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La société dite : THE UNITED GLASS BOTTLE MANUFACTURERS
LIMITED à Londres W.C.2 (Angleterre). Perfectionnements aux fours de fusion du verre.
Convention Internationale : Brevet britannique n 550.164 demandé le 26 novembre 1941 par la demanderesse et William.
Alfred Moorshead dont elle est l'ayant-droit.
La présenta invention concerne des fours de fusion. du verre et a pour but principal de fournir certains perfectionnements a ceux-ci dams le but d'augmenter le rendement du combustible.
Les fours de fusion du verre sont habituellement pourvus de deux chambres appelées la chambre de fusion et la chambre de conditionnement, ces chambres étant séparées par une paroi en pont, avec un passage de communication pour le verre, lequel passage est habituellement appelé une gorge.
La présente invention concerne principalement la chambre de fusion.
Dans la pratique normale, la chambre de fusion est maintenue à une température élevée et sensiblement uniforme sur toute sa surface et la' charge de verre, est amenée par des moyens appropriés directement dans le four chaud à une extrémité et graduellement fondue par la chaleur à mesure qu'elle se meut lentement vers la gorge. La charge a généralement disparu au moment où le verre a parcouru environ la moitié du trajet vers la gorge et le restant de l'espace ou du temps est utilisé pour affiner le verre, c'est à dire @
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pour maintenir le verre à une température élevée et à l'état fluide en vue d'éliminer les bulles de gaz qui sont toujours combinées à du verre récemment fondu.
Le chauffage est effectué au moyen d'huile combustible, de gaz de four à coke, de gaz naturel ou de gaz de gazogène traversant le four perpendiculairement à la direction d'écoulement du verre, mais dans certains cas, particulièrement pour de petits fo,urs, le chauffage se fait dans la longueur. Des régénérateurs sont habituellement employés également de telle manière que le chauffage est réversible, le sens de la flamme et des produits de combustion étant renversé périodiquement, par exemple approximativement toutes les vingt ou trente minutes .
Le rendement de fours chauffés au combustible est en général une fonction de la température à laquelle les gaz de combustion quittent le four et celle-ci est en relation directe avec la température nécessaire pour la réalisation du procédé. Ainsi, plus est élevée la température, plus est grande la proportion de chaleur qui doit quitter le four sans produire de travail utile et comme seulement une proportion de cet-te chaleur (habituellement pas plus de 50%) est récupérable, par exemple dans un régnénérateur ou un récupérateur, il est évident que plus la température des gaz est élevée, plus est grande la perte de chaleur dans le système.
Dans les formes habituelles de fours par exemple, les gaz quittent la chambre de fusion à une température de l'ordre de 1500 C et les gaz à cette température contiennent plus de 80% de la capacité calorifique totale du combustible. En conséquence, si le rendement du système de récupération de la chaleur est de l'ordre de 50%, il en résulte qu'environ 40% de la capacité calorifique totale sont perdus irrémédiablement pour le système.
On déduira de ce qui précède que, si le four peut être modifié de façon à faire en sorte que la température des gaz quittant le four soit abaissée tout en effectuant un travail utile dans le four, il en résultera une économie de combustible et/ou une augmentation du rendement du com- bustible. Par exemple, si au lieu de sortir à une température
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d'environ 1500 c., les gaz sont obligés ou autorisés à sortir à une tèmpérature de 1200 C., toute la chaleur contenue dans les gaz entre la. température de 1500 et celle de 1200 C sera utilisée dans le four au lieù qu'environ la'moitié de celle-ci soit perdue. '
Un des buts principaux de la présente invention est de fournir une forme perfectionnée de chambre de fusion permettant d'obtenir les résultats ci-dessus indiqués.
Suivant une caractéristique de 1'invention, la chambre de fusion est divisée en deux sections qui peuvent être appelées la section d'affinage et la section de chauffage primaire. La section d'affinage en question est. disposée à proximité de la paroi en pont et est de préférence formée de façon à avoir approximativement une forme carrée et environ les deux tiers de la surface totale de fusion requise et de façon qu'à son extrémité écartée de la paroi en pont, elle se raccorde à la section de chauffage primaire qui est comparativement longue et étroite. On peut donc dire que la chambre de fusion a en plan approximeativement la forme de T. Il est à envisager que pour de petites réalisations de ce type de four, un côté de la section d'affinage avec son brûleur et son récupérateur, serait supprimé.
Dans ee cas, la chambre de fusion aurait approximativement la forme de L en vue en plan. La section d'affinage peut avoir une longueur valant de la moitié à deux tiers de celle de la chambre de fusion et la section de chauffage primaire peut être conformée de façon que sa largeur soit de l'ordre d'un tiers de celle de la section d'affinage et de façon qu'elle soit symétriquement disposée par rapport à la ligne médiane du four sur une longueur destinée à procurer une surface sensiblement égale au. tiers restant requis pour la-surface de fusion totale. De cette manière, la surface totale du four est sensiblement la même que celle- habituellement emplpyée mais la section où la charge brute est fondue aura une forme allongée, o'ést à dire: beaucoup plus étroite et plus longue.
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Pour que l'invention puisse être clairement comprise et facilement réalisée, elle va être décrite avec plus de détails avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en plan d'une forme du four, obtenue suivant la présente invention.
La fig. 2 est une coupe verticale par un des récupérateurs et une partie du four.
Dans la forme de l'invention représentée aux dessins annexés, a désigne la section de diauffage primaire du four et b désigne la section d'affinage de celui-ci. Comme on le voit, la section d'affinage a une forme approximativement carrée et est en communication à son extrémité de droite , au moyen d'une gorge c. (qui a.la forme habituelle) créée dans une paroi en pont d, avec l'extrémité de traitement e qui a également une forme habituelle. La section d'affinage mentionnée plus haut est de préférence conformée de telle façon que sa surface veut environ les deux tiers de la surface totale de fusion requise et à son extrémité écartée de la paroi en pont, elle se raccorde à la section de chauffage primaire qui est comparativement longue et étroite, de sorte que la chambre de fusion a en plan approximativement la forme d'un T.
La section d'affinage peut avoir une longueur valant de la moitié à deux tiers de celle de la chambre de fusion et la section de chauffage primaire peut être formée de façon que sa largeur soit de l'ordre d'un tiers de celle de la section d'affinage et de façon qu'elle soit symétriquement disposée par rapport à la ligne médiane du four sur une longueur choisie de manière à procurer une surface sen siblement égale au tiers restait requis pour la surface totale de fusion. Par conséquent, la surface totale du four sera sensiblement la même que celle habituellement employée, mais la section dans laquelle la charge brute est fon due aura une forme allongée, c'est à dire beaucoup plus étroite et plus longue.
En fonctionnement, la charge de verre est envoyée d'une manière approprie quelconque dans l'extrémité de gauche de la section de chauffage primaire, par exemple à partir (Hune
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trémie (non représentée), au moyen d'un tuyau!, et elle s'écoulé graduellementle long de la section de chauffage primaire vers la section d'affinage. La fusion sera habituellement sensiblement complète au moment où le verre entre dans la section d'affinage. Dans cette dernière, une température élevée est maintenue et par suite de la surface comparativement grande de cette section d'affinage, l'ppération d'affinage peut y être achevée avec succès.
Comme on le voit, des brûleurs à gaz sont prévus et disposés pour chauffer directement la chambre d'affinage , ces brûleurs étant adaptés en position dans la paroi d'extrémité de la section d'affinage écartée de la paroi en pont, de façon qu'il y ait au moins un brûleur de chaque côté de la section de chauffage primaire .
Du gaz est fourni aux brûleurs à partir d'un gazogène (non représenté) au moyen de carneaux g et de l'air est fourni à partir des récupérateurs h par l'intermédiaire des carneaux i, de telle- manière que le gaz et l'air se rencontrent dans les ouvertures ±,la disposition était telle que les flammes sortent de ces ouvertures directement dans la section d'affinage et que les flammes et les gaz brûlas résultant suivent un trajet que l'on peut appeler en épingle à cheveux ou en fer à cheval ou sont obligés, après avoir passé transversalement dans une partie de la section d'affinage, de tourner d'un angle de près de 1800, comme l'indiquent les lignes 10 pourvues de flèches et ensuite de s'écouler par la section de chauf- fage primaire dans une diredtion opposée à. celle du mouvement du verre.
On voit donc que les 'gaz de combustion, à une température réglée par celle requise dams la chambre dtaffinage, sont utilisés pour chauffer les mati ères de la charge froide dans la section de chauffage primaire, ces gaz entrant dans cette dernière après avoir été refroidis à une température valant approximativement .celle de la section d'affinage dans le four. En pratique, les gaz seront refroidis à une température de l'ordre de 1200 C ou proportionnel-
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lement pour des fours fonctionnant à des températures différemntes de 1500 C.
Les gaz sortent du four par des passages d'échappement m, descendent par les cheminées n dans des récupérateurs h et gagnent finalement le carneau de cheminée o, une poche à scories étantprévue à l'extrémité inférieure de chaque carneau de descente pour arrêter la matière emportée par les passages d'échappement avec les gaz brûlés.
On remarquera, d'après ce qui pfécède, que le principe du chauffage à contre-courant est utilisé et que suivant une caractéristique imper tante de l'invention, on procure un four de fusion d'une forme telle qutil comporte une section, où le verre est de préférence dans les premières phases de sa fusion, et dans laquelle les sens dtécoulement du verre en fusion et des gaz de combustion sont directement en opposition l'un à ltautre et sont maintenus dans les deux cas dans ces directions, En outre, la combustion des gaz ccmbustibles a lieu dans la section dtaffinage ou la plus forte chaleur est requise et en fournissant cette chaleur, les gaz de combustion sont retfroidis à une température voisine de celle de la sectiozu dtaffinage.
Habituellement, à ce moment, les gaz quittent le four et pénètrent dans un système de récupération de chaleur. Conformément à l'une des caractéristiques de la présente invention, au contraire, au lieu de quitter le four, ces gaz sont utilisés pour effectuer le chauffage et la fusion de la charge qui entre dans le four à l'état sensiblement froid. Les gaz brûlés sont donc employés pour remplir une fonction utile supplémentaire à l'intérieur du four, c'est à dire dans la section de chauffage primaire de celui-ci.
On comprendra que la température à laquelle les gaz peuvent être utilement refroidis dans la section de chauffage primaire est limitée par la condition que la charge entrant dans le four doit se mouvoir vers la section d'affinage et qu'une certaine température minima sera requise dans ce but. Ce facteur peut déterminer la longueur relative de la section de chauffage primaire. Si par exemple on trouve difficile en pratique de maintenir le mouvement du verre par suite d'une température trop basse, la section de chauffage primaire peut être raccourcie sans que ///
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cela affecte les principes serrant de base à l'invemtion.
Le plafond au-dessus de la. chambre de chauffage primaire est maintenu de préférence aussi bas que possible dans le double but de maintenir les gaz de combustion en contact intime avec le verre en fusion et également d'empêcher le rayonnement provenant de la section, d'affinage. La surface totale du four sera sensiblement la même mais par suite du fait qu'il n'y a pas de flamme de chaleur intense dans :la. chembre de chauffage primaire, cette dernière peut être fortement isolée, de sorte que les pertes totales de chaleur du fond sont réduites.
On voit donc que, confermément à la présente invention, la chambre de fusion est divisée en deux sedtions et que la. chaleur mise en action dans une section., savoir la section d'affinage, est en partie utilisée pour chauffer la charge froide dans l'autre section, ce qui a pour résultat que la température des gaz quittant le four est réduite, bien qu'ils effectuent un travail utile, et que le rendement du combustible est augmenté.
Revendications.
1.- Four de fusion du verre comprenant une extrémité de travail communiquant avec une chambre de fusion par l'in- termédiaire d'une gorge dans une paroi en pont, dans lequel la. chambre de fusion est divisée en deux sections, savoir; une section d'affinage et une section de chauffage primaire, et la chaleur produite dans une section, savoir la section d'affinage, est utilisée en partie pour chauffer la charge froide dans l'autre section, avec ce résultat que la température des gaz quittant le four est réduite tandis qu'ils effectuent un travail utile, et que le; rendement du combustible est augmenté.
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