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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX FOURS CHAUFFES AU GAZ OU SERVANT A LA
PRODUCTION-DE GAZ, PLUS SPECIALEMENT AUX FOURS A COKE.
L'invention est relative à des fours chauffés au gaz ou servant à la production de gaz, plus spécialement aux fours à coke, dans lesquels la répartition réglée, plus spécialement et uniforme, depuis ou-vers un régé- nérateur des gaz chauffants ou de l'air ou des gaz provenant d'un canal ré- partiteur ou collecteur a lieu par plusieurs tuyères qui sont établies trans- versalement par rapport audit canal et qui comportent un étranglement à leur partie médiane. Pour obtenir un débit uniforme des tuyères branchées sur le canal en question, il est nécessaire de faire-varier la résistance à l'écou- lement des tuyères, qui font partie d'une série de tuyères, suivant une loi .déterminée.
Pour obtenir une répartition quantitative convenable du fluide gazeux, pour les deux directions d'écoulement opposées, qui sont nécessaires pour le fonctionnement du régénérateur et malgré les trajets différents sui- vis par ledit fluide, il est connu-de constituer les différentes tuyères, avec étranglement médian, de la rangée de tuyères, en deux pièces qui sont juxtaposées dans la partie étranglée et qui ont des profils différents.
Un défaut particulier de tous les dispositifs connus de ce gen- re réside dans le fait que ces tuyères ne sont pas réglables, de sorte qu'elles doivent être démontéès et remplacées par d'autres quand les conditions de fonctionnement changent. Les méthodes de réglage-connues'par la modification de la section transversale de la tuyère, par exemple par le déplacement trans- versal d'une partie de celle-ci, ne .peuvent pas être envisagées pour la rai- son que chaque réglage, pour l'écoulement dans un'sens, influence obligatoi- rement les conditions d'écoulement dans l'autre sens.
Conformément à l'invention on écarta les inconvénients des dis-
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positifs connus en logeant dans la tuyère au moins un manchon coaxial à la face interne de la tuyère et qui peut être déplacé axialement dans celle-ci de manière telle que la distance entre le bord du manchon, qui est dirigé vers le courant et qui d trouve entre les sections la plus petite et la plus grande de la tuyère, et le débouché correspondant de la tuyère soit ré- glable. En outre on donne, de préférence, à la paroi du manchon une épais- seur réduite et on guide sa face externe par la partie la plus étroite de la paroi de la tuyère.
Le manchon, qui est adjoint à la tuyère selon l'inven- tion, constitue un moyen très simple pour modifier le débit du gaz qui tra- verse la tuyère sans que celle-ci doive être remplacée au cours du fonc- tionnement de ce four . Ce débit diminue à mesure que le bord de réglage du manchon s'approche davantage du débouché de la tuyère. L'effet obtenu repo- se sur une modification de l'étranglement et celui-ci provoque, à son tour, la formation de zones de turbulence ayant des importances différentes dans l'espace compris entre la face externe du manchon et la paroi de la tuyère.
Des essais ont montré que, contrairement aux conditions obtenues par les mé- thodes de réglage connues jusqu'ici, la résistance à l'écoulement, en sens inverse, n'est pas influencée d'une manière appréciable par le déplacement axialdu manchon, cet effet résultant, en substance, des vitesses relative- ment petites auxquelles le fluide gazeux circule dans les fours du genre en question. Un autre avantagé, obtenu par l'objet de l'invention, réside dans le domaine de réglage relativement grand et dans la possibilité d'obtenir une modification précise du débit du gaz.
Comme dans les fours de ce genre on doit prévoir, en général, un réglage de l'écoulement dans les deux sens, on loge ordinairement dans chacun des deux débouchés de la tuyère un manchon tubulaire ce qui permet de régler, d'une manière indépendante et entre des limites écartées, le débit du fluide dans l'un et l'autre sens.
Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, on guide le manchon par une partie cylindrique (tubulaire) de la tuyère, qui est raccordée au débouché, de forme évasée, de celle-ci. Le guidage du manchon dans la tuyère peut se faire de différentes manières appropriées. Dans cha- que cas il est important que le manchon puisse être immobilisé à chacune de ses positions de réglage. En général, un gùidage coulissant simple est suf- fisant mais on peut également prévoir une liaison par filetage avec un pas avec pente prononcée. Avantageusement la liaison entre la tuyère et le man- chon est telle que ce dernier, tout au moins, puisse être remplacé aisément, et à cet effet on doit ménager dans la paroi du canal des ouvertures fermées par des obturateurs appropriés.
L'invention convient tout particulièrement à des tuyères qui sont logées dans un canal horizontal sous le régénérateur. Rien n'empêche de l'appliquer à des tuyères qui sont établies entre des régénérateurs et des carneaux ou en tête de ces carneaux. Le champ d'application principal de l'objet de l'invention sont les fours à chambres horizontales pour la pro- duction du coke.
Les tuyères ainsi que les manchons peuvent être constitués en acier résistant à la chaleur ou en pierre ou porcelaine réfractaire.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe transversale, un four à coke auquel est appliqué l'objet de l' invention .
La fig. 2 montre, en coupe verticale et longitudinale, une par- tie de la batterie du four.'
La fig. 3 montre, à plus grande échelle,et en coupe axiale, une partie d'un canal répartiteur et des régénérateurs branchés sur celui-ci.
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Les fige 4 et 5 montrent, respectivement en coupe axiale et en. plan, une tuyère montée d'une manière amovible.
Pour le four coke avec chambres horizontales, montré sur les fig. 1 à 3, l'amenée des gaz chauds se fait, par exemple, depuis le conduit 1, le canal répartiteur 2 et les régénérateurs 3 branchés sur le canal, jusque dans les carneaux 4. Les gaz de combustion obtenus sont introduits d'une manière qui n'est pas expliquée en détail, depuis les carneaux 4 dans un deu- xième groupe de régénérateurs 5 ces derniers étant reliés, par des ouvertures en forme de tuyères et ménagées dans leur fond, à un canal collecteur 6 (fig. 2) qui est parallèle au canal répartiteur 2 et qui est raccordé à un conduit collecteur 7 aboutissant à une cheminée.
Les deux extrémités des deux canaux 2 et 6 ou celles des autres régénérateurs de la batterie sont reliées, aux deux bouts, par l'intermédiaire de distributeurs 8 et 9 au conduit 1 et au canal 7 afin que l'on obtienne, par exemple après un fonctionnement d'une demi-heure, l'inversion des distributeurs 8 et 9 et la liaison du canal 6 au conduit 1 et celle du canal 2 au conduit 7 pour l'évacuation des fumées. Le canal 6 devient alors le canal répartiteur et le canal 2 le conduit collecteur des gaz brûles. De la même manière, on obtient l'amenée de l'air par un canal répartiteur relié aux régénérateurs. Ce conduit d'amenée d'air peut intervenir,quand on inverse le sens d'écoulement des fluides gazeux, pour l'évacuation des gaz de combustion.
Cette disposition des canaux répartiteurs et collecteurs, leur liaison aux régénérateurs et aux carneaux ainsi que l'in- version des sens d'écoulement des-fluides sont connues.
Par exemple montré on loge dans la paroi supérieure du canal ré- partiteur ou collecteur des tuyères 10 qui peuvent être montées dans cette paroi d'une manière amovible,*par exemple par un joint à baionnette. Sous cha- que tuyère 10 on ménage dans la maçonnerie 11 une ouverture 12 qui peut être fermée par un obturateur ou couvercle 13. Par cette ouverture 12 se fait le remplacement ou l'échange de la tuyère 10 ainsi que son réglage. Les tuyères sont constituées de manière telle que le gaz chauffant ou l'air, fourni par le canal 2, soit réparti uniformément dans tous les régénérateurs branchés sur ce canal. En outre on constitue les tuyères de manière telle que les gaz brûlés soient évacués uniformément par différents régénérateurs branchés sur un ou plusieurs canaux collecteurs 6.
Les fig. 4 et 5 montrent la constitution d'une tuyère 10. Celle- ci a, par exemple, une section transversale circulaire et ses deux extrémités sont évasées en ayant une paroi conique ou curviligne.
La partie étranglée 15 de la tuyère., dont la section transver- sale est donc plus petite que celle du débouchée s'étend sur une longueur x de la tuyère et a la forme d'un cylindre ou d'un tube. Dans cette partie cy- lindrique on loge coaxialement deux manchons 16 et 17 qui sont guidés par la paroi de la tuyère en étant en contact avec la face interne de celle-ci. Les extrémités des manchons 16 et 17, qui se trouvent du coté des débouchés de la tuyère forment des bords de réglage 18. Par le déplacement axial de chaque on peut régler la position de son bord 18 dans le domaine Y,en l'écartant plus ou moins du débouché correspondant 14 ou 19 de la tuyère. Les manchons 16 ét 17 peuvent être immobilisés de différentes manières et les moyens, utilisés à cet effet, ne sont pas montrés sur les dessins.
Quand les man- chons 16 et 17 occupent les positions montrées sur la fig. 4 ils exercent sur le fluide gazeux, qui traverse la tuyère., une influence minimum. Le vo- lume du fluide qui passe la tuyère, en admettant que la vitesse d'écoule- ment reste constante, est par conséquent plus grand. En diminuant l'écarte- ment entre le bord' de réglage du manchon 16 et le débouché 14 le débit du fluide,qui quitte la tuyère dans le sens de là flèche Z, est diminué. En déplaçant le manchon 17 de manière à rapprocher son bord de réglage 18 du débouché 19 de la tuyère, on règle débit du gaz qui pénètre dans la tuyère dans le sens de la flèche 21.
Dans le cas où la tuyère est traversée par le fluide dans un sens seulement ou dans le cas où un réglage de l'écoulement dans une seule direction est nécessaire, il suffit de loger un unique manchon
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dans la tuyère.
La paroi du manchon 16 ou 17 a une épaisseur réduite et son diamètre peut, le cas échéant, augmenter progressivement vers son extrémité arrière 20 qui a donc une forme conique afin que la section transversale la plus grande corresponde à peu près à la section la plus petite de la partie cylindrique de la tuyère. De cette manière on réduit au minimum la formation de tourbillons dans la tuyère, ceux-ci pouvant influencer l'écoulement.; Les nanchons 16 et 17 peuvent également être biseautés, suivant une forme conique effilée et suivant leur face externe du cote de leur bord de réglage 18.
La partie faiblement évasée 21 de l'entrée de la tuyère sert également à influencer la quantité du fluide admis. Au lieu de donner à la section longi- tudinale de la paroi du manchon une forme en losange, comme celle montrée sur la fig. 4, on peut adopter toute autre forme, par exemple une forme trapézoïdale, Il est également possible de donner aux manchons 16 et 17 des formes différentes, de même qu'à celles des deux débouchés d'une même tuyère.
Au lieu de soutenir la tuyère par des saillies 22 on peut prévoir un autre mode de fixation.
Un avantage, obtenu par l'objet de l'invention, réside dans le fait que toutes les tuyères, branchées sur le même canal répartiteur ou collecteur, peuvent avoir la même forme et la même section. Dans certains cas on peut toutefois adopter des tuyères ayant des formes différentes .