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Dispositif de chauffage.
La présente invention a pour objet la construction et le fonctionnement d'un dispositif de chauffage par fluide du type général où une masse fluide ou colonne de matières réfractaires transporteuses de calories est amenée à circuler d'une manière à peu près continue en descendant à travers des ombres ou zones superposées de chauffage et de refroidisse- ment dans lesquelles les.
matières sont d'abord anenées à une température élevée par le passage d'un fluide de chauffage cons- titué en général par des gaz ou produits de combustim à haute température destinés à, échanger des calories avec ces matières, après quoi les matières sont refroidies par échange calorifique au contact du fluide --- chauffer et sont enfin ramenées à la partie supérieure de la zone de chauffage par un système élé- vateur approprié.
Les appareils de chauffage par fluide de ce
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type sont souvent dénommés dispositifs de chauffée à cailloux bien que l'on puisse utiliser une gamme étendue de matières au- tres que les cailloux pour son fonctionnement.
On a constaté que les appareils de ce genre sont parti- culièrcment intéressants pour le chauffage continu de.:, fluides à des températures finales beaucoup plus hautes que les tempéra- tures de chauffage de fluides pour lesquelles l'on puisse utili- ser d'une manière sûre et économique des tubes en acier ordinaire ou même en acier spécial. Dans de tels appareils, la température finale du fluide de chauffage dépend principalement de la tempé- rature maxima des matières transporteuses de calories dans la zone de refroidissement et de la durée du contact permettait l'échange calorifique entre le fluide à chauffer et les matiè- res transportant les calories.
Le fonctionnement à rendement élevé dépend de la vitesse d' écoulement maxima du fluide à chauffer à travers la masse de matières porteuses de calories sans soulèvement et entraînement exagéra des matières transpor- teuses de calories par le fluide chauffé à sa sortie.
Les matières sortant de la zone de refroidissement doivent être à une température pour laquelle elles ne soit plus soumises 2, un choc thermique capable de briser ou de fissurer les éléments formant, cette matière lui doit pouvoir être manipulée sans risques à cette température par un dispositif d'alimentation et d'élévation en métal sans provoquer coincement ou le grippage des éléments métalliques à la suite d'une dilatation thermique exagérée. Il est donenormalement nécessaire de prévoir une tem- rature basse à l'entrée du fluide deviné' à être chauffé dans la chambre de refroidissement ainsi,
qu'un écoulement de ce der- nier à contre-courant pour mesurer une temp rature de décharge appropriée des matières transporteuses de calories avecun rende- ment thermique élevé pour l'appareil et le procédé.
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La présente invention a pour objet un procédé et un ap- pareil perfectionnédu type décrit, caractérisé tout particu- lièrement par le chauffage continu du fluide avec des rende- ments relativement élevés jusqu'à des températures finales à peu près uniformes dans une gamme de températures dont la limi- te supérieure est sensiblement supérieure à celle que l'on peut obtenir dans un dispositif élémentaire de mêmes dimensions du type décrit ci-dessus.
L'invention couvre plus particulièrement un procédé et un dispositif du caractère ci-dessus où l'on chauf- 'fe l'un des composants d'un mélange combustible fluide dans la zone de refroidissement pourl'amener à une température élevée et l'utiliser en quantités réglées pour la production de gaz de chauffage dans la zone de chauffage de manière à ce que la tem- pérature des matières sortant de la zone de chauffage et du fluide chauffé sortant de la zone de refroidissement puisse croitre progressivement suivant un cycle pour atteindre des tem- pératures finales qui ne sont limitées que par les températures d'utilisation admises pour les matières réfractaires de l'appa- reil.
L'invention a encore pour objet particulier l'établisse- ment d'un dispositif de chauffage à cailloux et unefonctionne- mert du type décrit où l'on puisse réduire sensiblement l'étran- glanent du fluide entre les éléments de chauffage et de refroi- dissement et où l'on puisse supprimer la nécessité d'un mécanis- me de commande sensible à la différence de pression entre ces deux éléments. L'invention couvre encore un procédé et un ap- pareil perfectionnas pour le traitement des matières à haute température dans une atmosphère oxydante. Finalement, l'inven- tion couvre un procédé et un appareil perfectionnas pour le traitement des matières dans une atmosphère réductrice.
Les différents facteurs de nouveauté caractérisant la présente invention sont indiqués avec plus de détails dans le résumé terminant la présente description.
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Pour mieux faire comprendre l'invention, les avantages de son fonctionnement et les résultats particuliers obtenus par son application, on se référera aux dessins ci-joints et à la description ci-après de certains modes d'exécution préférés de l'invention.
Sur les dessins :
La fig. 1 est une vue partiellement schématique d'une fraction d'un dispositif de chauffage par cailloux, partielle- ment en coupe, ce dispositif étant établi conformément à l'in- vention.
Les fig.2 et 3 sont des coupes horizontales, suivant les lignes 2-2 et 3-3 respectivement de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 1 d'une variante de ce dispositif de chauffage par cailloux.
La fig. 5 est une vue fragmentaire en coupe horizontale suivant la ligne 5-5 de la fig. 4.
La fig. 6 est une élévation partiellement en coupe et schématique d'un appareil de chauffage comportant un disposi- tif de chauffage à cailloux modifié.
La fig.7 est une vue analogue à la fig.6 d'un second type d'appareil de chauffage.
La fig.8 est une coupe verticale suivant la ligne 8-8 de la. figure 9.
La fig.9 est une coupe verticale suivant la ligne 9-9 de la fig.8 et la fig. 10 est une vue analogue à la fig.6 d'un autre dispositif de chauffage.
Dans le dispositif de chauffage par fluide des fig. 1 à 3, le dispositif de chauffage par cailloux comprend une enve- loppe allongée dans le sens vertical, étanche aux gaz et consti- tuée par du métal ; cette enveloppe, de section droite circulaire, comporte une garniture annulaire 11 en matière réfractaire ap- propriée résistant aux hautes températures. L'intérieur de l'en-
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veloppe est divisé en une chambre supérieure 12 et en une cham- bre inférieure 13 reliées par un passage étranglé allongé dans le sens vertical et continu-14 dont la section droite horizon- tale est sensiblement réduite.
Les chambres 12 et 13 et l'étran- glement 14 sont normalement remplis jusqu'au niveau indicé par une masse ou colonne à écoulement continu d'une matière réfractaire transporteuse de calories 15 dont la nature sera décrite ci-après.
Une tubulure d'entrée 16 pour les matières transpor- teuses de calories est reliée à la partie supérieure de la chambre 12 et une sortie des gaz .de chauffage fomant la tu- bulure 17 et commandée par la soupape ou papillon 18 s'ouvre à la partie supérieure de la chambre. On forme une chambre de combustion à peu près annulaire 25 au moyen d'une partie élar- gie de l'enveloppe 10 entourant la partie inférieure de la chambre supérieure 12. Comme on le voit en fig. 1 et 2, la chambre de combustion présente une cloison annulaire intérieu- re 26 par-dessus laquelle s'écoulent les gaz de chauffage pro- duits dans la chambre de combustion.
Une ou plusieurs lumières 27 sont disposées en des points écartés l'un de l'autre à la périphérie de la chambre 25 pour assurer l'entrée d'un mélange combustible fluide sous pression positive: Les gaz de chauffage engendrés s'écoulent par-dessus la cloison 26 et traversent une série circulaire de lumières 32 servant à l'entrée des gaz:
Ces entrées s'amincissent vers l'intérieur, sont disposer entre les briques réfractaires en forme de coins et s'ouvrent à la partie inférieure de la chambre 12. La chambre 12 présente une partie inférieure en forme de cône renversé et s'étendant des lumières 32 à l'étranglement 14.
La chambre inférieure 13 a une section droite à peu près uniforme de son extrémité supérieure jusqu'à son extrémité in- férieure s'amincissant vers le bas et délimitée par un écran
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métallique perfore 15 en f orre de tronc de cône l'(.i1V.j,",";C. l'a partie cOrre3l)OnÔ-é:,)1tc 36 de l'enveloppe- 10 ." ""'J""C1'+ <É,;<- ye:,Gllt vers le bas jusqu'à une ouverture "-'1' , 67 . u- '-. ,">c" 1)"" du C0T7.-. 35. Les cônes 35 et 3G ';:Ci'.J:t,c,:-.3 l'un ,le l'au- tre délimitent une Ché'Ji1bre annulaire 3;' servant a l' 2,1';:'1" :,c; du fluide aàrené ;)81" un ou pb,is:1.;>.Lii s tube,] 3' comportant des vanne... ou robinet;.;; de r;ixlige ';4 , des tube,.; é:\;-::G11E\nt un fluide a chauffer sous une pression positive.
L' <.?:'Gx','t'.1. . t,u supérieure; de la cJ1±J.;ilbrc 13 présente une voûte plate l':'7"cCtEll:C'C 40 dans laquelle ;,'11'l,re unC ::1':Le circulaire de fentes radicales de sortis 41 dC')0UC'h.sWt, dans 1111 conduit annulaire de sortie. 42 entourant l' &tré1"ag18mcnt -1--. Un Du¯ plusieurs tube.-, 43 servant la d4ch rge ,111 fluide et garnis de motil3re,3 l'C-r'.1"C,C-V¯''l^C,i sont l'cH 2<33 au conduit ,1:3.
On peut nt' 1iscr un- SBJ1lmG D's,3LZ '.tendue de n'aticrcs 11'{fré:\.ct:"l"e3 pour servir de transporteurs de calories 1.:), lej mi ti:'-rG3 choisies dépendant- de,3 conditions de fonctionnement 0. maintenir. iin s.n6r;.l, les I.1Dt:i(n'e3 choisies doivent )1'55Cn- ter une résistance et une dureté élevées, une résistance sià5Fi- sante aux chocs thermiques avec une température d'amollisse- ment élevée. On peut utiliser COJi1ï.:e telles matières de la c6- .1'ûl?'1 L1C réfracta ire ou des alliages résistant la corrosion et des aciers sociaux formant de petits 4,1,±#.. e;.t:i de forme ou J:oin-3 rlj;i.il-5:##e e tClS LlC les é12i.cnt.,3 calibres, des cailloux OL1 cristaux ou 8[;'::;1)r.1;r3s cristallins iC r.'rllite, de carbure de 3::.1",cium , l' c.¯Llt7':1.11 .. ou i-i 81.1tre,] Z "i1'C..C'C'..:C'C'ri.
On g U.'4:1.¯:Lâ avantaseusenent des calettes ou boulettes sphé- riques do dimensions .1 de forracs identiques constituées par un r.clanf;e de kaolin de Géorgie grillé, de kaolin de Géorgie brut et d'un liant, cuit à une température comprise entre 15050
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et 1650 .
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Le diamètre de ces galettes est suffisamment petit pour réduire les chocs thermiques et les efforts dus à l'impact tout en assurant une grande surface d'échange calorifique et suffisamment grand pour opposer une résistance à la vitesse désirée des fluides traversant la ruasse des galettes sans se soulever. On a constate que les diamètres de cailloux de 12 ni:,1 et de 7 mm.5 conviennent.
L'écoulement vers le bas de le nasse de galettes por- teuses de calories à traversla chambre supérieure 12, l'étran- glement 14 et la chambre inférieure 13 peut être commandé par un mécanisme de décharge approprie recevant les galettes à la ,,ortie des galettes 37 et en maintenant une fermeture tanche à la partie inférieure de la chambre 13. On peut monter un dispositif d'alimentation à poches tournent à vitesse variable dans le tube d'évacuation 50 aboutissant à une boîte 51 au pied du carter d'élévateur 52.
La boitte 51 présente des ou- vertures pour l'introductionou l'enlèvement des galettes du système. Le carter d'élévateur 52 est du type étanche aux gaz et contient un élévateur à. chaîne sans fin 53 portant des godets et commandé par le moteur électrique 54. L'élévateur se vide à son extrémité supérieure, dans un tube de décharge 55 aboutissant à la tubulure d'entrée des galettes 16:
Jusqu'à présent, avec le fonctionnement normal de l'appareil du 'type décrit, on fournit directement un mélange combustible à la chambre de combustion 25 et les gaz de chauf- fage qui y sont produits pénètrent dans la chambre 12 par les tubulures d'entrée 32 sous une pression bien déterminée et sont répartis dam toute la partie adjacente des galettes porteuses de calories. Les gaz de chauffage s'écoulent vers le haut à travers La masse au contact intime des galettes des- cendantes qui atteignent leur température maxima à peu près au
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n;VC;:'11 de l'entrée du C-7. de r',1î%11:LJ.é!,f'. I...'.,. '". Vuti..,u C'-¯1¯LL'- fées continuent à descendre par .' trv7l'1;.'.C. t'? 14 p.:-ur ""1' trer d;;ns la chambre inférieure 13.
Le fluide :>. chauffer tel ':1.-e de l'air, de 1,g vrpeur OU. autre Gaz ou V¯:;::LUï 'Il:';rC' à une température (J.stsrrr-j.n1'G et sous une pression positive dauj le tube d'amenée 3' aboutissant dans 12. C'f;y.t.'."C d'entrée 33 d'où il ressort en traversant l'écran perfora 35 pour arriver ., 18, 'partie inférieure de la '-nasse des 'calottes dans la C:8J',- bre 1 . Le fluide remonte à travers les interstices de la Tasse au contact intime des ,, -1 U U descendantes et a c01(:,1'e courant par rapport a elles. Le fluide d'entrée sot de yrc:- ff'-,rcncc- à une température relativement basse telle que la
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température ambiante pour assurer aux galettes une température de décharge basse à sa sortie 37.
Le fluide à chauffer atteint
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sa température naxima la. partie supérieure de la chambre 13 r--'- d'on il sort par les fentes ,1]/le conduit 4:2 pour aboutir au tube de décharge 43. On peut .VC:' , tout i'"'61211:;8 des atmosphè- re.1 fluides 6n'B les chambres 13 et 13 ..-!1 r;'cÍ'lt'31v.nt une y 2'C..s" ::: ..,.1 i ,<c i g <. ivc :'1.f1:,-:te ontre les deux r.l1,Ybr<',3 de ;i am :1. 1; :n suc }.'.5co'.11":.:"'('Áit De (11Ji1c a travers :'¯' c tr ,.y;lr-.; c :1' 14 ..;oit z '.ro . les 'r l;\/eF 'nt:3 G.G r)r:-. a ,Ji ')".1 ,J 0---1 t j. :l,}.Í --.1. ué-e '.:> ,:,C:] :.:o.t L ':
l1C1 ..;11t en 37 et 53 pour la tJê.1131rissi()'i1 de la¯ différence è.,- i.:i:.p.^ ,=j;n \l'1",TC les e(tféS[,5.t,;] de l'étranglement Ii) cette diffé- rence de ,.':n.'e,0,pli'1. étant appliquée par des ï7î::CE:i7:L..i1' E;,p appro- :¯ri ;3 relais et à r30 :11)plE,:.i ' .-ilotes b. 1111 T::6c c.J,1idr:,(; à.e CO:::i1- de c^-..Ll'.0:,.,-ue et l'on utilise les variations de cette diff- l-"::;lCC cl0 C ¯-r<?,;;,3i.:1 par rapport a l1n:, valeur nOI';-'c.le 6.±:tc..ly::il1 ;E::
pour cori-mandcr D'.1,t.r'u:;tLl1e:'en'i:, 19 positiondîi papille -, ou. sou- "j" j?E. le ë t13 1.-. tubulure de ch'uffa3'c 17 ,. ').' ou passe le 3:33 de C1""1.1"').r..,I""'" La position donnée c 1;. cette so'ipr.pc CW.:.îc^,ili.6 1<¯, '.'G-':?:?:L'i1 . i z ç¯ ;i , g dans la chambre 12 Z 't ',, - suite les *Z" ' ' "" 1 ? '
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relatives entre les deux chambres.
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Conformément à la présente invention;, le dispositif de
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Ch"'u.o.1.fN'e à cailloux que l'on vient de décrire est établi et fonctionne de manière à assurer pour le fluide à chauffer une température finale qui peut se comparer à la température finale du. fluide chauffé dans les dispositifs multiples de dispositifs de chauffage par cailloux tels qu'ils sont décrits dans la demande de brevet de la demanderesse déposée ce même jour.
Ce résultat est atteint en utilisant la cham-
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br :Ln±.: r:i. 8ure 13 pour le chauffage de 7¯'un des éléments c OT13 - titunnt8 (le la combustion '¯ui peut êta:',: un COEllJu:3tibl fluide ou un ,c;f.Z cO1't,GnCtllt (:le L'oxygène tel que de l'air; une partie réglable du fluide ch 'uff6 alimentant la chsmbre de combustion 35 en vue (le la combustion.. Etant c1onn wuc l'on a besoin d'une quantitésensiblement plus grande d'airil est, plus
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aV<':t11tageux , au point de vue rendement, de préchauffer l'air de combustion plutôt que le combustible. Lorsque l'air est fourni sous pression par la. tubulure d'entrée 39, les tubu-
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lures de jortie /13 pour l'air chauffé sont reliées chacune.
2. un carter il ' ir 47 ,r:';.1 de matières r8f'r:,:cté:'.ires et entou- î' aïii l'ajutage ;à3 d'un brûleur de combustible :r7¯t?,:Lde 9 . :f C:iï'0:1.- Cal par ±GU ce carter 47 B' 01.Wr8nt par la lumière g7 dana la chambre de combustion correspondante. Une caI1c.Iiàatiol1 4S pour le combustible commandée par robinet ou soupape fournit
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le combustible fluide appropri{ 8. l'ajutage 40.
Le combustible fluide et les courants d'air à haute température se mélan- gent d'une manière intime et il se produit une combustion ra- pide et intense dans la chambre, de combustion 25; les gaz de chauffage à haute température ainsi produits s'écoulent par- dessus la cloison 26 dans la chambre supérieure 12.
Une déri- vation de sortie 59 commandée par le robinet ou vanne 60 relie
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la tubulure de sortie 43 à un iao:, nt d'utilisation de l'air à
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1..iJt(; t'ï'':."J('tLl1"'::: Avec en '. ¯,J'l':'.J.1¯ ... .u.L.l ri r;'::,"1D.l" .:>t,:i. - :, '.)l1t ou partie .-.1 "- 1- ' '" 1.z C , ,'^1:"a; 4. -n s le 1o.:-.J)1'\ J.l1:[\1J.<'::11.1""S p. ut .v,i,-. fourni directement 1" 1;: cl-cjrbra de cor;1)l1.\3t,J."}jl ú une .±c::.,- ,-; É 1 ;>:t.u r oe ;1 1. iiro v.:....J.1,.!.-,:J 1 1..;; ..L;ç:Jv;"1v (..12 c i . ' z# 1:#, ('\ "'1'.L'" k;v.;j..iL -.. J.1 la ;;j;}:i¯[)111.o 011. ':'a.1'Vc'l.t:f¯7'1 50 o. L'il autre 'C';1' l .. . ' i # .i :1. 1!. i :ù a- ti1')",l.
]j;j rG:.0',t,t.l"'rrt en :1 ;:G.C11C:' 1& .,1i.3'),:;i ti:2 r:i':.', W.1 e,.l'- tP.t normal ; le C'.Oî?'O'1¯i-.,:!7.'1 fluide est fourni ='i.i' le tube X5 et l'air est /'01JJ:';!. =::'81 le tube 21 .=1 -.-i.J un :';'i)..t0f.'t bien L,'2- ,... .'1,.. Le,¯ COI.-11.;:;L;:.'?'i. Í3C :<o.":1 5,iii.= 1. (;'1. .:)::;c. lU u 1':.; -> 1;:i; u'!"fc/::G prTl't.3 c'-suffcnt lj , ,¯ 7 . -rbc...-,ui /'.0.' c'" nf?c.:(' -'I":'Jr.:t3 c'. Gt1::r.:.:<:' }I '.;cl(.'L'>:,: j '.\".)C: "'1,''' yt:. '...J¯i y ..rJ....,....'...,, ;.-..i C10'-Ll;"; 1- c7.-:.c:"t::,:'f: 13 a 1 : ' .i¯ :1:: ". : . c #:."J ';: .-..l :1- J - .- ;t <-:):t-; '."i';c:":.:tj.r:fé :L.:.F 1::-; c')B;-.ï)re 1.3 ...1., ;-. c;:t:.J-,.1)..:.') ::> . 'i.,.;i>lQ .( , . i¯ .t oroitre C ":a!.;D,j1t '''"une i.:es ,:1" C:'JR-':(C.3)'. )'";-'''' 1::. tc.n':- ;: r<ï.tL-:r de la c'3;-"bre de combustion.
Il e:= rusultc un accrois-
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sement dans la température des galettes qui fait croître da- vantage la température de sortie de l'air; cet accroissement
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cyclique de température d.:.-'z. 18. cîl;-lse de combustion et de l'cir c'¯,..-'.u¯4¯:. continue Q\TCC une :n:"oL'l'c':JJ}J)'1 le '"1¯ :.'C.:1j,"C; ;'.o- C:.-" ;. ""'::L1. a peu* L'".3 t - "".1.: 'T', ''J-;:c;,) I: :.lJ le dispositif de chaut- ' -rcS( <:r:1::;:;:Jcnt 'JL vite qu'il '.:3e Cn,2tlcr:',Gnt 11ces3aire de
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réduire l'alimentation en combustible pour éviter la destruc-
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tion de la garniture réfractaire ou un commencement de fusion des ,i g:.. ic tt c s : T t-:';lllj):l"Lt'l1'C ',.:":8. '¯ .à'.:1'.. ,>";tir 1.c.:; .5 -; ?. - 'ÉL C g # .1., '[:,'iJ1tC11UC 1. a (.l'1);i3>é}:.J..t une 21 \...1j.":.." . ' à.ù- L . ' F" 'l.
L."' l ? ' . i- 1 c .. ;.::¯":'llê.Ît3 G.ü :::'.'.,. :,; c;.î",'1:justi"::lc o\-c.c un. a::.¯ .v Cv: :iU3- t::1::-',-ir r :'i.ï ¯E, L1'; ¯ .' ''. :i: '':l.'t de chaleur ï '1; .]¯tî i, î"< . lJ- î- '5 C ià,, É - J.".:tt.l1C C. i..i:.-1.J:'l;C: '¯.u...p , ..;l,:C.i : 1: v:,Vu:¯'.¯ü .: .':.:J ..rtc.3 de v. :û-. l':.ur ,"'u ':'5,.:;i,<'.i'Gif; ; compris 1.
C''.'.u..' .i * : = .s =11: 1 = . 1 ; 2.'c.i.r de- ?." ","J ¯"',7' '.p {";G'.:;-;:':c ">1 , :.':.',:'-i'!' =";:;'1 i" .\J.".' :C',:r-'-17..Lu.:-c .¯t '7 . ;',iL1
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-cc.r la tube 30 ,ar.a normalement d' :11v:t1"on ;:00 500ï de la ,..lV:X2tité d'air théoriquement nI:
CG J,;31::1ire à. la combustion -:Jerrn"tt2..nt de maintenir un rendement thermique ''levé et une tes? .'.rature de. ëJ.éc1J2,rge fi#.5UJl,o pour les cail-1 Lri , :i.1 restera une ''ll1C,:c,,titi in:- por't,snte (1 (ail" 2i. haute température ".1 s';?onible pour être ëtéri- vée vers des points d'utilisation appréciés. On peut également commander un dispositif empêchant une température exagérée dans le dispositif en prévoyant une alimentation réglable d' air à basse température sous pression passant par un tube d'amenée
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auxilic,ire 61 ,J'ouvrant da,ins le carter 47 du brûlet;' .
Avec ce mode de COI'=,3t1""'action et de fonctionnât dru dispositif de chauf- fage, on p-ut atteindre de. température de ll1téKibre de cor,-,bu,3- tion L1L1^d-G'a,.10 ,s ±c 10"JC (r avec de. 'teril;;él't7.lï'C; de oortie du fluide Ch é'uffé 1-de ss us de 16600 C :in rai.3021 60 S tCf,.:)0:CU'GUI'8,;, .e sortie basses pour le. salottes et le. gaz de- chauffa on utilirje C:J::LCC.CG::-'G?'G 1. consom;:st1on de combustible et il en r6=!ulte un rendcfm n't, therm:Í.':J.ue él iv4 .
On peut ::::;9J cnF: D1:, utiliser des appareils de caractère décrit pour le préchauffage d'un combustible gazeux à une tem- tare élevée avec utilisation du combustible à haute, tempé-
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rature en pax.tie pour la combustion dans la ché.'Jl1bre 35 et en partie pour des applications extérieures. Di-ns un tel fonction-: n"m8nij, )1:\1'" exemple, une quantité déterminée de gaz naturel à ba::1,Je ter., 'n?tLl7:'e et sous pression est 8li18?ée dans la cheiribre d'entrée du fluide 38 et monte à travers la masse de galettes à haute température descendant dans la chambre inférieure 13.
Etant donn que le gaz combustible atteint une température de craquage dans la masse des galettes, il se produit un certain
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crocuge therrni<'lue provoquant un dépôt de carbone sur les ga- lettes descendantes. Le principal constituant des gaz à haute température cu.tt,-t. 11.:. chEP1bre 13 à travers Ja tubulure de
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sortie c 4 3 se trouvera être c d é 1, ' hjrdir :7 jQ? n e . Four une tell,,, o p ' 1 r .t. i. J " : , les lie'! sons entre les tubulures 43 <: 4C '"i.'une j;< r.t et le carter 4=7 du brûleur d'autre part, seront inter- v e r t, 1. e.: et (le e j . ' : :il' à 1 a température. ambiante et sous prcs- sien sera fourni par la tubulure 49 tandis ue le. az com- bustible fortement préchauffé pénétrera 1'(1]:' le tube Il;].
Une combustion intense se produit dan.-' la chambre de combustion
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55 et les produits gazeux s'élèvent à travers la masse de galettes descendantes dans la chambre 12. Un effet de com-
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bustion secondaire est obtdnu dans la chambre 12 par la, com-
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bustion du carbone dépose sur les galettes en fournissant
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une partie notable des besoins Caloi 1.isi jLle,S du Ji 3)0,3i :i:C.
La .jurv:"tion cyclique ée la tempérnture décrite précédem- 1',":nt se produit à la. mise en marche 1.".: 5.s :11 (Ù--,UG peu moins r;irec 1 mode de fonctionnement décrit. La quantité de ùaz com- bustible =auifl#iic .F. la chambre d'entrée 3& <.,3.t cb Ltcé de ma- nicrc à permettre une saignée d'une pairie à*,3 gaz c. haute température cpi :. sortent alors par la tubulure 59 pour les
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utilisations extérieures.
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Alors que Ta construction et le f'oo1ctio'''l1oi:,',cnt dé- crits assurent le chauffée continu de l'un des constituants de z j,; . corI1")l1->t'ion ju,J,U' une température e 1; ls v 4> e sensiblement uniforme et -ue l'utilisation de ce c ' i,.std.turiit préchauffé pour la combustion en vue de chauffer les ,¯j. luttes ±1;rs la char.-bre supérieure permet 1 ' n;it e. : it 1- o =i ,le c ?- #..,ù r .J 1. #]&. :1 :1 . i? cy- clique c de j .i ai i>i, ratures 2b0'lt:L.38D.nt a des ter.-.pératurc.s de cham- bres de combustion al,1:n.l de llà±,5 3l.-5 0 C., on peut obtenir des te-nprr.tures de. chambres de combustion encore .s i ip " ;c 1 1. ai <.
, , 5 ? . " u<-=. ;;z..] r ; g>,i=t;F ç ". ". a 1- c;.. :<. n.t, le dc.u:::'.2mc #:. l. l..]; i n.t CI 1 '-'.élance combustible av?nt de l'introduire dans 1¯,1 C1;'Ol-.G de cor'-ustion '".5. l'ixfi exer.'.pic, si l'on introduit de l'.'..ir " 1 "lZ c-mbr. 1. et u'on 1. ,.., .,,, ,< ,¯ , , q corme décrit ci- <.:"..."<.é C?Î'ï"'c 08Cl'lt Cl-
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cle',3,Jud i l' Qlim"11.t..':,-tlon en combustible fournie à la tubulure 49 peut être constituée ","8.3:' un combustible gazeux 2t haute .ten;- 11 :rature retir'-' ':'BI' r¯l.i'? V;":t.Ji1 d'un second dLspojitif de C:;8,U:f- Tq,r.c cailloux ("le construction Sc¯o)1:¯,,ble 0:'1. le constituant combustible est préchauffé dans la chembre inférieure.
Des -[:,l'1,1- pératures de ^rlOTVbr-C's de conbustion nettement sU)8rii:;urco à 2.150 peuvent être obtenues avec ce mode de fonctionnement et ,sont limitées principalement par les températures r;?:::.üiZ ::')1 ':vue3 èl.;:.11.3 l'utilisation des matières réfractaires formant les galettes et les parois de chambres.
Dans le mode de construction représenté aux figures 1 à
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3, le. présence de l'étrÇit1g1enent 14 de petit diamètre reliant les chambres supérieure et i-i-ifc'ric-ure3 même s'il est bien ou- vert et même s'il s'évase vers le bas, forme une source latente
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de c16ritngenents. Une réduction sensible dans la section droite d'écoulement facilite cependant grandement la réduction de l'é- coulement fluide entre les chambres.
Avec les températures éle- vées décrites pour les gaz de chauffage pénétrant dans la charn- bre supérieure, certaines des galettes peuvent commencer à fon- dre et forment des amas à la suite d'un point chaud local ou d'une température de fusion inférieure pour certaines galettes et de tels amas ou agglomérés de galettes tendront à gêner l'é- coulement des matières dans l'étranglement. De plus, la com- mande des conditions déterminant la pression différentielle , entre les chambres 12 et 13 sous 1'influence de la mesure de cette différence de pression entre les extrémités de l'étran- glement est rendue difficile si le prélèvement des pressions en 57 ou 58 se trouve obstrué ou fermé.
Le mode d'exécution modifié représenté aux figures 4 et 5 supprime la nécessité de ces deux caractéristiques de la construction suivant les figures 1 à 3. Dans la construction modifiée, la chambre su-
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périeure 12 et la chambre inférieure 13 sont reliées pnr un passage largement ouvert 14' dont la section droite offerte à
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1' ':'.coulcr.ient est plus faible e =ju celle' des c11[)Jrl)l'G3 13 z ..., .i; 18 . tout en et."nt bien supérieure :i .>:, la section droite <i /1¯ ' ,j c J i i 1 e ; ..; cn .i; dans le 'Pa sase ou. éti?i:n;;:1.éne nt 14 des fip't.u-'es j¯ à 1#.
L'etran- µ ?i ei> i <=:n .t 1:3 ' est dimensionne de manière à assurer une section droite d'écoulement permettant a eeu j= > #:n % 1'écoulement de la 1;..sse :i¯;.jn.s les ne'mes conditions .gui dans la chef.'.bre 1-2> sous les ,i c o ;ld. µ. t; < on de fonctionneMent décrite? 'Mni'iCJ-s) " e ; .. c-n 1 é i, ,O¯ i"5inte?Tir un g c ù, l' '? ' 'S ls é ik. C îlf de pression tl.n 11 19 0 K'0 à X l é 65 Ll T .ue j¯ ' o - s'av'nce <i jj , la chembre 13 et dcns le 1 .j a . s s ajµ e ;1 .t i ; >T. j' l é 1 1 ' .
Ic mode d'éxecution présenta, le passe'c t- i .<; ' a un .1. 6, 1, : à .t i 1 peu prs moitié du fl,1,aù:iitre des ciia,>n'orc::u 12 et 1.J3. -i?. [12",f18 teriips, la partie de la lii gù;ià z? ? d - e . i? e " ± r 1 .-' ..... .1 s .: ei;. e n.t 13 :'U-CJ.c.J;3-:J\iS du p3ssc-";e p " 1¯4 ' s'évase vers l'extérieur et vers 16 haut comrne on i-r, voit en 55 Y)I.1J fo'rn'er un fond incline pour les fentes de ..ortie ç. =; - :; j¯ g J¯ ç ; j 3 2;.l..) Ics-noll-s s'étend lp .".'asse les <S .µ =. lette;.
Pn côl sortie des fentes ':';1 se 'à-.jFJ"1"F- un C?.?".".fl,13 an- l.l1J."':L"lc i = Jmir 1 7 C8'.t.it.Y").t une cloison ;..i" i .-i ire SG. en. tu'ru- Irre e ; , =; j, j¯ .3 µ c n#¯it, #. '?, t : J.l'li, 1 -'n ±. #" : l'ill eu. :..¯'ill"'!." .G c:0" 'J1C:C: 70 relie ce :, r= :; " 1 <5.i.: . ". 1 5 ' 7 9 . un. "utrc C ± " " ' ' i ii> "- ' ' ù- ' ià ? . ? . i > 1 '"* J, "" " î .. Ô " ' ." ' des températures c::trees; on peut remplacer 1. -.-;.ir...1 7C ar une o'ert'.n"c '''.Il :. , t 'd , -: - , ' # 1 refract'-'.ire présentant une ouverture (le .'.ect'n-ei eroite voulue e 1: . l'écoulement des pas.
=, ,, . le mode -'".'executi"n j ± ce ol çfl ï = jj .i: j i 'li il 1 de c'TU.ffap.: l'un ;ic¯ een.stituants du ;.;<",là-.J1;j'c co-.Pusti'le .s.t #i,ifiE,1'.i. er le tube .3"' dens la chambre ç' aei"iis>1.7n .3C ,;-.eur Monter ensuite à travers l'écran perfora 35 dans la nasse de galettes "e.cen- dant ,;¯ r=, j le. chambre 13. Le fluide ; :;i? :J c îia i::F;? l . , divise e é: la nartie ..u'-'ri'.ure de la cbat'itbre 1.3) une partie du fluide <. >;' "i 1'- tent ' 1 ;.= r c t, = r. s ; ..t, par le e 1 s ::1 15 é. ,g' 14' dan::', la eha:"bre 13 tandis que le reste s'écoule a l'extérieur à trevers les fentes 33 p:iL1:e 'é\1";.'C1J.(r par la c mi>n ?, /.. :-.1J±..Jn S µ . L -"ietribution ;la fluide chauffa est c Jù.n= gnc$, $- e - :;-i= un c :; ]¯ag e a¯ ip 1" <7 µ-<ï. ï à 'àLc pa-
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aillons de r'.glo5e 1C ou 70.
Le constituant du n-.. 1 '-v;e corbus- tible qui monte par le ¯iaiJse¯g.e 1.::' se 111(lenge à la partie in- férieure de la, chsfJJ1" lù avec l'autre constituant du 111 Sl,::,n;e combustible qui lui est fourni par une série de lumières in- clinées 73 formant brûleurs et il se produit une combustion
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rapide et intense a la partie inf 'i?1.>ux-e de la masse de galet- tes dans la chambre 12. Les produits gazeux de combustion mon- tent à travers la masse des galette 3 et sortent par la sortie des gaz 17.
Le second constituant du mélange combustible est fourni sous pression aux lumières 72 par les tubes 73 relias
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P, uxi conduit annulaire ccmmun 74 et ;\ un'.. tubulure d'admission 75 commandée: par un robinet ou papillon approprie. Une entrée Cl.'.7.1^ comprime 1L?Xil.i..l'8 70 est relire s. ce conduit annulsire 74 pour fournir une partie de l'oir de combustion nécessaire lorsque l'air a été préchauffé dans la chambre 13 et que l'on désire réduire la température.
Les différents modes de fonctionnement décrits en se référant oux figurés 1 à 3 peuvent s'appliquer aussi bien
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v4c le mode de co-struction modifié des figures 4 et 5. Par exemple on peut fournir de l'air à la. température ambiante et sous pression à la tubulure 3.; et le préchauffer une
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température élevée d'-ns la oh8.lr.bre 12.
Une partie de l' i,1±' 'fortenl811:t ^ '' CLlt être pour des u8^-..L','e,:i GX- térieurs par le conduit 6.' tandis ,i¯ie le reste de cet'air s'écoule vers le haut à traversle passage 14' pour se mélan- ger aux courants de combustible liquide ou gazeux entrant par les.tubes 73 d'où il résulte une combustion à haute tempéra- ture.
Avec les proportions décrites pour le passage 14' et la
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Ch,-111br8 13 et cvec un réglage approprié des vannes ou papillons asxxxxNXKX 18 et bzz il s'écoulera à peu près Lui ,u,;#t du constituant T)I'cl1'uff! provenant de la chambre 13, dans le passade 14' dans les conditions normales de fonctionnement
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ch"mbre et 1- passade.
Ideff'-t de <; ..> iJ.i .. ' l, 1 1.; ;: t, 1 >ce i cyclique 1 d c ; .l; e ;.;.j:..],im ; t ;i.:? .:: ,c produit la mise en marche 1 c o:.;i#:. décrit ci- dessus de manière a maintenir une température du même 0 l\J.r(; .¯ i>¯ celle décrite <: r>"i..ti: #...". z <>,i< ;i: . < r;i pour le c ;1 lL > j ; .m . i .1; 1 ± de s l 11 ;: . "±- fatge.
On a représente aux fim. lj a des .ù.lÉ3i>.J =;?i-#,ii.E de chauffage .%=i caillou: du type g[nJ:m;-.l 1.éjii r<..;"'iià:5c>1à=1 1:11=; figures < t ¯j ris c1estil1(38 à dos applications industrielles particulières. Dat-s le ;3jr,;1;]<G;e de 1î- iïjj.ï , le di3i)03H,if de c'''i..r!"a'"c '\ ej,=jj,i,si¯rj est /lc.J.tfl..l. ii :Q...:¯<x-.n:",x de l','..ir haute t i ix jz, .. < ,, a t u - >- <= µ¯ un four industriel nocessitant une at''"03phere , , ,, rn .. ,i t r. g..t r <., j ,' j, ..;., , , j< 'lev'"c r 1; c J r u , un four tunnel c ,j ...l i =[i=, iJ¯ SG du type. utilise pour le placage 0.C.,3 cerr'-'.pues à liiir" ,"O.; L.J5 C.
Ju.3:.u'- ¯.r J s i: nl , cette Jj-. ':< x.t i. >i. z 1.#i li< é. l, <-ùier :# -1 1: t, exécutée ;¯ .,i faisant passer dans le c Ò ','.ùJ' un ill f¯ 1 i'îl 'J c ;'1o.u5.t,) do 1': C Oi l- .,i ¯ 1., i¯ r- ¯i à haute température avec une ;;u x.nt 1.t <1 d. ' .. i- i< ;, ;.i'fl± 1 j :;n .l pour rendre l'atmosphère du four oxydante la température /'.1- .zii<oc.
Ce procédé de i#1.a.gae n'est pas entièrement satisfai- sant en raiso. de l'effet nu.l.,#i,1;J.c: de certain > :;.t,'1.",u..T<t.3 des produits de eo;",)u3tio-'.1 .t,e?..> ,:ju.e 1.<> :iJ' ±è .-iLli' la Ur Or a ..i, = : î e.:.:i ." .t, utilise é < L/ fours moufle et des fo'jrs cha'.f- f.--,'e 'Icetriq.ue; ".-ais leur j:o-.J.Cti0 -ïl.C[1t .i ' c ..> .1 p.-, s econa-iipue. i, j: , ; #; 1 ,J . :;. 'i i# 1 : >-wr .r; at 1 .? ii permet de fourni "''''une E ce" iil. ùi É i' .. l ? . i 't 1 ??Ll de 1': il' L, une ton:;ératul'e-J-cv6e e ui?. i- f ? 1#" ' > ii É>1 - qu'il soit souilla par des produits de combustion.
Conne on le voit en fi".5, on introduit de l'air sous pression et a la température ambiante è:?:11.3 le di spositif ('le chauffage ' cailloux par 18 tu- bulure CC ; il est préchauffe dans la l?1-2<"1.3J'â i-ferieure 13 .-.-. ,-.<i,, . , il se subdivise la partie 3u de cett6 r,.,:-.-, zv iz une fraction de l'-ir ronte p xi le ,,jzi;1:=. J4' pour être brûl''' dans la chambre 1...; et le restant ,:as e Àâr l..........' r-
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lisation 69 pour se rendre dans le four tunnel 80.
La cérami- que se déplace dans le :Cour air des chariots 81 et l'air à haute température se distribue sur toute la longueur du four grâce aux dérivations 82 s'ouvrant à l'extrémité des chambres latérales allongées 83 pour traverser enfin la paroi perforée 84.
L'air est retire du four par -les conduits 35 s'ouvrent dans le four en des points disposes au-delà de 1' extrémité opposée des chambres latérales 83. Avec cette cathode de cuisson, la céramique n'est au contact que d'air propre à haute température, ce qui amène des couleurs de glaçure de la meilleure qualité.
L'air quittent le four est encore à une température relativement élevée et l'efficacité de l'appareil ,se trouve sensiblement accrue par un retour de l'air du four dans la cham- bre 13 du dispositif de ..chauffage.
A cet effet, les conduits 85 sont reliés à un conduit 86 abtouissant au ventilateur 87 ser- vant à faire circuler l'air en cycle fermé. Un échangeur de tem- pérature88 est introduit avant creusement dans s la canalisation 86 pour réduire la température de l'air entrant dans le venti- lateur 87.
Cet échangeur de chaleur sert avantageusement au préchauffage du combustible gazeux dans le tube 75. Le con- duit de décharge 89 sortant du ventilateur 87 aboutit à une chambre d'admission de fluide 90 en un point de la hauteur.de 1 a chambre 13, de préférence à.
un niveau pour lequel les ga- lettes dans la chambre 13 ont au moins la môme température que l'air remis en circulation de telle sorte que les galettes sont ramenées à la température inférieure désirée avant de quitter la chambre 13, tandis que l'air -remis en circulation est amené à la température supérieure désirée avant de quitter la. chambre 13.
Avec de mode de construction, et cette disposition des or- ganes, on peut, en faisait circuler une quantité peu près constante d'air dans le four tunnel, faire correspondre¯la quantité d'air à basse tempe rature fourniepar la tubulure39
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.1.. le .i: .¯,u :..i.:.'> i .l nécessaire a 1s. l o;.i"#, i¯i ;; .t, i, r ...< d.,'.n:; J cha;-bre :i 1-,i plus la quantité correspondant aux pertes f? .;.5.17 ;fl.ai.i,j 5.u- .;3r,s- t2.;1C. Le .qi ,i;o;>j:1,ii;? r?prdsent-' présente un rendement tbermi.ue total ;., j¯ ;=;,r et as .:l1J..1" la.d'iasure de c: 5 ; . cerc-ri,ue i ..l ,;n .j 1 con- ditio'ns ?- r; veilleur'?.'..
I'ap.;areil représenté aux fij. 7 =.< ? r:'.'Yi"Cl2 2 ", " 1- E"Î.L??'t, il ? i? ''"'1'' :.u'.".c i: 1:. un :t <J : ..; ? :l ., .q¯u .; .t J." 5..- 1 K o " G i 1; 1 f: : :. i. i, ai i .> a:'1" - .> ;i .;i. - l -' rc- -"uctr'''cc a " - z ,j; . ' .1,, tGi'.:6r?.turc tl .(j' ' r ' - " :? ï L '= '3 ' l'> ' 'a î ?, fl, l, ïJ "D ',11' 1 recuit 1.¯ 1' 't t (le ";.'rill..irb de :r'euillG.3 de cuivre. Le ch#>i,i'éfl:.ôôlà< cail- loux t T 1 àl É S ±lù Ù' cjt, dai sou G-.iG:".blc, ' " de la =<ij.# j 0-li ce ',:U8 l'on introduit un combustible gazeux par le tubulure 33 et qu'on le chauffe à une température comprise
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dans la gamme des températures de craquage comme décrit cidessus.
La partie des gaz température élevés quittant la
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chambre 13 par la tubulure C- passe par l''j fo -1"1.3 C-:0 C'<'." q= - ,, ., -7 ..., r Jz ; <=on c ;. ; <: .i .y ' i? :1, o ' ;1¯ <¯u 1 2 .? . Chaque four 1 3 comporte. dn ii .;,;i i.t de fonô. fi:.:c C4 :...i; ,un .a.nt .S'J-ji i.î'i<..àz" amovible 83, i. c ; ; JoiL;t3 .> i p r :.< ....-. t, r ; i> <".i i#>i ." i . , < .L ± , '?, .. 'à 1. ' ' t< >' .. ' <."" :tanc:'c.3 ',1,'''': , , : .<.. , , de: ..abl ou ...' " . 1 ± .. =1 J ' , La prrtic u-- oipertc .;.. i>: tuj.urc i ..", ' r <a; 1- -> .a 1 '> ' " 1 - "' LJ "" ..".i' ' . i si: .t .l. L i w , 1< .. ? l. <. i ;D .->" dcj d6riva''cion.. ....- '> 1 ccr..i-ncc.. par rq , v..ns;a la n gj;u¯ a J, ;1¯ . D a' w 1 J . d'al-t--.Cj .1 ' -1' C7 et 1."±.
1. canalisation (le retour 101 po'-r CS. En 3ai;m.éc Lc ..ert r j . i rj.. la -iuantité de a:. dans la canaliaati-n de " Ù "> 'l .. ' <z;..:; ei< le voit - fij. <.> .".. C1F i.Uê; four comporte une pla- que ,::i.si,i.c.i:.: ir? 103 .ur laquelle on place uno C' "lD" de feuilles de cuivre 1.<:;i , cc qui peut E2 faire " 1 ..""-'"" '""."' ?" "-'"" '?" u- -'ri'ur ... fourG ; j¯ ,¯iJ de. cachet.. l. r.: .ù, ' ;. #L< = = ?- u .-j et G- introdui- ront la charvc. ;:. : ' :l i :1.,".#: n.i . ::i:il É i. i i 1:. ;- .5 'i à.. ;N .> C " ... ,;.Cj,1 j sapo.'ji- tion de fo:ctionn';;r.'.ent, > < : . : . " , ,uoi on ..-1i"= C. ' ' =.>--i J ,i #; i i ô z< d-i.
."'our ,..",r-1- i > ,- ;...: j .; j z ; "''un ,j" >, j de qan z #., i .i;, i¯.:. r.? j :<. xn une canali-
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sation spéciale d'admission 107 s'ouvrant dans la dérivation d'entrée 99. Le four est ouvert à l'atmosphère pendant cette période par les évents 106. Le gaz réducteur à haute tempé- rature est alors introduit par la canalisation d'admission 92, la dérivation 99 et la tubulure d'entrée 97. Le gaz traverse ensuite tout le four et en sort par les canaux 108 ménagés dans les parois pour revenir par les tubulures 98 à la canalisation de retour 101. Une série de fours 93 se trouve reliée aux ca- nalisations 92 et 101 pour fonctionner périodiquement et pro- voquer une demande continue de calories provenant du disposi- tif de chauffage à cailloux.
La chaleur sensible des gaz.-réducteurs dans la cana- lisation de retour 101 est utilisée en partie pour le préchauf- fage de l'air de combustion dans l'échangeur de chaleur 110, l'air préchauffé étant introduit à la partie inférieure de la chambre 12. Les gaz réducteurs quittant l'échangeur de chaleur 110 aboutissent à une ventilation de circulation 87 et sont déchargés par le conduit 89 commandé par vanne qui les amène à la tubulure d'entrée 90 débouchant en un point de la hauteur de la chambre 13 comme dans le cas de 1' air circulant en cir- cuit fermé sur la figure 6. L' effic¯acité thermique de l'ap- pareil est ainsi maintenue à une valeur élevée et la @quantité de gaz combustible admise par la tubulure 39 est réduite au minimum.
Le recuit des feuilles de cuivredans une atmosphère réductrice à peu près pure et à haute température réduit la décoloration des feuilles et permet une simplification du four de recuit au point de vue fonctionnement et construction:
Alors que dans les modes d'exécution des figures 1 à 5, le constituant du méL ange combustible préchauffé dans la chambre inférieure est subdivisé en deux fractions dont l'une alimente directement la combustion Sans la chambre supérieure
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ou dans une chambre de combustion communiquant avec celle-ci tandis que le reste de ce constituant est retiré pour d'au- tres applications telles que celles prévues dans le cas des figures 6 à 9,
la présente Invention couvre également l'idée d'utiliser tout ou partie du constituant préchauffé du mélange combustible pour des applications à haute température) après quoi les gaz à haute température produits par le mélange de ce constituant de mélange combustible avec l'autre élément du mélange combustible, de tanière à brûler ledit mélange) sont utilisés dans un four de traitement spécial ou dans une chambre de combustion communiquant avec la chambre supérieure de manière à chauffer les matières transporteuses de calories dsn s la chambre supérieure à la tempé rature voulue.
On a représenté en figure 10 une installation de ce genre où le dispositif de chauffage par cailloux du type général des fig. 1 à 3 est destiné à fournir tout le consti- tuant du mélange canbustible à haute température provenant de la tubulure de sortie 43 à un brûleur à combustible fluide 120 disposé dans un creuset de fusion 121. Comme on le voit, l'air est préchauffé dans la chambre inférieure 13 du dispositif de chauffage par cailloux et l'on fournit un combustible liquide ou gazeux au brûleur 120 par une canalisation d'amenée 123.
On maintient des températures extrêmement élevées dans le creuset dans ces conditions et les gaz de chauffage engendrés sortent par la tubulure de sortie 124 reliée à une chambre annulaire 126 entourant la partie inférieure de la chambre supérieure 12 et s'ouvrant dans celle-ci. Les gaz de chauffage montent ensuite à travers la masse des galettes jusqu'à la sortie des gaz 117 comme déjà décrit.