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Perfectionnements aux fours à coke et aux fours analogues.
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des caruxde:;ohage;'pr .sôparës,''oe..qui:per- des Cârla.f:.{,;...èftss4P.caq . per- ; met de régler la répartition du gaz entre les différents, car- neaux à l'aide 'organes extérieurs aux fours.
Ces fours sont connus soit sous le nom de "fours à . 'brûleurs individuels",soit sous le nom de "fours underjet",
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expression qui rappelle le fait que ces fours sont construits sur une plate-forme sous laquelle est ménagée une grande sal- .le dans laquelle se trouvent les organes de distribution de gaz.
La répartition du gaz dans les divers carneaux se fait ainsi'sur gaz froid à l'aide d'organes tels que des diaphragmes pouvant être exactement calibrés: la répartition obtenue est stable, c'est-à-dire qu'elle ne dépendra ni de l'allure des fours ni du pouvoir calorifique ou de la densi- té plus ou moins élevée du gaz employé au chauffage.
Les avantages des fours de ce. type au point de vue régularité de marche'-et éoonomie calorifique, ont amené à rechercher la possibilité d'appliquer le même principe dans le cas de chauffage au gaz pauvre de gazogènes ou de hauts- fourneaux:
Mais, lorsqu'on utilise le gaz pauvre pour le chauffage des fours, ce gaz doit être réchauffé avant,oombus- tion par récupération sur la.chaleur sensible contenue dans les fumées, La distribution individuelle du gaz pauvre de chauffage aux divers carneaux est d'une réalisation beaucoup plus compliquée que celle du gaz riche: en fait, les diver- ses solutions proposées jusqu'ici ne répondent pas au but recherché et'ne permettent pas d'assurer convenablement la distribution du gaz pauvre aux divers carnéaux.
La présente invention concerne un type de four à coke dans lequel la répartition du gaz de chauffage peut être correctement assurée aussi bien dans'le cas de chauffage au gaz riche que dans le cas de chauffage au gaz pauvre à l'aide d'organes agissant sur gaz froid et placés à l'extérieur du four proprement dit.
A cet effet le canal de répartition à la base des régénérateurs communique avec chacun des divers compartiments de ces régénérateurs par un orifice convergent divergent au-
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quel est associé un injecteur dans lequel on admet une frac- tion de l'air ou du gaz nécessaire à la combustion; les in- jecteurs sont reliés à des tuyauteries permettant d'admettre de l'air, des fumées ou un fluide inerte dans les périodes où le régénérateur correspondant est aux fumées, Les injec- 'teurs 'sont reliés d'autre part à des tuyauteries permettant d'y admettre de l'air ou du gaz pendant les périodes où. le régénérateur est à l'air ou au gaz,' de l'air ou un fluide inerte dans les périodes où le régénérateur est aux fumées.
Les débits relatifs d'air, de gaz ou de fluide inerte admis pendant les diverses périodes sont réglés de manière à main- tenir les divers compartiments des régénérateurs montants à la même pression. Des colonnes d'empilages isolées du reste des régénérateurs sont établies en correspondance avec les divers carneaux et communiquent à leur base avec le canal de la base du régénérateur par un orifice convergent diver- gent associé à un injecteur.
On décrira ci-après un exemple de réalisation d'un four à coke suivant l'invention, en référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une coupe transversale'partielle d'une batterie de fours à coke construite conformément à l'in- vention.
La figure 2 est une coupe longitudinale partielle d'un four suivant un piédroit de chauffage et l'axe d'un ré- générateur.
La figure 3 est un détail à plus grande échelle de la base d'un régénérateur.
Les figures 4 et 5 sont des vues analogues mais pour des modes d'exécution différents de l'invention.
La figure 6 est une coupe partielle de la base d'un régénérateur dans le cas d'une variante.
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Les figures7 et 8 sont des coupes partielles trans- versale et longitudinale d'un four suivant un mode de réali- sation différent de l'invention.
En se reportant aux figures 1 et 2 on voit qu'une batterie de fours se compose d'un certain'nombre de fours 1 séparés par des piédroits 2 dans lesquels sont ménagés divers carneaux de chauffage 3.
Dans le type de four représenté, les divers oar- neaux d'un piédroit sont reliés par leur partie supérieure aux carneaux correspondants du piédroit voisin à l'aide d'un certain nombre de canaux 4 passant au-dessus de la voûte du four, mais l'invention s'applique sans modification à d'au- tres systèmes de four comportant des circuits différents de chauffage.
Sous les fours se trouvent les régénérateurs 5 et 6 qui sont reliés aux carneaux des piédroits par des conduits 7 et 8. Les différents régénérateurs sont séparés par des piédroits 9 et 10. Les piédroits 9 situés sous les piédroits des fours comportent des conduits verticaux 11 servant à amener le gaz riche à la base des carneaux de chauffage. Le piédroit 10 sépare les régénérateurs 6 placés sous les fours, qui servent au réchauffage de l'air, de ceux parcourus par les fumées descendantes.
Les divers régénérateurs 5 et 6 sont divisés par des cloisonsl2 en un certain nombre de compartiments corres- pondant chacun à un carneau de chauffage du ou des piédroits reliés avec ce régénérateur. On pourrait aussi cloisonner le régénérateur en divers compartiments correspondant chacun à un certain nombre de.carneaux sans que cela modifie l'esprit de l'invention.
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A la base des régénérateurs se trouvent les canaux horizontal 13 s'étendant sur toute la longueur du régénéra- teur et communiquant par l'une ,'ou les deux extrémités avec des valves permettant soit de les mettre en communication avec un carneau collecteur de fumée relié à la cheminée pour l'évacuation des fumées, soit d'y admettre de l'air ou du gaz pauvre dans le cas de chauffage au gaz pauvre, l'air. étant admis dans les régénérateurs 6 et le gaz pauvre dans les régénérateurs 5.
Sur la figure II on voit la valve de renversement 14 qui, au moyen de clapets convenables manoeuvrés par l'ap- pareil de renversement, peut relier le canal 13 du régéné- rateur correspondant soit au carneau collecteur de fumées 15 soit au collecteur d'admission de gaz pauvre 16.
Dans le cas de chauffage au gaz riche, tous les ré- générateurs sont utilisés au chauffage de l'air. La valve 14 est alors isolée du collecteur 16 et le clapet 17 mis en relation avec le dispositif de renversement permet d'admet- tre, en période convenable, ,de l'air dans les régénérateurs 5.
Sous les fours se trouve le collecteur 10 servant à amener le gaz riche aux divers carneaux par les tuyauteries 19 et 20 placés à la base des divers conduits 11. Sur les tuyauteries 20 sont placés les organes de réglage, diaphrag- mes ou autres, servant à assurer une répartition correcte du gaz dans les divers carneaux de chauffage. Sur les tuyaute- ries 19 se trouvent des robinets d'arrêt 21 et les organes de renversement 22 manoeuvrés par le dispositif de renverse- ment, de manière à admettre le gaz dans les piédroits corres- pondant ; aux périodes convenables.
Sous les fours se trouvent également deux collec- teurs 25 et 24, le collecteur 23 permettant d'amener aux fours du gaz pauvre, et le collecteur 24 contenant de l'air
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sous une légère pression. Le collecteur 23 est relié par l'intermédiaire des organes d'arrêt 25 et de renversement 26 aux tuyauteries 27. Le collecteur 24 est relié de même par l'intermédiaire d'un organe de renversement 28 à la con- duite 29.
Les canaux horizontaux 13 situés à la base des ré- générateurs communiquent avec les divers compartiments des régénérateurs correspondant au moyen d'orifices convergents divergents 30. En face de chaque orifice se trouve un injec- teur 31 qui pour les régénérateurs 5 communique avec les tuyauteries 27 par l'intermédiaire des tuyauteries 22 .sur lesquelles sont placés des organes de réglage, diaphragmes ou autres 33. Pour les régénérateurs 6, les injecteurs 31 sont reliés avec les tuyauteries 29 par les tuyauteries 34 sur lesquelles sont placés les organes de réglage, diaphrag- mes ou autres 35.
Lorsqu'on chauffe la batterie au gaz pauvre, la plus grande partie du gaz-est admise par le collecteur 16 et les vannes de renversement 14. De même la plus grande partie de l'air est admise par les vannas de renversement réunies aux canaux 13 des régénérateurs 6.
Le complément de gaz pauvre et d'air nécessaire au chauffage est admis par les collecteurs 23 et 24 et les injecteurs 31.
Par suite de la disposition des orifices conver- gents et divergents 30 et des injecteurs 31, la quantité de gaz ou d'air passant du canal horizontal 13 aux divers com- partiments des régénérateurs 5 et 6 variera comme le débit du gaz ou de l'air à la sortie des injecteurs 31. En agis- sant, suivant le cas, sur les organes de réglage 33 et 35 situés à l'extérieur des fours et fonctionnant sur gaz froid, on pourra donc faire modifier à volonté la quantité d'air
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ou de gaz passant dans les divers compartiments des régéné- rateurs 5 ou 6 et par conséquent assurer la répartition dési- rée de l'air et du gaz dans les divers carneaux des piédroits.
Cette répartition sera stable, se maintenant quelles que soient l'allure des fours ou les variations des gaz utilisés.
Les figures III, IV, et V montrent diverses dispo- sitions des injecteurs et des orifices 30, Suivant la figure III, l'injecteur est situé dans l'axe du canal 13 correspon- dant. Dans la figure IV, il est placé contre la paroi du canal 13 et peut même faire corps avec les maçonneries de cette paroi. Suivant la figure V, l'injecteur est ménagé dans le piédroit 9 du régénérateur correspondant.
On pourrait d'ailleurs avoir un certain nombre d'autres dispositions ; il suffit que l'injecteur soit conve- nablement disposé par rapport aux orifices 30.
Au lieu d'admettre du gz et de l'air dans les collecteurs 23 et 24 on pourra y admettre sous une légère pression de l'air, des fumées ou un fluide inerte quelconque.
Les organes de renversement 26 et 28 seront alors agencés de manière, que l'admission de ce fluide se fasse dans les régénérateurs aux fumées, c'est-à-dire reliés au carneau col- lecteur le par les valves de renversement.
Dans ce cas, la disposition des injecteurs et des orifices convergents divergents provoquera l'établissement d'une légère contre-pression à la base des compartiments du régénérateur 5 ou 6 correspondant qui provoquera une dimi- nution de la quantité totale de fumée s'écoulant par cet ori- fice, c'est-à-dire de la quantité d'air et de gaz admise à la base des carneaux en combustion du piédroit correspondant.
En agissant convenablement sur les organes de réglage 33 ou 35, on pourra donc modifier la quantité de combustible et
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d'air admis dans les différents carneaux, le réglage devant, dans ce cas, se faire pour chaque groupe de carneaux asso- ciés au même canal 4.
Suivant la figure VI, les injecteurs 31 pourront être réunis à deux tuyauteries 36 et 37, l'une de ces tuyau- teries servant à l'admission de gaz pauvre s'il s'agit de ré- générateurs à gaz 5 ou d'air s'il s'agit de régénérateurs à air 6; l'autre tuyauterie 37 servant à l'admission d'un flui- de quelconque, air ou fumées: Les organes de renversement des tuyauteries 36 ou 37 seront manoeuvrés de telle manière que la tuyauterie 36 admette du gaz ou de l'air dans les pé- riodes où le régénérateur correspondant sert au réchauffage de l'air ou du gaz, le fluide inerte étant admis dans la tuyauterie 37 pendant la période où le régénérateur corres- pondant est aux fumées.
En agissant simultanément sur les organes de ré- glage 38 et 39 on pourra non seulement assurer la réparti- tion désirée de gaz pauvre et d'air dans les divers compar- timents des régénérateurs et par suite des divers carneaux de chauffage mais également influer sur le régime de pres- sion dans les divers circuits.
On pourra donc par exemple s'arranger pour-que les divers compartiments servant au chauffage du gaz pauvre ou de l'air des régénérateurs 5 ou 6 se trouvent à la même pres- sion ,ou à des pressions extrêmement voisines. Cette égalité de pression aura pour résultat que les inétanchéités éven- tuelles dans les cloisons 12 ne gêneront pas la bonne distri- bution du gaz pauvre et de l'air telle qu'elle est réglée au moyen des organes 38.
Sur les figures VII et VIII on a prévu un mode d'exécution différent dans lequel le réglage n'a pas lieu sur la totalité du fluide admis à la base de chaque carneau, mais seulement sur une fraction de ce fluide. Dans ce cas, on peut
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supprimer diverses cloisons 12.
A chaque conduit7 ou 8 reliant le régénérateur au piédroit du four, est associé un empilage de poteries 40. Ces poteries disposées de manière à constituer un canal étanche, comportent intérieurement un certain nombre de cloi- sonnements assurant une bonne surface d'échange en vue de per- mettre la récupération de la chaleur des fumées et le réchauf- fage du fluide, air ou gaz.
A la partie supérieure, l'empilage des poteries 40 s'engage à l'entrée des conduits 7 ou 8 par une partie lé- gèrement rétrécie 41 de manière que les fluides sortant.de l'empilage des poteries 40 pénètrent dans les conduits 7 ou 8 suivant la direction de ces conduits, avec une certaine vitesse. ,
Au-dessous de chacun des empilages de poteries 40 se trouve un orifice'divergent convergent 30 qui le relie au canal correspondant 13. A chaque orifice 30 est associé un injecteur 31.
En outre, les canaux 13 communiquent avec les régé- nérateurs proprement dits l'extérieur des conduits 40 par une série d'orifices 42.
En agissant convenablement sur la quantité de gaz d'appoint admis dans les divers injecteurs 31 on pourra fai- re varier comme désiré la quantité d'air ou de gaz admis dans les empilages de poteries 40 et, par conséquent, dans les conduits 7 et 8 des divers carneaux. Le mode de liaison entre les poteries 40 et les conduits 7 ou 8 sera tel que la quantité de fluide admis 'par les poteries 40 aura une très légère action d'aspiration sur le fluide passant no'r- malement du régénérateur dans les conduits 7 ou 8. Il suffit d'ailleurs pour le but cherché, qu'une augmentation de la
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quantité de fluide admis par les poteries 40 n'entraîne pas une diminution sensible de la quantité de fluide passant di- rectement du régénérateur au carneau par les conduits 7 ou 8.
Dans ces conditions on aura, comme précédemment, la possibilité de régler la quantité d'air ou de gaz admis dans les divers carneaux du piédroit de chauffage.
REVENDICATIONS.
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1. Fours à coke ou analogues dans lesquels le canal de répartition à la base des régénérateurs communique avec chacun des divers compartiments de ces régénérateurs par un orifice convergent-divergent auquel est associé un injectèur dans lequel on admet une fraction de l'air ou du gaz nécessaire à la combustion.
2. Le régénérateur est cloisonné en un certain nombre de compartiments.
3. Des organes extérieurs au four permettent de régler la quantité d'air ou de gaz admis aux divers'injec- teurs.
4. Les injecteurs sont reliés à des tuyauteries permettant d'admettre de l'air, des fumées ou un fluide iner- te dans les périodes où le régénérateur correspondant est aux fumées.
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