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ECHANGEUR :DE C HEf R EN M AC 0 N NER'iE REFAAQ T AIftE ' OU ' REGH1'1FFEUL. t F OUR
INDUSTRIEL OU ANALOGUE--
Dans les installations de récupération et dans les échangeurs de chaleur ou régénérateurs construits en magonnerie réfractaire, dans les fours industriels en réfractaire tels que les fours à moufle, les fours d'émaillage, les fours Siemens-Martin, les fours à coke ou appareils analogues, la.chaleur est transmise aux maonneries réfractaires au moyen de courants de gaz brûlants ou brûlés, partie par rayonnement, partie par convection. A partie de ces ma- çonneries, elle est ensuite restituée aux autres gaz qu'on fait circuler dans le dispositif.Dans tous ces processus, le mode d'écoulement et d'évacuation des courants gazeux est d'importance primordiale.
Cependant, malgré cette con- naissance et en contradiction avec les calculs théoriques d'appareils de cette nature, les appareils employés jusqu'à maintenant ne sont pas construits de telle sorte que, au moins aux endroits essentiels, on évite ou du moins on ré- duise en grande partie les cavitations et ruptures d'écoulement, les réparti- tions de vitesses irrégulières et mal adaptées, un mauvais guidage et des épa- nouissement défavorables du courant dans les changements de directions brusques et les variations brutales de section toujours et nécessairement existants.
En outre, les modes de construction actuellement connus ne sont pas capables de régulariser et rendre inoffensifs lestroubles et tourbillonnements qui, en rè- gle générale, existent déjà dans les courants pénétrant dans l'appareil. Ces dé- régations incidentes à l'écoulement correct réel dans les courants admis dans 1' appareil, sont la cause de difficultés et défauts multiples dans le fonctionne- ment de ces appareils.
Dans les récupérateurs et les échangeurs régénérateurs et dans les fours industriels, en raison de ces dérogations à l'écoulement normal dans les courants admis, il se produit des transmissions de chaleur, d'une part axception- nellement élevées à certains endroits et, d'autre part, mêmes nulles à d'autres endroits par convection forcée et il en résulte des tensions d'échauffement et des surchauffes locales aussi bien que des échauffements insuffisants du matériau réfractaire. Cela a pour conséquence une mauvaise utilisation thermique des maté- riaux réfractaires compromettant pour une part la sécurité de marche de l'instal- lation :cette irrégularité de marche de l'échangeur ne permet plus,'en effet, le
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réglage suffisamment sûr de la longueur de la flamme.
En outre, cela a pour conséquence une résistance nettement amoin- drie des réfractaires, leur destruction prématurée,l'arrêt forcé de certaines zones par la chute de pierres, etc..... ' La température moyenne obtenue pour le vent ou l'air chauffé (gaz pauvre par exemple) reste plus basse que la température désirée, tandis que la tempéra- ture moyenne des gaz évacués conserve encore en général une valeur trop éle- vée.
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SpOOja1amtda::s J fu.us:inë!ust:icieTh t.e1s q.E J. fbJrs à moufles, la formation de zones de tourbillons et de remous trop importantes et trop étendues,de même que la for- mation de zones étales, au voisinage et à la suite des changements de direction ou de section brusques, entraine avec elle la formation de dépôts de cendres et de suies'en ces endroits. Ces dépôts entratnent une diminution de la vitesse d' écoulement le long des parois de réfractaire ou des voûtes provoquant des sur- chauffes, ou aussi bien, le cas échéant; des températures.basses défavorables et finalement une dégradation ou une destruction de l'étanchéité et de la sécu- rité de telles parois et voûtes.
Les inconvénients de ce genre sont diminués par la disposition qui fait l'objet de la présente invention et même dans bien des cas éliminés. L'in- vention prévoit l'emploi de moyens influençant la circulation des courants, moy- ens connus pour une part d'après les lois physiques d'écoulement des fluides, moyens employés individuellement ou en combinaison de position ou de fonction dans les constructions et appareils en matériaux réfractaires transmettant la chaleur, ou près des dits appareils.
Par l'effet de certains des moyens caractéristiques de l'invention, les pertes de pressions sont diminuées, ce qui a pour conséquence une diminution des frais d'exploitation et également des dépenses d'installation. On peut par exemple pour un même débit des appareils, adopter des dimensions plus faibles, donc avoir une meilleure utilisation de l'encombrement et également, de ce fait, des conditions plus favorables permettant, par exemple, la disposition de cham- bres de dépoussiérage efficaces et de chambres de dépôt des cendres dans les ap- pareils.
Grâce à l'application de l'invention'on a de même maintenant la pos- sibilité de contrôler et'régler en quantité et en chaque point la transmission de la chaleur en modifiant par exemple les quantités de chaleur transmises par con- vection et en diminuant par exemple les quantités de chaleur transmises par rayon- nement .
L'invention est caractérisée par l'emploi de une ou plusieurs instal- lations et par la disposition adoptée pour certaines installations et certains dispositifs destinés à l'amélioration de l'écoulement des courants, spécialement en vue de la suppression des cavitations et ruptures d'écoulement et de l'amélio- ration de la répartition des vitesses d'écoulement sur l'étendue d'une section ou de plusieurs sections de passage et, le cas échéant, en vue de l'égalisation de la répartition des vitesses,'sur une ou plusieurs sections, pour les courants circulant alternativement dans un sens et dans l'autre, ou dans des sections voi- sines traversées en même temps par des courants fluides différents, par exemple courants croisés ou courants transversaux, lesdites installations,.
conformes à l'invention, étant disposées dans des échangeurs de chaleur ou fours ou analogues, ou près de ces appareils, sur le trajet d'écoulement des fluides, et comportant des moyens agissant sur l'écoulement des courants'soit suivant les lois d'écoule- ment des filets fluides, soit suivant les lois de résistance au passage des flui- des, soit par combinaison de un ou plusieurs de ces moyens différents.
Les moyens suivant l'invention agissant suivant les lois d'écoulement des fluides sont par exemple constitués par: une conformation particulière et ra- tionnelle des changements de directions et des ,élargissements de section du cir- cuit,l'arrondissement des parois-intérieures,-par exemple par des rayons de cour- bure qui soient sensiblement égaux ou plus grands que la largeur du conduit exis- tant en amont de l'arrondi, des étranglements par.-exemple dans la chambre de com-
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bustion avec les parties les plus étroites environ au niveau-du commencement de la flamme, par exemple à la sortie des gaz combustibles hors de la buse, étranglements suivis d'élargissements progressifs dans le sens du courant;
des corps ou organes insérés dans le circuit et influençant l'écoulement, dans ou après les déviations et les élargissements de section; un ou plusieurs corps de forme extérieure courbée et de forme intérieure plane disposés le cas échéant en coopération avec une inclinaison de la paroi de manière à for- mer deux conduits partiels dans la z8ne de déviation; des cloisons intermé- diaires, une ou plusieurs de telles cloisons recourbées, constituées par ex- emple en maçonnerie réfractaire;
des aubes de déflexion et de guidage surtout en disposition diagonale dans la branche déviée et ayant le même rayon de cour- bure que la paroi intérieure-de la partie déviée et que les conduits partiels;, de telle sorte que le rayon de courbure soit sensiblement le même ou soit plus grand que la largeur d'entrée du canal partiel ; séparation des forts élar- gissements de section au moyen de corps de guidage ou de cloisons pour consti- tuer deux ou plusieurs diffuseurs partiels, l'angle total d'élargissement de ces diffuseurs partiels allant jusqu'à 10 , ou encore des surfaces de déflexion et de guidage étagées en forme de voiture.
Les moyens agissant suivant les lois de résistance à l'écoulement des fluides sont, suivant l'invention, constitués par exemple pars dès grilles fixes, des grilles multiples, des plaques perforées, des plaques à fentes ou analogues ; des grilles droites étroites avec tête arrondie pointue ou tronquée, des grilles droites coudées à angle ou courbées en arc et disposées de préfé- rence en diagonale; des grilles ayant la même largeur d'entrée et de sortie des canaux de grille et a barreaux serrés; grilles galbées ou courbées avec une lar- geur d'entrée des canaux différente de la largeur de sortie; grilles mobiles, grilles réglables, grilles multiples, plaques perforées ou à fentes ou analo- gues ;
pierres coulissantes munies de fentes ou perforées avec répartition réguliè- re des ouvertures de passage constituées par les fentes ou les trous; au total des grilles fixes ou de position réglable, avec section de traversée réglable, par exemple comportant des éléments de grilles disposés en forme de jalousies ou coulissants; division d'un élargissement de section en plusieurs diffuseurs par- tiels, l'angle total d'élargissement du diffuseur partiel étant supérieur à 10 , parois de déflexion et de détournement de direction du courant.
Les moyens agissant en combinaison, suivant l'invention, sont par exemple constitués par : organes disposés les uns derrière les autres dans le sens du courant, moyens répondant aux lois de .la,; ;résistance au passage, tels que par exemple grilles et surfaces de guidage ou cloisons, moyens répondant aux lois de l'écoulement des filets fluides avec, derrière eux, des moyens ré- pondant aux lois de la résistance au passage, tels que par exemple des surfaces de guidage avec des grilles ou encore, par exemple, des cloisons de guidage avec des grilles, des combinaisons de grilles et, ou, des surfaces de guidage etou, des arrondis par exemple dans l'enveloppe de la chambre des registres de réglage ou sur cette enveloppe ;
des associations fonctionnelles ou spatiales et des com- binaisons de moyens répondant aux lois d'écoulement; des corps'de guidage ou des cloisons avec ou sans ouvertures de passage et avec ou sans courbures, disposées en association fonctionnelle ou spatiale avec des surfaces de guidage et de pré- férence des surfaces étagées en voilure; combinaisons de plusieurs moyens répon- dant aux lois de résistance au passage ; corps de guidage ou cloisons en as- sociation fonctionnelle et spatiale et en combinaison avec des grilles, combinai- son de plusieurs moyens répondant aux lois d'écoulement des fluides, par exemple disposition en parallèle ou en série de plusieurs jeux de surfacesde guidage éta- gées en voilure ou d'un jeu de telles surfaces avec un jeu d'aubes de déviation de direction ou inversement.
Des exemples d'application de l'invention au moyen d'organes ou élé- ments particuliers sont décrits ci-après à l'aide de dessins joints dans lesquels: - Fig. 1 à 12 représentent des'moyens influençant le courant et ré- pondant aux lois d'écoulement des fluides.
- Fig. 13 à 20 représentent des moyens-répondant aux lois de la ré-
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sistance au; passage. - - - - Fig. 21 à 33 sont des exemples de dispositions de tels moyens et de combinaisons de, ces moyens dans les appareils. '-
Les figures 1 et 3 représentent une déviation de direction à 180 du courant arrivant suivant la flèche I,dans laquelle.le conduit de passage.,
2 est .forme' .par un' mur extérieur 3 -et un mur intérieur 4. Le mur intérieur 4 comporte à l'endroit de la déviation un arrondi 5, par exemple circulaire.
La largeur du conduit 6 à l'entrée est sensiblement égale à la largeur à la.sortie
7, tandis que la largeur du canal-dans la déviation 8. est au moins égale au 9/la (fig. 1) et au plus égale à une fois et demie (fige 2) la largeur du canal
6 et 7. Avec de 'telles proportions, on obtient une déviation suffisamment exemp- te de tourbillonnements dans un élément de construction semblable à celui-ci qui est utilisable dans les différents appareils en divers points.et dans diverses combinaisons d'agencements. Le rayon de courbure de l'arrondi 5 doit pour cela être sensiblement égal à la largeur du canal 7. Pour le reste on peut disposer dans le mur intérieur 4 des canaux de récupération à peu près perpendiculaires au plan de la figure.
La figé 3 représente une déviation de 90 . Le courant arrive suivant la flèche 9 et est guidé dans le canal 12 formé par les maçonneries intérieures' et extérieures 10 et 11. La zone de l'angle du coude est coupée en biseau et, à cet endroit, la section de passage est divisée en deux canaux 15 et 16 au moyen d'un corps de guidage 14, constitué par exemple par une pierre. Le corps 14 peut présenter des formes variées mais il a de préférence une forme plane vers l'in- térieur et courbée sur sa face extérieure. Cet élément,' qui convient aussi bien pour des angles de déviation autres que 90 , peut également être utilisé de même que,les éléments décrits ci-après, dans les divers appareils et combinaisons d' agencement.
Les phénomènes de cavitation ne sont pas ici complètement supprimés, mais sont cependant nettement moins importants qu'en l'absence du corps de gui- dage 14.
Dans la déviation à angle droit représentée sur la fig. 4, pour le canal 19 formé entre les murs intérieur et extérieur 17 et 18, les angles inté- rieur 20 et extérieur 21 sont tous les deux pourvus d'arrondis. Cette disposi- tion convient spécialement lorsque le courant 22 arrive avec un diagramme de ré- partition des vitesses 23 uniformément réparti sur la surface de la section d' -.entrée). Dans la z8ne de la déviation, un corps 24 est disposé dont la forme cor- respond aux arrondis 20 et 21 et est placé de préférence plus près de 1-'angle intérieur 20. Un tel corps de guidage peut être constitué par des briques réfrac- taires en forme de voûte 25.
Il est avantageux que la distance entre l'angle in- térieur et le corps de guidage 24 diminue progressivement dans le sens d'écoule- ment du courant.
Dans le cas d'une déviation suivant la figé 5 dans laquelle les maçonneries 26.et 27 forment le canal 28, on a disposé, en vue de réaliser une - déviation sans tourbillonnements, une grille de déviation 32 entre les deux angles ir - térieur 30 et extérieur 31 de préférence arrondis. Lorsque le courant entrant
29 est régulier et sans tourbillon, le rayon de l'arrondi intérieur de chaque canal partiel doit être sensiblement égal à la largeur d'entrée dudit canal par- tiel. Dans le cas de courants 29 fortement troublés, ce rayon doit par contre être nettement plus grand que cette largeur de canal.
La fig. 6 montre., pour le courant arrivant 33, un élargissement brus- que de section suivant les parois de maçonnerie 34 et.35. Dans ce cas pour réali- ser un élargissement régulier, et le cas échéant également pour aider à la dévi- ation du courant, on a disposé des surfaces de guidage étagées en voiture 36, en briques dans la zône de l'angle de déviation des parois 34, 35; une disposition analogue étant adoptée symétriquement par rapport aux-axe s 37 ou 38.
Tandis que pour les éléments suivant les fige 1 à 5 19 écoulement du courant est indifférent du sens de passage du fluide,dans' la fig. 6 et quel- ques autres figures suivantes l'écoulement est plus favorable dans une direction que dans le sens opposé, de sorte qu'il y a lieu d'apporter une attention'parti-
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culière à la disposition des organes de guidage. Pratiquement cepéndant 1' exemple de la figure 6 et quelques=,,uns des exemples suivants conviennent pour des courants alternes dans des directions opposées, car ces dispositifs sont spécialement efficaces dans l'une des directions et que cette direction reste constamment la plus importante en cours de marche de l'installation pour la transmission de la chaleur.
Dans la fig. 7 est représenté un élargissement brusque de section entre les parois 39 et 40. Dans le passage 41 est disposé un jeu de surfaces de guidage étagées en voilure 42 qui sont ici en tôle ou en fonte. Grâce à cela, le problème d'effet de diffuseur entrant en jeu dans le sens d'écoulement' 43 du courant et le problème d'effet de buse entrant en jeu dans le sens opposé 44 sont résolus l'un et l'autre du fait qu'aucun tourbillonnement ne se pro- duit et que,même avec un courant entrant 43 à répartition défectueuse, on obtient une répartition régulière des vitesses dans la section élargie.
Cette disposition peut être reproduite symétriquement par rapport au mur 40, natu- rellement avec suppression de ce mur 40. Dans le cas d'un courant entrant de régime troublé., il est supposé que les perturbations se trouvent réparties à peu près uniformément sur toute la largeur du courant.
Les élargissements brusques de section dissymétriques représentés sur la fige 8 et fournis par les murs 45 et 46 sont traités au moyen de, par exemple, deux jeux 47, 48 de surfaces étagées en voilure qui règlent le problè- me de diffusion pour le sens d'écoulement 49 et apportent encore une solution suffisante au problème d'effet de buse pour le cas de courant opposé 50.
Dans le cas d'une forte dissymétrie d'un tel diffuseur, il est avantageux de dis- poser du côté de l'élargissement le plus important un plus'grand nombre de sur- faces de guidage que sur l'autre côté. La disposition de la fig. 8 peut également être reproduite symétriquement suivant la disposition de la moitié supérieure ou inférieure du dessin.
La fig. 9 montre une canalisation principale 51 comportant une section latérale d'arrivée de courant 52 et une.autre section latérale d'arrivée 53. Pour réaliser une introduction correcte du courant 54 on dispose près de l'arrivée 52 un jeu 55 de surfaces de guidage étagées en voilure et espacées convenablement et qui pénètre par exemple jusque dans la section de passage 56 de la conduite 51.
En outre, on peut disposer dans la section d'arrivée du courant une grille d'étran- glement mobile 57.
Dans la section d'arrivée 53 de la conduite 58, à peu près à l'aplomb vertical de l'arrivée 52, on dispose pour faciliter l'entrée du courant, un jeu 60 de sur- faces de guidage étagées en voilure, de telle sorte qu'il ne pénètre que peu ou pas dans la section de passage 56 de la conduite 51. Cette disposition a pour effet de faciliter une déviation sans tourbillons et une entrée des courants 54, 59 dans la conduite 51, En cas de courant de sens opposé 61 dans la conduite 51, les surfaces de guidage 60 et 55 ne gênent aucunement le passage du courant ou du moins dans une mesure insignifiante.
La fig. 10 montre une section de canal 63 formée par la maçonnerie 62, la section de passage étant déviée à angle droit par exemple, et avec une augmentation de section considérable 64. De tels problèmes sont particulièrement difficiles à résoudre du point de vue de la technique d'écoulement des fluides surtout lorsque l'arrivée de courant 65 a lieu avec une répartition irrégulière des vitesses, par exemple suivant le diagramme représenté en 66.
Ce problème est résolu par la disposition d'une tôle déflectrice ou d'un corps de guidage 67 avec, en coopération spatiale, des surfaces de guidages étagées en voilure 68, de sorte que par la déviation de direction du courant, il s'établisse pratiquement une ré- partition suffisamment régulière des vitesses sur l'étendue élargie 64, à peu près suivant le diagramme représenté en 69.
La fig. 11 montre une disposition courante'pour courant entrant et contre courant avec une conduite 70 présentant un élargissement sur un de ses côtés, le cas échéant avec des entrées de courant latérales inclinées 71, 72.
Le réglage de l'écoulement suivant les flèches s'effectue au moyen d'une tôle déflectrice 73 qui peut être arrondie à son extrémité inférieure et au moyen
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d'un jeu 74 de surfaces de guidage étagées en voilure et espacées pour coc- pérer avec la tôle. La section d'arrivée du courant 72 peut en outre compor- ter une grille d'étranglement réglable 75.
De telles grilles réglables peu- vent du reste être employées tout particulièrement suivant l'invention.pour assurer le réglage du débit de passage.. -
Suivant la fig. 12, une augmentation brusque de section est for- mée par la maçonnerie 76, pour le courant arrivant 77. La régulation de l'é- coulement est obtenue parce qu'on dépose de chaque côté à l1extrémité du canal d'entrée, mais déjà dans la zone élargie et de préférence en position symétri- que, deux jeux 79, 80 de surfaces de guidage étagées en voilure. Entre ces deux jeux, est disposée une tôle de guidage 81 légèrement recourbée et le cas échéant perforée ou pourvue de fentes ou de découpages ou encore un corps de guidage de forme correspondante. Cette disposition permet également une cir- culation en sens inverse 82.
Elle permet aussi de régulariser le passage d'un courant entrant très inéga- lement réparti.
Tandis que les exemples décrits jusqu'à maintenant concernent des moyens et des éléments qui agissent sur le courant en vertu des lois d' écoulement des fluides, les exemples des figures 13 à 20 représentent des moy- ens et éléments qui agissent essentiellement pour régulariser le courant, en vertu des lois de résistance au passage et à l'écoulement des fluides dans les conduites. Il est à remarquer à ce propos que chacun des moyens et éléments dé- crits ci-après peut être à volonté et au choix combiné avec les autres, de tel- les combinaisons ne peuvent être représentées pour toutes les conditions et cir- ' constances intervenant dans la pratique, qui présentent des diversités de forme et de caractère suivant le mode de construction et les particularités des appa- reils.
Par un choix et une disposition judicieuse des éléments, il est cependant toujours possible d'améliorer, conformément à l'invention, les conditions d' écoulement des courants de fluide dans les appareils.
Dans la fige 13 est représentée une déviation avec une conduite d' entrée et une conduite de sortie qui sont, par exemple, de même section et dans laquelle pour une direction de courant 83, on a disposé, en position diagonale dans l'angle de déviation entre l'angle intérieur taillé en biseau 84 du mur intérieur 85 et l'angle également en biseau 86 du mur extérieur 87, une grille composée par exemple de pierres ou briques plaques 88 qui laissent entre elles des passages libres ou canaux 89 on peut réaliser des arêtes d'entrée des canaux qui soient arrondies 90, ou algues, ou a pointes arrondies 91 ou encore des an- gles tronqués 92.
Suivant la fig. 14, la chambre formée par la maçonnerie 93 est parta- gée par une cloison de séparation 94, de telle sorte que la déviation du courant se produise en 95 sur 180 . Sensiblement suivant les diagonales entre les extré- mités 96 de la cloison 94 et les angles 97, 98 de la chambre 99, le cas échéant arxondis ou taillés en biseau, on a disposé comme moyens de régularisation du courant et,en travers ouà angle droit avec la direction du courant arrivant, des pierres plates 100, 101 présentant une face frontale plane ou arrondie, ou en pointe arrondie.
Dans la fig. 15, la chambre de déviation 103 formée par la magonne- rie 102, reçoit par exemple des canaux d'arrivée 104 et des canaux de départ 105 disposés parallèlement au dessus des précédents. La somme des sections de passa- ge des canaux d'arrivée 104 est souvent plus petite que la somme des sections de passage des canaux de départ 105. De telles dispositions avec paroi sépara- trice 106, se rencontrent par exemple souvent dans les appareils régénérateurs ou récupérateurs en maçonnerie réfractaire. Dans la chambre de déviation 103, sont disposées, à nouveau en position diagonale, des aubes déflectrices 107 et 108, qui peuvent avoir une forme coudée ou arrondie.
Grâce à une telle disposi- tion les courants d'arrivée 109 et le contre courant 110 sont régularisés suffi- sarment avec peu de tourbillonnement. Celà suppose une charge uniforme et un dé- bit réparti entre tous les canaux 104, 105 dans les deux sens d'écoulement 109,
110.
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Dans la réalisation de la fige 16, la construction correspond dans l'ensemble à celle de la fig. 15. Etant donné que dans ce cas il n' est prévu qu'une seule direction constante d'écoulement 109, il suffit sou- vent d'un jeu de grille 111 disposée en diagonale à la partie supérieure de la chambre de déviation 103.
Les fig-. 17 à 20 représentent un mode de régularisation des cou- rants d'entrée souvent employé dans les installations de régénération et de récupération. De l'air par exemple doit être amené à partir d'un canal 112 dans la direction 113 jusqu'au canal 115 formé par la maçonnerie 114. Dans ce but on dispose à l'entrée du canal 115 une grille réglable coulissante ,suivant la double flèche 116, et en avant de celle-ci une plaque pleine de pierre ou de tôle 118, mobile suivant la double flèche .119. Conformément à la fig. 18,la grille est constituée par une pierre coulissante 120 pourvue d'orifices de passage 121 suivant fige 19 ou d'ouvertures rondes ou analogues suivant fige 20, la grandeur, forme, répartition, espacement de ces fentes et trous étant variable.
Les fig. 21 à 33 représentent diverses possibilités d'application des moyens et éléments suivant l'invention.
Dans la fig. 21, deux courants 123 et 124 doivent être répartis dans les canaux 125 de la masse réfractaire 126 et de telle manière que,autant que possible,les canaux reçoivent un courant de même importance. On rencontre de telles dispositions dans les installations de récupération et de régénéra- tion dans lesquelles la section du courant arrivant est séparée en deux canaux 128, 129 par une cloison de séparation 127,de telle sorte que environ la moi- tié du nombre de canaux soit alimentée par le courant 123 et l'autre moitié par le courant 124. Dans la pratique, on trouve également plusieurs cloisons de séparation.
La maçonnerie présente une marche ou exhaussement 130. Pour la bonne répartition du courant on dispose en dessous de la garniture réfractaire 126, qui peut être constituée par un grillage de pierres, plusieurs jeux 131, 132, 133 de surfaces de guidage étagées en voilure dans le canal 128, et de même dans la partie déca- lée et surélevée 134 du canal 129 on dispose des jeux de surfaces semblables 135, 136.
A l'endroit de la double déviation 137 on dispose également entre l'arête 138 de la cloison de séparation 127 et l'arête supérieure de la marche 130, qui est à peu près au même niveau, un jeu de surfaces de guidage de préférence éta- gées en voilure et qui assurent la déviation du courant sans tourbillonnements
Dans la fig. 22 le courant 141 arrivant par le canal 140 est à ré- partir uniformément ou presque uniformément entre plusieurs canaux verticaux 125 de la garniture réfractaire 126.
La maçonnerie 147 du fond du canal 140 s'élève vers l'extrémité et dans le canal 140 sont disposés des jeux de surfaces de guidage 143, 144, 145, 146, à inter- valles de distance. A peu près au niveau horizontal entre l'arête supérieure de ces surfaces et en dessous des canaux 125 on peut prévoir en plus des grilles d'étranglement ou analogue. Les éléments de ces grilles peuvent par exemple pré- senter un profil rectangulaire 147, en U 148, en cornière 149, plat 150 (grille plate ou plaque perforée) ou un profil courbe 151 ou un profil angulaire 152 ou- vert dans le sens d'écoulement du courant.
Suivant la fig. 23 un gaz composé par exemple de gaz combustible ou gaz de fumées 153 doit traverser une garniture réfractaire, laquelle est par exemple constituée par des blocs de pierre 154 disposés en rangs croisés les uns sur les autres avec des alvéoles pour l'air. La maçonnerie 155 présente en- core un élargissement de section brusque important. Dans ce cas,9. le'problème de diffusion est résolu au moyen d'une pierre de forme 156, laissant ou non un intervalle avec la couche inférieure de blocs de pierre 154 pour former un diffuseur 157. Le courant opposé 158 est par exemple du vent réchauffé.
Dans la fig. 24 la maçonnerie 159 forme une très forte augmentation de section en forme de diffuseur. Il s'agit ici par exemple d'un processus de ré- cupération dans lequel les corps creux disposés les uns sur les autres dans la partie élargie,par exemple des briqués. réfractaires creuses, comportent des ca-
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naux qui les traversent transversalement au plan du dessin. la transmission de chaleur s'opérant à travers les parois des briques creuses. Le courant ar- rivant 162 est distribué entre les canaux verticaux 164 contenus dans les bri- ques 160, au moyen de surfaces de guidage 163 étagées en voilure, disposées à 1.' entrée du diffuseur.
Suivant la fig. 25 des courants de tirage 165 et 166 sont à répar- tir avec plusieurs déviations dans les canaux 167.
Ces canaux 167 peuvent être des raccords d'entrée vers les chambres de combus- tion de fours à coke. On a prévu pour cela près de la garniture réfractaire ho- rizontale 168 et des canaux verticaux 167, une grande chambre 167 servant de chambre de régénération, laquelle est compartimentée par ces cloisons 170, 171.
L'arrivée de courant 165 ou 166 qui débouche perpendiculairement à la conduite d'amenée 172 peut être déviée au moyen de tôles de guidage non représentées.
Dans le canal d'amenée 172 on peut disposer une grille d'étranglement 173, là où un élargissement brutal 174 existe dans le canal 172 et qui forme un diffu- seur pour le courant entrant. Pour une bonne répartition on dispose ou des sur- faces de guidage non représentées.ou encore, comme représentés, des tôles de guidage 175 ou des cloisons, en nombre, longueur et disposition tels que l'élar- gissement 174 soit divisé en plusieurs diffuseurs individuels 176 d'angles d' élargissement plus réduits. Pour le courant de sens opposé, ces diffuseurs cons- tituent évidemment des buses.
Pour obtenir une régularisation supplémentaire on peut disposer derrière ces tôles de guidage 175 une grille d'étranglement, qui a également un effet d'uniformisation de la direction et par exemple consiste en pierres plates ou tôles plates avec plusieurs canaux partiels parralèles, de pré.- férence étroits. La section de passage derrière la grille d'étranglement 178 est habillée de garniture de pierres et forme un régénerateur partiel 179.
Finalement le courant est détourné d'abord de 90 , puis à nouveau de 90 , la section de pas- sage du premier régénérateur partiel 179 s'augmentant pour arriver à la section de passage des régénérateurs partiels 179 se trouvant entre les cloisons de sé- paration 170 et 171. Pour régulariser le courant, les cloisons de guidage 180 connues ne suffisent pas malgré l'amélioration qu'elles apportent.
Il est nécessaire de prendre d'autres moyens conformes à l'invention et en for- me de cloisons 181 telles que représentées. De même la deuxième partie du régé- nérateur 179 qui se trouve entre les cloisons de séparation 170 et 171, est équi- pée à chacune de ses extrémités avec des cloisons de déviation 181 analogues.
A la cloison de séparation 171, on peut prévoir un plan incliné 182 en maçonne- rie ou autre matériau. Les canaux partiels 183 et 184 formés par les cloisons de guidage 180, peuvent avoir une largeur augmentant de l'intérieur vers l'ex- térieur. Par rapport aux modes de constructionusuels, on réalise ainsi des régénéra- teurs beaucoup plus efficaces, ayant des dimensions plus faibles et en même dmps on obtient une meilleure répartition du courant total entre les canaux 167, ce qui a pour conséquence une alimentation plus régulière de la chambre de combus- tion qui leur fait suite et un balayage plus régulier des fours à coke, ce qui donne en fin de compte un coke de qualité plus régulière sur toute la longueur de la chambre de cokéfaction.
On a des pertes plus réduites et des dépenses de consommation plus faibles par unité de poids de coke produit. L'enveloppe 185 peut contenir tous les organes nécessaires au réglage du débit du courant.
Dans la fig. 26 une chambre de répartition 186 est'disposée au des- sous d'un régénérateur ou récupérateur vertical 187 ou appareil analogue dans lequel un dispositif de régularisation, non indispensable dans ce cas, et com- portant des surfaces de guidage ou analogue, est placé dans un carter devant la chambre de répartition. Il est sensiblement prévu devant l'orifice de l'en- trée d'air 188 une grille réglable 189 par exemple en forme de jalousie, l'en- trée étant également réglée au moyen du volet 190.
A l'opposé de l'arrivée du courant d'air 191 est amené par exemple un courant de gaz pauvre ou analogue 192 par la conduite 193, la vanne 194 de sortie étant pré- vue à l'avant du carter 185, pour l'évacuation du courant de sens inverse et con- duisant à la conduite d'évacuation 197. La chambre de répartition 186 est cons- tituée de telle sorte qu'elle distribue également entre toutes les sections de passage du régénérateur 1$7,-un courant 191, 192 relativement uniforme.
Les cloi- sons de séparation 198, 199 dans la chambre de répartition 186 forment par rapport
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au courant entrant 191,192 un diffuseur à élargissement, ,important lorsque la largeur des canaux est prévue constante perpendiculairement au plan de la figure jusqu'au régénérateur, de sorte qu'il est avantageux de diminuer- cette largeur progressivement depuis l'entrée jusqu'au régénérateur 187, en vue d'une réduction aussi importante que possible des élargissements dans le plan de la figure L'extrémité de la cloison de séparation 198, par.exemple en tôle pliée vers' le bas, présente en coopération spatiale un jéu 200 de surfaces de guidage' étagées en voiture, tandis que près de l'arrondi 201 de la cloison séparatri- ce 199 de pierre ou de tôle,
qui est rabattue jusqu'au fond 202 de la maçon- nerie et notamment partiellement recourbée, est di'sposé un autre jeu de sur- faces de guidage 203 réglant l'écoulement et l'épanouissement du courant.
Dans les fig. 27 à 30 sont représentées des variantes de régula- tion des courants entrant et sortant tels qu'ils sont.nécessaires dans les installations des figures 25 et 26 et par exemple avec les fours, tels que fours à coke.
A la maçonnerie 204, qui forme un fort élargissement de section est raccordé la fige 27, au moyen d'anneau d'étanchéité 205 ou analogue le carter 185 de l'organe de réglage. Il porte une trappe mobile 207 par exemple pour l'entrée de l'air. En vue de la régularisation du courant avec réglage de la quantité d'air nécessaire, la section d'entrée est munie d'une grille d' étranglement réglable 209. Pour le cas ou.au lieu d'air on doive utiliser du gaz pauvre 211, on a prévu une entrée disposée par exemple diamétralement op- posée. Cette entrée est munie d'un jeu 212 de surfaces de guidage étagées en voilure pour la déviation du courant. Pendant l'entrée du courant par 208 ou 211, la soupape de sortie 214 mobile dans le sens de la flèche double 213 est fermée.
Lorsqu'on veut réaliser une sortie de courant, le clapet 207 est fermé et la conduite d'arrivée 210 est fermée en un point non visible sur la figure.
La soupape de sortie 214 est alors plus ou moins soulevée. La paroi verticale 216 comporte des surfaces de guidage, par exemple un jeu 217 de surfaces éta- gées en voilure, qui assure une déviation sans tourbillons du courant de sor- tie 215, déjà influencé par les surfaces de guidage 218.
Dans la fig. 28 la position des soupapes et des trappes est diffé- rente. Un jeu de surfaces de guidage 220 est prévu pour le clapet d'entrée d'air 219, jeu disposé légèrement à l'intérieur du carter 185 sans cependant influen- cer pratiquement le contre courant 221 de sens opposé ; unegrille d'étranglement 234, éventuellement réglable est prévue en supplément
Grâce à ces dispositions, le courant entrant 222 est influencé de manière particulièrement favorable, contrairement aux dispositifs habituels d'étranglement avec plaques pleines.
Le courant de gaz 224 arrivant par la conduite 223 est ici favorablement dévié et réparti par les surfaces de guidage 225 placées à l'intérieur de la conduite d'amenée et qui ne s'avancent pas à l'intérieur du carter, mais s'appliquent sans intervalle sur la conduite 223. La soupape de sortie 214 est ici représen- tée ouverte ; peut aussi, bien que non représentée ainsi, être pourvue de moyens de réglage du courant, ce qui cependant dans cette variante diminue sim- plement le tirage nécessaire.
On peut aussi de même manière, spécialement'lors- que ceci intervient à plusieurs points particuliers déterminés d'un circuit de tirage, conformer les soupapes pour un tirage énergique, spécialement celles qui sont les plus éloignées de la cheminée, par exemple de manière à ce que la résis- tance opposée par la soupape soit d'autant plus diminuée que la soupape est plus éloignée de la cheminée, de sorte que toutes les soupapes et tous les organes de réglage de l'ensemble de l'installation aient des débits de même grandeur.
D'après la fig. 29, la déviation correcte du courant d'air entrant 226 est réalisée en ce que la section d'entrée 227, qui peut être fermée par la soupape mobile réglable 228, est pourvue d'une grille d'étranglement 229 éven- tuellement réglable également, à laquelle succède, en fonction de la déviation désirée, un arrondissement progressif 230 du carter 185 à cet endroit.
De même pour le courant de'gaz 231,ou'autre fluide, est prévu un arrondi 232.
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Cet arrondi présente l'avantage de laisser une partie du carter 185 libre de tout dispositif et de permettre ainsi un écoulement sans tourbillon du cou- rant de sortie contrôlé par la soupape de sortie 214.
La forme d'exécution de la fig. 30 montre une trappe pour l'air
219 avec grille d'étranglement 234 dans la section d'arrivée de Pair 235.
L'arrivée de gaz 236 ne présente ici aucun moyen particulier de réglage'du courant. Bien plus, ce réglage est réalisé ici par une simple grille d'étran- glement 237, de préférence double ou multiple, agissant suivant les lois de résistance au passage, ce qui suffit dans la plupart des circonstances.
La soupape de sortie 214 pour le réglage du courant descendant 206 correspond aux modes d'exécution des fig. 28 et 29.
Dans tous les carters des fig. 26 à 30, est prévue une plaque frontale amovi- ble 196, en vue des visites et réparations. Dans le mode dexécution de la sou- pape de sortie des fig. 26 à 30, qui conviennent pour des régénérateurs,récopémateuns et pareils analogues, les carters 185 peuvent être prévus plus petits, car leurs sections de passage sont mieux utilisées avec une meilleure répartition des cou- rants sur les régénérateurs ou autres appareils. Cela entrane l'avantage d'ex- ploitation qu'on obtient une perte par rayonnement moins importante.
Dans la fig. 31, qui correspond à un cas fréquent de fours à moufle par exemple pour émaillage, on a par exemple un courant d'arrivée d'air chaud
239 par la conduite 238 et un courant de gaz de cokéfaction 241 sortant par
240 avec une déviation de 90 , les deux courants arrivant diamétralement dans la section élargie 242 en vue de leur combustion, par exemple pour chauffer un mou- fle par l'extérieur. La maçonnerie 243 forme ensuite une capacité de déviation
244 dans laquelle le courant est dévié de 1800. De telles déviations peuvent ê- tre répétées plusieurs fois.
Dans cette figure 31 on n'a toutefois représenté qu9 une seule déviation à angle droit 245, le courant dévié étant éliminé par un coude 241 de la cloison séparatrice 246 et une cloison droite 247. Dans la cham- bre de déviation 244 est prévu un jeu 248 de surfaces de guidage étagées en voi- lure tandis que dans la chambre 245 est disposée par exemple diagonalement une grille de déviation 250 ou analogue. De cette manière on arrive à régulariser le courant compliqué, un courant dérivé partiel pouvant être en outre prélevé dans la chambre 244 par une ouverture 251 éventuellement ménagée dans la paroi 247 pour être envoyé dans les chambres suivantes non représentées.
Dans l'exemple de la fig. 31, il est préférable d'adopter des moyens agissant d'après les lois d'écoulement des filets fluides, ces moyens dérangeant moins l'expansion des flammes que ceux qui agissent suivant les lois de résistance au passage.
Les fig. 32 et 33 montrent l'emploi de moyens conformes à l'inven- tion dans les chambres de combustion, avec les brûleurs du type en maçonnerie réfractaire.
La chambre de combustion de la fig. 32, délimitée par la maçonnerie
252, contient une buse 254 sur un canal en maçonnerie 255. Dans la chambre 256 entre le canal 255 et le mur extérieur 252 sont posées par exemple des pierres de forme 257 plates et posées sur champ, qui réservent entre elles des canaux partiels 258, de telle sorte qu'on provoque un brassage favorable du courant d'air 260 arrivant par les canaux 259. Il en résulte une combustion des gaz 261, sortant des buses 254, avec une flamme plus longue. Les pierres de forme 257 jou- ant le rôle de surfaces de guidage, peuvent être de hauteurs variées et être également étagées.
Suivant la fig. 33,la paroi extérieure 263 de la chambre de com- bustion 253 est pourvue d'étranglements 264, 265 ou analogues avec parties plus étroites de préférence à peu près à hauteur de la buse 254. Cette dispo- sition procure également une arrivée correcte du courant d'air 260 jusqu'au gaz à brûler 261 et une combustion avec flamme longue, ce qui est en général souhaitable. Le courant en sens opposé 262 est représenté sur la figure en vue d'une représentation plus complète..