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FOUR A CUVE DE HAUTEUR REDUITE.
On sait que dans les fours à cuve utilisés pour la cuisson de certaines matières, chaux par exemple9 cubilots à dolomie, etc.... on consta- te les inconvénients suivants
1 - Pour éviter que les gaz ne s'échappent à une température é- levée, on est obligé de prévoir une grande hauteur de cuve.
2 - Le combustible et la matière à traiter étant chargés dans le four par lits superposés., les gaz de la combustion contiennent toujours une quantité considérable d'oxyde de carbone dûe à la réaction bien connue C02 + C = 2 CO, cette réaction étant provoquée par l'action du combustible à haute température sur l'anhydride carbonique (CO 2) produit par la com- bustion des couches inférieures.
± - Le défournement des matières est souvent difficile et compli- que,
Le présent brevet a pour objet un four à cuve de hauteur rédui- te permettant'de remédier aux inconvénients signalés ci-dessus du fait de la nouveauté d'une part dans sa forme d'exécution et d'autre part dans les moyens mis en oeuvre dont les réalisations et le comportement assurent une marche du four des plus économiques en même temps que l'obtention de pro- duits de qualité,
A cet effet, on sait que "lorsqu'on divise un morceau quelcon- que P présentant une surface extérieure S en x parties géométriquement sem- blables, la surface extérieure totale des nouveaux morceaux augmente comme la racine cubique du nombre de morceaux.
L'augmentation de surface d'un cube de 100 mm divisé en 1000 cu-
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bes de 1 cm de côté sera donc de 10 soit 3 1000f'a
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Il découle donc de cette règle que si dans un four à cuve ou autre, on concasse la matière en morceaux plus petits on augmente considé- rablement la surface extérieure des morceaux, le contact des gaz chauds avec la matière à cuire est beaucoup plus intime et on peut arriver ainsi à dépouiller complètement les gaz de leur chaleur sensible en utilisant des fours beaucoup moins hauts.
Ce dépouillement est encore activé par le fait que les gaz sont également divisés par les petits morceaux des matières en traitement et que par conséquent la transmission de la chaleur se fait encore beaucoup plus rapidement que ne le fait prévoir la règle indiquée ci-dessus.
Il résulte d'expériences que lorsque la matière est divisée en 50 parties, la transmission¯de la chaleur qui théoriquement devrait se fai-
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re dans le rapport de \-y 50 soit 398 se fait dans le rapport de 1 à 10.
Dans ce genre de four de faible hauteur9 c'est-à-dire de hau- teur réduite, 'on évite la présence de CO dans les gaz de la combustion :
1 ) du fait que le four étant de faible hauteur les gaz n'ont à traverser que des couches de combustibles réduites9
2 ) du fait que la réaction C02 + C = 2 CO ne se fait pas ins- tantanément il est possible d'éviter la formation de CO en donnant aux gaz une vitesse plusieurs fois supérieure à la vitesse généralement admise dans les fours ordinaires.
Il va de soi que dans un four de cette construction le tirage d'une cheminée ordinaire est insuffisant pour vaincre la résistance du four.
Il est donc fait usage d'un ventilateur calculé de façon à aspirer les gaz sous une dépression telle que la vitesse soit suffisante pour éviter la for- mation d'oxyde de carbone et que la température des gaz à l'entrée du ven- tilateur ne dépasse pas 100 .
Il importe également que le tirage du ventilateur soit uniformé- ment réparti sur toute la surface utile du four. Pour arriver à ce résultat on peut placer à la partie supérieure une pièce métallique formant diffuseur de tirage de façon à ce que celui-ci se fasse également par quatre9 huit ou seize ouvertures disposées symétriquement, chacune pourvue d'un registre et raccordée à un anneau creux formant une chambre à poussières raccordée elle- même au ventilateur.
Il est également indispensable pour une bonne marche que la ma- tière première et le combustible soient également répartis dans le four en lits bien réguliers et uniformes. On arrive à ce résultat en utilisant un cône de dispersion pourvu au sommet d'une ouverture centrale et sur sa face conique d'orifices ainsi que d'arrêts comme il sera décrit ci-dessous.
Afin de mieux faire ressortir l'exposé ci-dessus les dessins annexés représentent schématiquement à titre explicatif et non limitatif la réalisation de l'objet de l'invention ainsi que la réalisation des moyens mis en oeuvre dans leurs détails d'exécution.
A cet effet la Fig. 1 représente schématiquement une coupe en élévation suivant l'axe vertical d'un four à cuve à section utile circulai- re réalisé conformément à l'invention.
La Fg. 2 représente la vue en plan à plus grande échelle d'une coupe suivant II - II Fig. 1 dans le diffuseur de tirage.
La Fg. 3 représente une vue analogue à celle de la Fg. 3 dans une variante d'exécution du diffuseur de tirage.
La Fg. 4 représente la vue en plan à plus grande échelle du cô- ne de dispersion des matières en cours de chargement dans le four à cuve.
La Fg. 5 représente une coupe en élévation suivant V - V Fg. 4.
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La Fg. 6 représente une vue analogue à la vue de la Fg. 4 dans une variante d'exécution et la Fg. 7 une coupe en élévation suivant VII - VII Fg. 6.
La Fg. 8 représente schématiquement une coupe en élévation sui- vant l'axe vertical d'un four à cuve à section utile annulaire.
En se reportant aux Fg. 1, 2, 59 6y 1 représente le four à cuve de section utile circulaire et 2 son revêtement en matériaux réfractaires.
Par 3 est désigné le diffuseur de tirage affectant la forme d'un anneau creux ou tore, voir Fg. 2, comportant des cloisons intérieures radiales 4 formant les chambres 3a' respectivement 3b dans lesquelles débouchent les ouvertures 5a respectivement 5b pratiquées dans la paroi 5 de la périphérie intérieure du diffuseur de tirage 3.
Les chambres 3a et 3b communiquent d'autre part par les ouver- tures 6a respectivement 7b de la paroi de la périphérie extérieure du diffu- seur de tirage 3 avec les conduits extérieurs 6 respectivement 7 se branchant à la tuyauterie 8 raccordée au ventilateur aspirant non représenté.
La Fg. 3 représente une variante constructive de la Fg. 2 en ce sens qu'une deuxième série de quatre compartiments concentriques 13a, 13b, 13c, 13d, séparés par des cloisons 4a intercalées entre la paroi 5 et la paroi de la périphérie intérieure 15 du diffuseur de tirage 3 dans laquelle sont prévues les ouvertures d'entrée des gaz 15a, 15b, 15c, 15d, les ouver- tures 5a, 5b, subsistant dans la paroi 5 pour finalement amener les gaz par 6a et par 7b dans les conduits 6 respectivement 7 raccordés à la tuyauterie 8 comme ci-dessus.
Dans les Fg. 4 et 5 on a représenté par 10, le cône de disper- sion des matières dans le four à cuve. Ce cône de dispersion 10 représenté schématiquement à la Fg. 1 est réalisé par exemple suivant les Fg. 4 et 5 et comporte à cet effet au sommet une ouverture centrale 10a et sur la face conique périphérique des ouvertures lOb dont le bord inférieur comporte un arrêt constitué par une saillie 10c.
Les Fg. 6 et 7 représentent une modalité constructive des Fg. 4 et 5 en ce sens que le cône de dispersion 21 ouvre l'ouverture centrale 21a au sommet, présente sur la face conique deux séries d'ouvertures 21 b avec arrêts 21c disposées les unes au-dessus des autres suivant des planshori- zontaux parallèles mais décalées en sens circonférentiel, dans le but qui sera indiqué dans ce qui suit lors de la description du mode de fonctionne- ment du four à cuve.
La partie inférieure du four à cuve voir Fg. 1 est munie d'une sole fixe 14 surmontée d'un cône 12 ajouré par les ouvertures 12a pour don- ner l'air nécessaire à la combustion. Par 20 est représentée une couronne métallique ajourée ou non ou la matière se refroidit complètement avant d'ê- tre défournée en 19 et enmagasinée dans une trémie 16 pourvue dans sa partie inférieure d'un orifice 17 débouchant au-dessus d'un transporteur 18.
Par 2a sont représentées les colonnes ou montants supportant le four à cuve à partir du sol.
A la Fg. 8 on a représenté dans une variante constructive un four à cuve de section utile annulaire.
Le four proprement dit est représenté par la et par 22 le revê- tement extérieur. 9 est la trémie de chargement et 10d le cône de. réparti- tion des matières supporté par une couronne 10e percée d'ouvertures lOf pour le passage.des gaz. Au centre du four, se trouve une cheminée 22a en matériaux réfractaires dont le conduit central 23 est dirigé par le conduit 24 vers l'aspiration du ventilateur. Par 20a est représentée une couronne métallique ajourée ou non analogue à 12 dans la Fg. 1.
La sole fixe 14a munie d'entrées d'air est surmontée d'un cône 12b formé de barreaux de grille inclinés et en-dessous est disposée;; une so- le tournante 14b entraînée par. une denture 14c à la périphérie de laquelle
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se déversent en 19a les produits retirés de la sole fixe 14a, et d'où ils sont évacués par des raclettes non représentées dans des wagonnets ou autre installation de transport appropriée.
Par 22a sont représentées les colonnes ou montants supportant le four à cuve de section utile annulaire.
Le fonctionnement du four à cuve de section utile circulaire représenté à la Fg. 1 se comprend comme suit :
Les matières déversées par la trémie 9 se répartissent unifor- mément dans le four, grâce au cône de dispersion 10 ou 10a.
Comme la combustion est toujours moins active au centre du four qui présente une résistance plus grande à la marche des gaz qu'aux endroits situés près de la paroi, la présence du diffuseur de tirage 3 per- met d'uniformiser le tirage et la cuisson sur toute la section utile cir- culaire du four à cuve.
L'air de combustion est amené par des ouvertures pratiquées é- ventuellement dans la couronne métallique 20 du four et par les ouvertures 12a du cône 12 surmontant la sole fixe 14. Les produits amenés en 19 tombent dans la trémie 16 et de la sont repris par le transporteur tel que 18.
Dans le four à cuve de section utile annulaire voir Fg. 8 les matières déversées dans la trémie 9 tombent sur le cône de répartition 10a et de la dans la section utile du four la. L'air frais pour la combustion pénètre par les ouvertures de la paroi 20a et à travers les barreaux de grille inclinés 12b. Les produits sont amenés en 19a, de la sole fixe 14a sur la sole tournante 14b d'où par un dispositif de raclettes, ils sont a- cheminés vers des moyens de transport.
Les flèches indiquent les trajectoires de l'air et des gaz vers le conduit central 23 d'évacuation.
Cette disposition du tirage central par 23 permet également - chose paradoxale - de réchauffer des gaz évacués et éviter les condensations de vapeurs d'eau.
11 va de soi que d'autres variantes constructives peuvent être envisagées sans que pour cela on s'écarte du cadre du domaine du présent brevet pouvant se caractériser par ce qui suit REVENDICATIONS.
1 ) Four à cuve de hauteur réduite caractérisé en ce que le four à cuve de section utile circulaire mais qui peut être aussi annulaire est soumis à un tirage dont le taux de dépression est établi de manière que la vitesse acquise par le courant gazeux à travers les lits ou couches des ma- tières enfournées soit capable et suffisante d'une part d'éviter la forma- tion d'oxyde de carbone en même temps que d'autre part obtenir à l'entrée du ventilateur d'aspiration, une température des gaz d'évacuation inférieure à cent degrés Centigrades environ.
2 ) Four à cuve de section utile circulaire suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'en vue d'obtenir un tirage réparti sur toute la surface utile du four à cuve, la partie supérieure de ce dernier, débou- che dans une chambre centrale formée par la périphérie intérieure d'un an- neau-creux en forme,de tore formant diffuseur de tirage et comportant à cet effet dans la paroi de sa périphérie ,intérieure, des ouvertures radiales sy- métriques débouchant dans des compartiments radiaux cloisonnés entre-eux communiquant individuellement par d'autres ouvertures radiales et symétri- ques de leur paroi extérieure avec des conduites d'aspiration symétriquement disposées et reliées à une conduite collectrice raccordée au ventilateur d'.as- piration.
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