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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION
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la (;O:tYA(IVI U1VLHLE DÉ GUI;WROuT!01 Dit, li'OUR5 Perfectionnements aux fours à chambres horizontales a carboniser la houille dits "fours à coke" Demande de brevet français en sa faveur du 15 décembre 1945.
Depuis la création des premiers fours à coke à récupération de chaleur les perfectionnements successifs ont porté principalement sur l'arrangement des carneaux de chauffage et sur la disposition des carneaux d'alimentation des brûleurs faisant communiquer ces derniers avec les régénérateurs de chaleur; ces derniers sont, uniformément, du type Siemens à inversion.
Quelques tentatives de récupération continue n'ont connu aucun développement industriel durable en raison des disposition défectueuses employées.
On doit remarquer cependant que la récupération continue présente en soi des avantages techniques notables que l'on peut résumer en quelques mots: Simplicité par suppression des "boites d'inversion" et de tout le mécanisme de commande; Efficacité réelle au moins égale à celle des régénérateurs; Etanchéité car les carneaux de fumée peuvent être visités en marche, ils peuvent être nettoyés et les fissures peuvent être aveuglées.
Pour cette raison l'industrie du gaz de ville fait un usage à peu près exclusif de fours à récupération continue.
Au point de vue du bilan thermique global de l'exploitation la récupération continue présente, en outre, cet avantage que, par suite du bon rendement, les fumées sortent assez chaudes pour fournir dans des chaudières de récupération la vapeur nécessaire aux besoins de l'usine.
L'invention, objet du présent brevet, se rapporte aux fours à chambres horizontales dits "fours à coke" dans lesquels la récupération de chaleur se fait par récupérateurs continus; ceux-ci étant constitués, en principe, mais non obligatoirement, par des poteries verticales.
Il est bien entendu toutefois qu'aucun type particulier de récupérateur n'est lié impérativement à l'invention et que tout système continu peut y être adapté : notamment les récupérateurs continus métalliques quel qu'en soit le modèle.
De .nême, les dispositions des récupérateurs représentées schéma-
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tiqueaient sur les dessins qui accompagnent la présente descrip- tion n'ont rien d'obligatoire.
La figure 1 représente une coupe transversale de la batterie de fours par un plan vertical passant par l'axe d'un ,piédroit.
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Les Figures 2, 3 et 4 représentent une coupe longitudi- nale de la batterie de fours respectivement par: les montées de gaz pour la Figure 2 les descentes de fumée pour la Figure 3 les montées d'air pour la Figure 4
La ligure 5 est une coupe schématique verticale montrant deux carneaux de chauffage et une descente de fumée.
La Figure 6 une coupe schématique verticale (transversale à l'axe de la batterie) par les carneaux chauffants. droit. La Figure 7 une coupe schématique horizontale d'un pié-
La Figure 8 une coupe schématique verticale (transversale à l'axe de la batterie) par les descentes de fumées.
Les perfectionnements, objet ae la présente invention, résultent des dispositions tant figurées dans les dessins précités que décrites ci-après; ces dispositions étant mises en oeuvre en- semble ou séparément.
(1) Le piédroit comporte deux sortes de carneaux: les car- neaux (1) dans lesquels se fait la combustion et qui servent au chauffage des parois de chambres et les carneaux (2) réservés à la descente des fumées.
Les $carneaux (1) sont tous, simultanément alinentés en air et en gaz, ils sont donc tous, simultanément, en chauffage (courant ascenaant); ils sont disposes de façon a occuper la totalité des faces chauffantes du piédroit, de part et d'autre de celui-ci.
Les carneaux (2) sont tous, simultanément, parcourus par un courant aescendant; ils sont disposés au voisinage du plan vertical médian du piédroit.
La section droite des carneaux (1) est considérablement réduite par rapport à la section habituellement admise dans les fours à coke ordinaire : particularité est voulue : a pour but d'augmenter la vitesse des gaz chauffants tout en conser- vant la même surface utile d'échange de chaleur avec la masse de houille à carboniser ; 1'invention comporte en particulier, à titre de variante, l'adoption d'un régime d'écoulement turbulent des gaz (au lieu du régime laminaire habituellement employé); la simple augmentation de vitesse permet déjà d'accroître notablement le coefficient de transmission de la chaleur entre les gaz et la paroi chauffante, le passage au régime turbulent apporte un gain très considérable.
Dans le dessin de réalisation des carneaux gal on s'at- tache naturellement à donner à la surface d'échange, vers la chambrer de carbonisation, le maximum de développement compatible avec la solidité du piédroit. traire Les carneaux de descente des fumées (2) sont, au con- traire, dessinés avec le minimum de surface laterale possible : ils sont donc de section circulaire ou ovale.
Au bas des carneaux (1) sont placés les brûleurs consti- tués par une arrivée de gaz (3) et une arrivée d'air (4). L'air provient directement du récupérateur (5) ou d'un carneau de col- lecte de l'air chaud. Le gaz provient d'un carneau horizontal (6) placé sous la sole de la chambre de carbonisation (7).
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Le carneau horizontal (6) de aistribution du gaz est en principe alimenté par ses deux extrémites en façade de la batte- rie; il peut éventuellement être divisé en deux demi-carneaux correspondant chacun à un demi-piédroit; le carneau (6) peut être profile d'une façon telle que, sans reglage individuel, chaque brûleur reçoive la quantité de gaz nécessaire pour maintenir une température convenablement répartie sur la paroi chauffante de la chambre (7), suivant les besoins locaux.
Le niveau du brûleur (8) est établi au-dessous du ni- veau (9) de la sole de la chambre de façon à obtenir un bon chauffage de celle-ci ; en outre, des dispositions sont prises dans le tracé du brûleur, et en particulier dans l'inclinaison des jets d'air et de gaz, pour que la flamme s'étende sur toute la lon- gueur du carneau vertical (1) de façon que le chauffage soit ré- parti en fonction des besoins locaux.
Les brûleurs (8) comportent les moyens habituels de réglage ; ils peuvent être surveillés et réglée par les regards (la).
Le carneau d'amenée de gaz (6) peut être divisé en deux par une séparation horizontale; le demi-carneau inférieur est alors seul alimenté par l'extérieur, il sert à répartir le gaz en différents points du carneau supérieur; cette disposition contribue à simplifier les réglages.
Ainsi qu'il a éte dit, le gaz provient d'une canali- sation extérieure qui alimente par aes prises individuelles les carneaux (6). Ce gaz peut être l'un quelconque aes gaz employés habituellement pour le chauffage des fours à coke: a) - gaz de distillation de la houille dit "gaz riche". b) - gaz de gazogène au coke (ou tout autre gaz de gazogène) dit gaz pauvre. c) -gaz à l'eau d - gaz de Haut-Fourneau e - gaz résiduaire des synthèses chimiques.
Dans le cas où l'on doit utiliser un gaz à faible pou- voir calorifique tel que le gaz pauvre ou le gaz de haut-fourneau, il est utile d'en prévoir le réchauffage. Ce réchauffage se fait par des moyens appropriés : soit dans des échangeurs spéciaux, soit dans des échangeurs métalliques situés à l'aval des récu- perateurs de réchauffage de l'air dont il est question ci- dessus et séparés de ces derniers. ue réchauffage du gaz indépen- dant du réchauffage ce l'air évite complètement les "repassages" de gaz entre récupérateurs qui sont ae règle dans les régénérateurs discontinus et qui font chèrement payer un rendement théorique plus élevé.