouvertures analogues.
Dans le fonctionnement de f ours métallurgiques tels que les cubilots, il est nécessaire de distribuer un jet d'air tans l'intérieur du four pour fournir l'air aux produits contenus dans le four et qui y sont traités, ceci afin de faci-
<Desc/Clms Page number 2>
liter la combustion.
Le corps ou la cuve du cubilot à fate fonctionner est chargé de couches alternées d'une ou plusieurs charges de coke et du métal à fondre, de sorte qu'une couche de métal est disposée sur chaque couche de coke. Les charges de coke et de métal sont placées en couches dans le cubilot, de manière qu'elles occupent un espace sensiblement horizontal. Au fur et à mesure que la fusion se poursuit, les couches succes sives s'abaissent à travers la cuve et elles sont disposées sensiblement dans les mêmes espaces horizontaux. Lorsqu'il est allumé, le coke se trouve à un état incandescent et l'oxygène de l'air soufflé dans le four se combine avec le carbone du coke, si bien qu'il se forme des oxydes de carbone.
L'endroit où s'effectue cette combinaison et où la chaleur maximum est dégagée est appelé la zone de fusion, car c'est là que la chaleur est suffisante pour fondre le métal qui tombe ensuite au fond du cubilot à l'état fondu. Etant donné que le coke est disposé en une couche horizontale, l'air distri- buée pour se combiner avec le coke doit être introduit dans le four de manière à produire une distribution uniforme d'air à travers toute la couche de coke. L'air doit atteindre la couche horizontale de coke sensiblement en même temps et à la même vitesse dans toutes les parties de la couche horizontale.
Le jet d'air est distribué dans l'intérieur du cubilot à travers un certain nombre de tuyères ou conduits traversant la paroi du corps du oubilot. Les tuyères sont usuellement disposées sensiblement dans un plan horizontal et autour de la périphérie du corps du cubilot. Dans d'autres dispositions possibles, les tuyères peuvent être placées en plus d'une couche, c'est à dire qu'il peut y avoir un jeu de tuyères dans un plan horizontal et un autre jeu de tuyères dans un autre plan horizontal; les tuyères peuvent aussi être dis-
<Desc/Clms Page number 3>
Posées autrement. Pour plus de simplicité et de clarté, l'invention va être décrite en regard d'un mode de réalisation dans lequel on utilise un jeu de tuyères disposées dans un plan sensiblement horizontal.
Il est oependant évident que l'invention est aussi bien applicable à d'autres groupements des tuyères et que toutes modifications et changements pouvant être faits pour l'adaptation à toutes ces autres dispositions entrent dans le oadre de l'invention.
Dans un cubilot mis convenablement en fonctionnement, la zöne de fusion est placée dans la ouve à un niveau situé au-dessus des tuyères par lesquelles le jet d'air entre. Pour obtenir un bain de fusion de métal convenable ayant les qualités essentielles, il est désirable que toute la fusion soit faite uniformément et à l'endroit approprié de la cuve.
La zone de fusion doit se trouver dans une couche ou section de la charge se trouvant dans le cubilot qui est sensiblement parallèle au plan du jeu de tuyères et la combustion doit être sensiblement uniforme dans toute l'étendue de cette oouche. En d'autres termes, l'oxygène de l'air soufflé par les diverses tuyères doit se combiner aveo le carbone du coke sensiblement au même niveau au-dessus des tuyères distribuant l'air à travers toute la section du corps du cubilot. Ce réglage désiré de l'opération de fusion effectué en réglant remplacement de la zone de fusion est un des résultats les plus recherchés et il constitue un problème primordial dans le fonotionnement de fours utilisant un soufflage d'air.
La disposition et la répartition de tuyères de grosseur convenable autour de la périphé rie du corps du oubilot sont importantes dans le réglage de la zone de fusion, mais elles ne sont pas suffisantes seules, car les variations dans la vitesse de l'air entrant dans chacune des diverses tuyères influence beaucoup le type de zone de fusion obtenu. Bien
<Desc/Clms Page number 4>
que l'égalisation de la grosseur des tuyères et la disposition uniforme des tuyères aient aidé au réglage de la zone de fusion, le réglage de la vitesse de l'air entrant par chacune des tuyères est le facteur ayant la plus grande influence dans le réglage effectif de la zone de fusion.
On a montré (en mesurant la vitesse réelle du courant à travers les tuyères avec un anémomètre ) qu'en l'absence de réglage des vitesses tel que prévu par l'invention, il peut y avoir de grandes variations de la vitesse d'une tuyère à l'autre et aussi à des endroits différents dans la même tuyère.
Une différence de la vitesse de l'air arrivant des tuyères respectives tend à provoquer une "fusion à degrés", c'est à dire une fusion à des hauteurs différentes. A un semblable état de fusion à degrés, les gaz présentent à des distances égales des diverses tuyères des rapports variables d'acide carbonique à oxyde de carbone, ce qui a pour résultat des températures inégales des divers globules de fer fondu et, lorsque cette variation se produit, le pouvoir d'absorption du fer pour divers gaz varie de façon à donner un métal fondu qui n'est pas en équilibre avec lui-même ou avec les gaz; il en résulte la production d'un métal fondu contenant des quantités indésirables de gaz qui ne sont pas retenues à des températures approchant la solidification;
ce métal fondu produit des pièces moulées qui sont défectueuses en raison d'extrusions gazeuses pour lesquelles on a adopté les termes techniques d'oxydation différentielle ou de gazéification.
Pour se rapprocher autant que possible de l'uniformité de volume et de vitesse dans la distribution d'air sufflé à plusieurs tuyères placées autour de la périphérie du corps du four, on a adopté la pratique de fournir l'air aux tuyères à partir d'une course commune. Ceci est fait en plaçant une chambre à air près du corps du four, de façon que toutes les
<Desc/Clms Page number 5>
tuyères communiquent avec cette chambre commune et soient alimentées par elle. La ohamb're à air est à son tour alimentée par un jet-d'air soufflé à travers un conduit d'admission par un souffleur d'àir oonvenable. Cette chambre à air commune à travers laquelle le jet d'air passe du conduit d'entrée à l'ouverture allant aux tuyères a reçu divers noms dans l'in- dustrie; elle sera appelée dans ce qui suit la botte à vent.
Elle affecte diverses formes et peut présenter une section arquée ou rectangulaire. En général, elle entoure le corps du four à un niveau bas où la communication aveo les tuyères peut être établie directement ou par des conduits d'intercommunication relativement oourts menant à chaque tuyère.
Comme on l'a indiqué, l'uniformité des vitesses du jet d'air entrant dans chaque tuyère est un résultat désiré. On a pensé que ce résultat pourrait être obtenu en obturant partiellement une ou plusieurs des tuyères ou les conduits d'intercommunication menant de la boite à vent à chaque tuyère.
Mais, dans la pratique, cela n'a pas été réalisé avec succès, par ce que l'obturation partielle limite le volume d'air admis et occasionne un manque d'uniformité du volume d'air distribué aux diverses tuyères. Un étranglement ou restriction partiel effectué à une tuyère ou au oourt conduit d'intercom- munication menant à la tuyère tend aussi à faire dévier en arrière une partie du jet d'air,de façon à produire un retour de pression et à étrangler ainsi davantage le flux de l'air soufflé. Il a en oonséquenoe été nécessaire d'obtenir l'uniformité de vitesse par d'autres moyens.
Avant la présente invention, de nombreuses tentatives ont été faites pour régler les volumes et vitesses d'air à travers des tiroirs ou dispositifs analogues montés sur chaque tuyère ou dans le conduit menant à chaque tuyère. Ces tentatives ont été infructueuses du fait qu'en atténuant un courant
<Desc/Clms Page number 6>
principal d'air ou autre gaz, il est formé des poches d'air et des courants d'air sont déviés en arrière dans le trajet de mouvement de l'air par suite de la compression de l'air au point où le tiroir produit l'étranglement.
Cette création de poches d'air et de courants d'air déviés gène ainsi le oourant d'air distribué à la tuyère sur laquelle ce réglage est tenté, si bien que le volume d'air distribué à cette tuyère est diminué et qu'il en résulte un dérangement dans le volume relatif à toutes les tuyères. La diminution du volume d'air soumis à une tuyère tend à augmenter le volume d'air distribué aux autres tuyères. Ce déséquilibrage du rapport des volumes d'air allant aux tuyères est appelé une pertur- bation de volume.
Du fait que le volume d'air qui est distribué à la boite à vent est maintenu constant, soit par le conducteur du four, soit par des dispositifs automatiques, il résulte qu'il est impossible de modifier le oourant passant par une tuyère sans affecter le courant pansant par une ou plusieurs des tuyères restantes et ainsi chaque réglage établit un nouvel ensemble de conditions et rend pratiquement impossible d'obtenir des résultats prédéterminés.
On a fait des tentatives pour égaliser la vitesse et le volume du courant passant à travers les tuyères en changeant le procédé de distribution d'air à la boite à vent. Dans certains cas, l'air est distribué par deux ou plus de deux tuyaux de communication entrant au ou près du sommet de la boite à vent soit en position verticale, soit en position horizontale ; mais cela ne résout pas le problème parce que de sérieuses perturbations résultent du fait que plus d'un courant d'air passe à travers la même botte à vent. Dans de nombreux cas, le tuyau de soufflage entre dans la boite à vent horizontalement suivant une tangente, de sorte que l'air est amené à tourner en cercle autour de la boite à
<Desc/Clms Page number 7>
vent presque dans un plan horizontal.
Dans un essai réel d'une construction de ce genre, on a constaté en prenant les indications d'un anémomètre en quatre endroits à travers la section d'ouverture de chacune des tuyères d'une rangée horizontale que de l'air était distribué à la cuve du four en trois endroits adjaoents dans une tuyère et que de l'air était aspira de la cuve au quatrième endroit. Ceci est provoqué par le flux tangentiel rapide d'air derrière les tuyères. Toutefois, en raison des perturbations producites dans le flux tangentiel, cet état n'était pas le même dans toutes les tuyères.
Le but de l'invention est de créer une botte à vent pour distribuer un jet d'air à des vitesses sensiblement égales à chacune d'une série de tuyères. L'invention vise en outre la création d'un appareil pour obtenir une distribution sensiblement égale d'air à chaque ouverture de tuyère, pour éliminer le flux inégal d'air à travers la botte à vent, pour supprimer le flux tangentiel d'air dans une botte à vent à compartiment. Elle englobe une boite à vent pour distribuer un jet d'air à chacune dtune série de tuyères à des vitesses sensiblement égales et notamment un appareil pour distribuer un jet d'air soufflé à chacune de plusieurs tuyères à la vitesse désirée, sans déranger le volume relatif d'air distribué à ohaque tuyère.
L'invention porte aussi sur un procédé perfectionné de distribution d'air soufflé à une série de tuyères d'un four.- Elle s'étend à un appareil et un procédé pour la production de métal fondu de qualité améliorée et uniforme.
D'autres particularités de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit et des dessins annexés qui permettent de comprendre complètement cette
<Desc/Clms Page number 8>
invention.
Dans ces dessins :
La fig. 1 est une élévation d'un cubilot et d'une boî te à vent montée sur ce dernier.
La fig. 2 est une coupe transversale prise dans le sens de la longueur du cubilot et de la boite à vent représentés par la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective à plus grande échelle du dispositif servant à régler la grandeur des ouvertures des plaques chicanes.
La fig. 4 est une coupe transversale du cubilot suivant la ligne 4-4 de la fig. 1.,
La fig 5 est une coupe transversale du cubilot suivant la ligne 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une coupe transversale du oubilot suivant la ligne 6-6 de la fig. 1.
La fig. 7 est une coupe de détail montrant la disposition des chicanes dans la boite à vent.
La fig. 8 représente une variante de chicane dans laquelle il n'y a pas de dispositif réglable pour faire varier la grandeur des ouvertures pratiquées dans la chicane et dans laquelle il est ménagé un espace libre entre le fond du cubilot et les chicanes.
La fig. 9 est un développement schématique d'une botte à vent comportant les caractéristiques de l'invention, qui montre la position relative des pièces et leur coopération.
Le cubilot représenté dans la fig. 1 comporte un oorps 21 posé sur un socle 26 Ce corps ou enveloppe 21 affecte la forme d'une cuve cylindrique et ses parois sont munies intérieurement d'un garnissage réfraotaire 24, Le corps 21 et le garnissage 24 sont montés sur le plateau de fond.
Pour la simplicité du dessin, le trou de coulée usuel et le trou à laitier ne sont pas représentés. On a aussi estimé
<Desc/Clms Page number 9>
inutile de représenter d'autres ouvertures, telles qu'une porte de nettoyage, une voûte et des portes inférieures de descente. Cependant, on peut oonsidérer que le cubilot oom- porte toutes les pièces nécessaires à son fonctionnement usuel.
La boite à vent 22 de forme cylindrique est montée sur le corps de cubilot 21 par soudure ou par d'autres moyens convenables. Dans la forme de réalisation représentée, la paroi extérieure du oubilot constitue l'une des parois enve- loppantes de la botte à vent 22 On voit en conséquence par les fig. 1 et 2 que la boite à vent 22 constitue une enve- loppe entourant le cubilot 21 de telle manière que l'air introduit dans la boite à vent peut circuler tout autour du corps du oubilot.
Le conduit d'admission 23 est en communication avec la soufflerie ou autre source d'air soufflé, puis il est relié à la partie supérieure de la boite à vent 22 de façon à assurer la communication entre la soufflerie et l'ouverture d'admission 25 de cette dernière.
Dans le cubilot représenté, il y a six tuyères traver- sant la paroi et le garnissage du corps 21 du oubilot, de façon à établir la communication entre l'intérieur de la cuve du cubilot et la boite à vent 22. Des tuyères 30, 31 et 22 sont représentées dans la fig. 2. Les six tuyères 30 31,
32, 33, 34 et 35 sont toutes représentées dans les fig. 4 et 9. Ces tuyères présentent une grosseur sensiblement éga- le et sont uniformément espacées autour de la périphérie du cubilot.
Il y a lieu de remarquer que les tuyères entrent dans le corps du cubilot à un bas niveau et communiquent aveo la boîte à vent à sa partie inférieure. pour que le conduc- teur puisse regarder dans les tuyères de l'extérieur du four, des regards sont prévus dans la botte à vent en face de cha-
<Desc/Clms Page number 10>
aune des tuyères et du mica ou une autre matière appropriée est posé sur ces regards. Sauf quand il est nécessaire de regarder, des couvercles de regards 28 articulés sur la boite à vent 22 sont maintenus en place sur les regards au moyen des verrous 29.
Une plaque chicane annulaire fixe 38, entourant le corps du cubilot et qui est fixée aux parois de la boite à vent 22 et au corps du cubilot 21 par soudure ou par un autre moyen approprié, est placée dans la boite à vent au-dessous et à une certaine distance de l'ouverture d'admission 25. La chi- cane 38 s'étend dans le sens transversal de la boite à vent 10 dans le trajet du courant d'air allant de l'ouverture d'entrée 25 aux tuyères 30, 31, 32, 33, 34 et 35. La chicane 38 comporte un épaulement 46 s'étendant tout autour de sa périphérie extérieure, qui est étroitement adjacent à la paroi de la boite à vent 22,
Une chicane annulaire mobile 40 repose sur la chicane 38 et est placée entre l'épaulement 46 et la paroi du corps de oubilot 21 La chicane 40 et la chicane 38 viennent en prise l'une avec l'autre de telle fa- çon que la chicane mobile 40 peut être déplacée en glissant par rapport à la chicane fixe 38. Etant donné que le corps de oubilot 21 présente une section circulaire et que les chicanes présentent aussi une forme annulaire, la chicane supérieure 40 peut tourner par rapport au corps de cubilot 21
Une autre chicane fixe 42 est placée dans la boite à vent sous la chicane 38, également entre l'ouverture d'admission 25 et la série de tuyères.
La chicane inférieure 42 est montée dans la boite à vent 22 et est fixée à ses parois de façon analogue à celle décrite pour la chicane 36 La chicane 42 est analogue à la chicane 38 en ce qu'elle comporte aussi un épaulement 47 s'étendant autour de son bord périphérique. Une chicane mobile inférieure 44 est supportée par la chicane 42 et peut être déplacée en glissant par rapport
<Desc/Clms Page number 11>
à cette dernière de la même manière que celle décrite pour les chicanes 38 et 40. Les chicanes inférieures sont disposées entre les chicanes supérieures et le niveau des tuyères. Les chicanes inférieures peuvent être placées tout près des chicanes supérieures et d'autres chicanes peuvent aussi être ajoutées dans d'autres formes de réalisation de l'invention.
La chicane 40 est perforée sur toute sa surface et elle présente une série d'orifices ou d'espaoes ouverts 41, répar- tis uniformément dans cette chicane; la chicane 38 est pareillement perforée et présente une répartition analogue d'ori- fioes ou espaces ouverts 39 ayant sensiblement la même grosseur. Les orifices 41 et 39 percés dans les chicanes 40 et 38 respectivement sont destinés à coïncider lorsque la chicane 40 est, déplacée pour l'amener dans la position de coïncidence convenable. En faisant varier le degré de coincidence des ouvertures 39 et 41 on peut faire varier le degré d'étranglement offert par ces orifices.
La chicane inférieure fixe 42, et la ohicane inférieure mobile 44 présentent de façon similaire des orifices 43 et 45 respectivement, qui sont destinés à coïncider lorsque la chicane 44; est déplacée pour l'amener en coïncidence. Une variation analogue de la position de coïncidence de la chicane 44 l'amenant à des degrés variables de coïncidence fait varier la mesure respective d'étranglement offerte par les orifices percés dans la chicane. La section totale des orifices percés dans chacune des chicanes est en relation aveo la section du tuyau de soufflage ou avec la section de toutes les tuyères. On a trouvé qutune relation préférable râside dans une section totale des orifices percés dans ohaque chicane approximativement au double de la section du tuyau de soufflage.
Sous certaines conditions, il peut être
<Desc/Clms Page number 12>
préférable de prévoir des orifices présentant une section totale supérieure ou inférieure à la relation décrite de 1 à 2 pour donner des moyens pour changer facilement le degré de coïncidence des orifices dans les chicanes complémentaires de l'extérieur de la botte à vent 22, on a prévu une disposition des pièces représentée avec plus de détail dans la figure 3. Un arbre à manivelle 48 traverse une ouverture étanche à l'air 50 percée dans la paroi de la botte à vent 22, de manière à permettre la rotation de l'arbre 48 en tournant la manivelle 53 à l'extérieur de la botte à vent.
Un pignon 49, fixé sur l'arbre 48 de façon à ne pas pouvoir tourner par rapport à cet arbre, comporte des dents s'engageant dans celles de la crémaillère 51 formée sur le dessus de la chicane mobile. La fig. 3 représente seulement le dispositif servant à déplacer la chicane de dessus 40, mais le dispositif d'entraînement servant à déplacer à la fois la chicane 40 et la chicane 44 est le même. Les dents de la crémaillère 51 peuvent être d'une seule pièce avec la chicane mobile, ou bien elles peuvent y être f ixées convenablement d'une autre façon.
Sur les limites opposées de la crémail- lère 51, on a prévu les butées 52 qui ne permettent le mouvement de la chicane que dans les limites de la crémaillère 51 entre les butées 52 Un index indicateur 54 est fixé sur l'arbre 48 à l'extérieur de la boite à vent et il tourne avec l'arbre 48 quand celui-ci est en rotation. Cet index 54 indique sur un cadran approprié 55 disposé sur l'extérieur de la boite à vent la rotation relative de l'arbre 48 et il indique ainsi le degré de coïncidence des orifices destinés à coïncider. En prédéterminant la position des marques du cadran, on peut lire de l'extérieur de la boite à vent le degré exact de coïncidence des orifices.
L'indicateur et le
<Desc/Clms Page number 13>
cadran prévus pour la chicane mobile supérieure indiquent le degré de coïncidence des orifices 4.1 et 39, puis l'indicateur et le cadran prévus pour la chicane inférieure indiquent le degré de coïncidence des orifices 43 et 45. En conséquence, on peut facilement déterminer et régler la mesure d'étran- glement offerte par les deux jeux de chicanes complémentaires.
La fig. 5, qui est une coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la fig. 1, montre la position de la chicane mobile 40 sur le dessus de la chicane fixe 38; seul l'épaulement 46 de la chicane 38 est visible d'en haut. Dans le dispositif représenté dans les figures, les orifices 39 et 41 sont en coïncidence complète; c'est pourquoi seuls les orifices 41 sont tracés sur le dessin. Les orifices 41 et 39 sont répartis uniformément dans toutes leurs chicanes respectives afin d'assurer un étranglement uniforme sur toute la section de la boite à vent à la chicane. Le corps de la chicane se trouvant entre les orifices oppose une mesure uniforme de résistance au flux du jet d'air passant à travers la botte à vent au plan de la chicane.
La fig. 5 montre aussi la position prise par les pièces pour déplacer la chicana 40 par glissement, puis elle montre la position des butées 52 aux limites opposées de la crémaillère 51.
La fig. 6, qui est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 de la fig. l, montre la disposition relative des chicanes 42 et $4 avec la chicane 44 venant en prise à glissement avec le dessus de la chicane 2 Dans la disposition selon l'invention représentée dans ces figures, les orif ices 43 et 45 ne coïncident pas complètement et en conséquence, on voit un bord des orifio&s 43 à travers les orifices 45.
Comme décrit pour la chicane supérieure, les orifices percés dans la chicane inférieure sont uniformément répartis pour permettre un courant limité ou étranglé sensiblement uni-
<Desc/Clms Page number 14>
forme sur toute la section de la boite à vent à la chicane.
Le corps de la chicane oppose une résistance au courant de l'air soufflé à travers la boite à vent à l'endroit du plan de la chicane. En raison de la réduction de l'espace ouvert produite par le manque de coïncidence complète des orifices 43 et 45, un plus haut degré d'étranglement est effectué par les chicanes 42 et 44 que celui produit par les chicanes 38 et 40. Une augmentation de la résistance et un plus grand étran- glement du courant sont produits par la diminution de grandeur des orifices des chicanes inférieures et il est par suite appliqué une plus grande force de rectification au courant de l'air soufflé. En réglant le degré d'étranglement produit par les paires de chicanes complémentaires en aotionnant les manivelles 53, on peut obtenir le degré d'étranglement désiré aux divers niveaux de la boite à vent.
La vue de la fig. 7 est à échelle un peu plus grande que celle représentée dans les fig. 2, 5 et 6; elle montre mieux les positions relatives des chicanes complémentaires, la coïncidence de leurs orifices et l'autre espacement relatif des pièces.
La fig. 8 représente une forme de réalisation modifiée de l'invention dans laquelle la grandeur des espaces libres ménagés dans les chicanes reste la même sans disposition de réglage. Dans cette variante, la chicane supérieure 58 est fixée à la paroi de la boite à vent 22 par soudure ou autre moyen convenable. Un petit espace libre annulaire 60 est ménagé entre la paroi du corps 21 du cubilot et la chicane 58, puis le poids de la chicane est porté par la paroi de la botte à vent 22 L'espace ouvert annulaire 60 s'étendant autour de la périphérie intérieure de la chicane 58 permet à un courant limité d'air de passer à travers cet espace d'un coté de la chicane à l'autre et autour de la paroi périphé-
<Desc/Clms Page number 15>
rique intérieure de la boite à vent.
Il y a aussi une série d'orifices 59 uniformément répartis qui traversent la chicane 58 pour permettre le passage d'un courant limité d'air à travers cette chicane, sensiblement sur toute l'étendue des chicanes 58. Les orifices 59 et l'espace annulaire ouvert 60 se combinent ainsi pour assurer une distribution sensiblement uniforme du courant limité d'air d'un côté de la chicane à l'autre* La chicane inférieure 61 ménage un espace analogue 63 s'étendant autour de sa périphérie intérieure et contre la paroi du corps 21 du cubilot. Les orifices 62 peroés dans la chicane 61 sont un peu plus petits que les orifices 59 de la chicane 58 et il y a par conséquent une plus grande surface fermée sur la chicane 61.
Cette dernière oppose ainsi une résistance croissante au courant d'air soufflé descendant à travers la botte à vent d'un niveau à un niveau inférieur, en continuant à reotifier toutes inégalités pouvant continuer à exister dans l'air soufflé se déplaçant à travers la botte à vent. Dans la variante représentée dans la fig. 8, il est nécessaire que la mesure relative d'étranglement désirée soit obtenue par l'expérience ou par le calcul, de manière que la mesure convenable de résistance et d'étranglement du courant puisse être fournie. Comme il n'y a pas de dispositife réglables pour faire varier la grandeur des orifices percés dans la chicane, il n'y a naturellement pas de dispositif indicateur pour indiquer le degré d'étranglement.
La fig. 9 sert à démontrer le fonctionnement des divers éléments. Cette vue schématique est obtenue en ouvrant la boite à vent le long d'un joint longitudinal, en la développant et en la regardant du centre du oubilot. L'emplaoe- ment des six tuyères est représenté dans la fig. 9 et la position relative de l'ouverture d'admission 25 par rapport à ces tuyères est représentée dans cette vue.
L'espacement
<Desc/Clms Page number 16>
et la grandeur des éléments dans la fig. 9 ne sont pas nécessairement proportionnés, car cette vue est simplement schématique pour aider à la clarté de la description, Pour décrire la construction et le fonctionnement des divers éléments, la partie de la boite à vent se trouvant au-dessus des chicanes complémentaires 40 et 38 sera appelée la chambre partielle 64 la partie de la boite à vent se trouvant entre les chicanes complémentaires 40 et 38 et les chicanes complémentaires 42 et 44 sera appelée la chambre partielle 65, puis la partie de la boita à vent se trouvant au-dessous des chicanes oomplémentaires 42 et 44 sera appelée la chambre partielle 66.
Lorsque l'air soufflé entre dans la boite à vent 22 par l'ouverture d'entrée 25, il tourne autour de la botte à vent arquée à une grande vitesse. De grandes inégalités de la vitesse des parties du jet d'air sont produites au cours du mouve- ment de cet air à travers la boita à vent en raison de la nature du jet d'air et des parois limitant la botte à vent.
On a par exemple constaté que la vitesse du jet d'air près des parois extérieures arquées de la botte à vent est beaucoup plus grande que la vitesse du jet d'air près du corps du ou- bilot sur le bord périphérique intérieur de la botte à vent.
En l'absence des chicanes dans la boite à vent, le jet d'air se déplaçant de l'entrée 25 aux entrées des diverses tuyères se meut dans un certain nombre de directions et en courant de vitesse inégale d'une nature trop compliquée pour la définir. Un courant tangentiel rapide produit derrière les entrées des tuyères cause des perturbations dans le courant d'air passant dans chaque tuyère et y provoquant des inégalités et en nécessitant une rectification. L'aotion déflectrice de la paroi arquée intérieure de la botte à vent et'la rencontre d'un courant par un autre empêchent tout courant direct de l'air soufflé entre son admission et les diverses tuyères.
Parmi les divers facteurs qui produisent un flux
<Desc/Clms Page number 17>
complexe de courants, courants transversaux et contre-cou- rants, il y a la collision de l'air soufflé tournant autour de la boite à vent à grande vitesse avec l'air soufflé en- trant plus tard dans la boite à vent en venant de l'admission, la force centrifuge, le courant tangentiel, la déviation pro- duite par les parois de la boite à vent, la collision des courants, les différences de trajets suivis par l'air soufflé vers les diverses tuyères et d'autres facteurs connus et in- connus entrant dans les influenoes qui affectent le courant de l'air de la source commune aux entrées des diverses tuyè- res.
Dans des bottes à vent ne comportant pas de rectifica- tion, de l'air soufflé se déplaçant à travers la boite à vent avant qu'il atteigne les entrées des tuyères, il y a une grande inégalité de la vitesse de l'air soufflé entrant dans chacune des diverses tuyères. Dans cette rectification conve- nable, là vitesse de l'air entrant dans une tuyère serait su- périeure à celle qui conviendrait et la vitesse de l'air souf- flé entrant dans une autre tuyère serait inférieure à celle qui conviendrait. Comme on l'a expliqué, les inégalités des vitesses de l'air entrant dans les diverses tuyères affectent sérieusement l'opération de fusion et l'utilisation du four.
En se reportant à la fig. 9, on peut voir que l'air soufflé entre tout d'abord dans la ohambre partielle 64, qui est séparée du reste de la botte à vent par les chicanes com- plémentaires 38 et 40. Les orifices coïncidents 39 et 41 étant répartis uniformément permettent le passage d'un cou- rant d'air limité à travers eux sur toute l'étendue des chi- canes complémentaires. Le degré d'étranglement convenable produit par les chicanes complémentaires peut naturellement être obtenu en faisant varier de façon réglable le degré de coïncidence des orifices 39 et 41.
Dans les parties de la
<Desc/Clms Page number 18>
botte à vent où.le jet d'air soufflé tend à avoir une vitesse excessive, la résistance de la chicane tend à amortir le courant d'air soufflé et les courants en excès passent à travers des orifices de la chicane présentant des sections dans lesquelles la vitesse n'est pas excessive. L'action amortissante ou d'étranglement des chicanes modifie ainsi le courant de l'air soufflé pour tendre à égaliser le courant d'air soufflé à travers la section de la botte à vent aux chicanes. En conséquence, au lieu de tourner rapidement autour de la botte à vent en fort courant, le jet d'air soufflé est modifié quand il rencontre les chicanes d'étranglement et il passe ou est refoulé de haut en bas à travers les orifices percés dans les chicanes.
Pour assurer une nouvelle influence rectificatrice sur le jet d'air, si on le trouve nécessaire, on peut prévoir un amortissement ou étranglement secondaire assuré par les chioanes oomplémen- taires 42 et 44. Etant donné que le jet d'air se déplace à une très grande vitesse, il ne peut pas être entièrement rectifié pour être distribué à une vitesse tout à fait égale par le premier jeu de chicanes, En soumettant le jet d'air à l'aotion d'étranglement supplémentaire, on peut assurer toute nouvelle rectification nécessaire. De même, afin de ne pas étouffer ou étrangler le courant trop subitement, il peut être désirable d'avoir une plus petite mesure d'étranglement dans la première chicane rencontrés par l'air et une plus grande mesure d'étranglement dans la chicane immédiatement suivante rencontrée par le jet d'air.
Après que l'air soufflé a été partiellement rectifié par la première chicane rencontrée, on peut produire une plus grande rectification par une plus grande résistance opposée au courant et un plus grand étranglement de ce dernier sans affecter sérieusement la vitesse totale du jet d'air.
<Desc/Clms Page number 19>
On voit en conséquence que l'air soufflé entre tout d'abord dans la ohambre partielle 64, d'où il est distribué à la chambre partielle 65 et de là à la chambre partielle 66.
Par cette distribution de haut en bas de l'air soufflé à travers les chicanes de rectification d'une chambre partielle à une autre, l'air est distribué uniformément réparti et en se déplaçai à vitesse sensiblement égale à chacune des tuyères de la série.
La nature de l'air soufflé est changée par l'influence rectificatrice de l'appareil de l'invention. Le jet d'air est transforma d'un jet d'air présentant des densités et vitesses inégales se déplaçant tangentiellement et dans d'autres directions se contrariant en un jet d'air de densité uniforme sur toute la section de la boite à vent se déplaçant à la même vitesse de haut en bas dans cette dernière vers les entrées des tuyères. On peut enregistrer une légère chute de pression constatée dans le jet d'air quand il desoend d'une chambre partielle à une autre par suite de la rectification des vitesses excessives de parties du jet d'air.
Le courant descendant peut continuer jusque ce que le fond de la boite à vent soit atteint et il y a ensuite une tendance à engendrer de la pression dans la partie inférieure de la botte à vent, puis, étant donné que l'air est distribué de façon sensiblement uniforme et que le courant est vertioal en ligne droite, la pression est développée uniformément tout autour de la boite à vent. Il s'ensuit nécessairement que les tuyères qui sont placées à des distances égales du fond de la boita à vent se trouvent toutes dans une zone de pression sensiblement égale; de même, toutes les tuyères
<Desc/Clms Page number 20>
étant d'égale grandeur injectent des volumes sensiblement égaux d'air dans un temps donné à des vitesses sensiblement égales.
Par l'appareil rectificateur créé par l'invention, il est opposé une résistance aux vitesses relativement excessives de l'air et il est assuré une distribution uniforme du jet d'air pour fournir l'air à des vitesses sensiblement égales à chacune d'une série de tuyères sans perturbations volumétriques; un contrôle convenable de la zone de fusion est ainsi assuré.
Bien que l'invention ait été décrite sous une forme assez particulière, il est évident que de nombreuses modifica- tions peuvent être apportées aux détails de construction, ainsi qu'à la combinaison et à la disposition des pièces sans sortir du cadre de l'invention.