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L'invention concerne un encadrement de porte ou de gneule refroi- di pour fours Siemens-Martin, composé de deux montants latéraux verticaux creux et d'un sommier horizontal, également creux, disposé sur ces mon- tants, cet encadrement étant parcouru intérieurement par un agent réfrigé- rant à vaporisation partielle.
La vaporisation partielle de l'agent réfrigérant crée des diffi- cultés spéciales car, vu la vitesse d'écoulement, généralement réduite, de cet agent, il existe le risque d'une séparation de la vapeur et de l'eau, d'une formation de zones de vapeur sur les parois du corps réfrigérant et un refroidissement insuffisant de ces endroits, lorsqu'ils sont soumis à l'action de la chaleur. Le sommier de l'encadrement est particulièrement exposé.
Pour éliminer ces difficultés, l'invention propose de diviser le creux du sommier horizontal, à l'aide de chicanes parallèles à l'axe lon- gitudinal de celui-ci, en canaux de refroidissement distincts et de rac- corder le creux des montants latéraux de l'encadrement à ces canaux.
On obtient ainsi:une vitesse d'écoulement élevée dans le sommier car, d'une part la section de passage est réduite par la présence de dé- flecteurs ou chicanes et, dautre part, le volume de l'agent réfrigérant s'augmente de la quantité de vapeur provenant des montants d'encadrement.
Tout démélange est ainsi empêché avec certitude et toutes les parties du sommier sont suffisamment refroidies.
Il est avantageux de prévoir en outre des moyens pour augmenter la vitesse du réfrigérant dans les membrures verticales de l'encadrement.
Ceci peut être réalisé, de façon connue, en réduisant la section de passa- ge des membrures par des corps de garniture ou de remplissage. On peut aussi prévoir à l'intérieur des membrures des chicanes qui déterminent un mouvement naturel du réfrigérant, mouvement qui se superpose à la circula- tion à travers l'encadrement. Cette circulation est de préférence forcée, par exemple produite à l'aide d'une pompe de circulation, qui refoule le réfrigérant du tambour à vapeur vers l'encadrement, et à travers celui-ci, d'où il retourne vers le tambour.
Les membrures de l'encadrement consistent avantageusement en tubes de section quadrangulaire. Chaque membrure peut se composer de plusieurs tubes à section carrée, soudés de manière à constituer une membrure unique.
L'invention sera exposée en détail en se référant aux dessins an- nexés..
La figure 1 représente un encadrement de porte refroidi, Les mem- brures verticales ou montants 1 et 2 de l'encadrement sont réunis à leurs extrémités supérieures par une membrure horizontale ou sommier 3. Le creux du sommiêr 3 est divisé par les chicanes 4 en canaux de refroidissement5.
Le réfrigérant est introduit dans les extrémités inférieures des montants 1 et 2 par les conduites 6. Le mélange eau-vapeur engendré, dans le mon- tant 1 pénètre par l'orifice 7 dans le canal de refroidissement inférieur 5. A l'autre extrémité de ce canal vient s'ajouter le mélange eau-vapeur venant du montant 2. Comme montré dans cette figure, on peut prévoit, au lieu d'un grand orifice 7, plusieurs petits orifices 8, de préférence au voisinage de la paroi, pour éviter des espaces morts. Afin de réduire la section de passage dans les montants, on peut prévoir dans ceux-ci des corps de remplissage. Ainsi, un corps de remplissage 9 est représenté dans le montant 2.
Le mélange eau-vapeur provenant des montants effectue plusieurs parcours aller et retour dans le sommier et est évacué, à partir de l'extré- mité du canal de refroidissement supérieur, à travers un serpentin 10.
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Pour augmenter la vitesse d'écoulement dans les montants 1 et 2 on peut utiliser des chicanes ou déflecteurs, comme montré dans la figure
2. Le montant 1 contient la chicane 11, Celle-ci consiste en un tube à parois minces, dont l'extrémité inférieure est obturée, par une plaque de fonte 12. Au-dessus de cette dernière sont prévus des orifices 13
Le réfrigérant est introduit d'en bas par le tube 6 et est réparti dans toutes les directions par la plaque de fonte 12 de la chicane 11. Il s'élève dans l'intervalle entre les parois de la chicane et celles du montant. L'échauffement intense de la paroi du montant provoque la va- porisation d'urie partie du réfrigérant. A l'extrémité de cet interval- le sont prévus des déflecteurs 14 qui font dévier le mélange eau-vapeur provenant de cet intervalle.
Par suite de cette déviation, une partie de l'eau se sépare brusquement et retourne vers le bas par l'intérieur de la chicane tubulaire 11. Cette eau vient s'incorporer, à travers les orifices 13 en :réfrigérant frais qui pénètre dans l'encadrement. De cette façon, une circulation d'eau naturelle se superpose à la circulation forcée du réfrigérant, dirigée de bas en haut. Ceci augmente la propor- tion d'eau dans le mélange, tout en élevant la vitesse d'écoulement, de sorte que l'effet de refroidissement est notablement amélioré.
La figure 3 montre un exemple d'exécution où le réfrigérant est introduit à travers un tube intérieur 15. Ce tube traverse le sommier . 3 et aboutit à l'extrémité inférieure du montant l, où il se termine par une tuyère 16. Le tube 15-est -enclavé dans la chicane 11 dont l'eg trémité inférieure se rétrécit également à la manière d'une tuyère.
La vitesse de-sortie élevée du réfrigérant de la tuyère 16 produit un éf- fet d'aspiration qui intensifie la circulation naturelle dans le montant
1. Le mélange eau-vapeur engendré afflue dans le sommier 3 par les ori- fices 8.
Dans l'exemple d'exécution selon la figure 4, le creux du sommier
3 est divisé par une cloison 17. Ceci'offre l'avantage que, d'une part, les trajets de refroidissement horizontaux, particulièrement exposés, sont d'une longueur réduite et que, d'autre part, les deux courants de ré- frigérant ne peuvent pas être influencés l'un par l'autre.
Comme montré dans la figure 5 et dans la coupe de la figure 6, qui s'y rapporte,, les faces extérieures des corps de remplissage 9 des montants 1 et 2 peuvent être garnies de lames 18 disposées obliquement et juxtaposées de manière à former une hélice. Ceci imprime un mouvement tourbillonnaire au mélange eau-vapeur qui s'élève dans l'intervalle entre la paroi du montant et le corps de remplissage, empêchant ainsi l'adhé- rence de bulles de vapeur aux parois.
L'exemple d'exécution selon la figure 7 montre une disposition dans'laquelle le sommier est encaissé entre les montants 1 et 2. On réa lise ici également un raccourcissement des parcours de refroidissement horizontaux. On doit évidemment veiller à ce qu'il ne se forme pas de coussins de vapeur dans les extrémités supérieures des montants. A cette fin, on prévoit, pour le passage du mélange des montants vers le sommier, des coudes 19 dont l'embouchure se situe immédiatement sous la paroi d'ob- turation supérieure du montant ; Ici également,le creux du sommier est divisé par des chicanes 4 en canaux de refroidissement 5.
Les chicanes 4 peuvent être remplacées par des corps de garniture. Les exemples de cette dernière disposition sont représentés dans les figures 8 et 9.
La figure 8 est une coupe d'un élément de garniture 20 constitué par'deux cloisons horizontales et deux cloisons verticales. Les cloisons horizontales sont situées à proximité immédiate de la paroi du sommier.
Les cloisons verticales, interposées entre les cloisons horizontales, déter-
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minent plusieurs canaux de refroidissement. Le mélange venant du montant est introduit dans le canal de refroidissement intérieur 21 et quitte ce- lui-ci en s'écoulant par les deux canaux latéraux 22 et ensuite par le ca- nal supérieur 23. Le canal central 24 est obturé à une extrémité, de sorte qu'il ne peut pas être traversé par le réfrigérant. Il peut cependant être inclus dans le circuit lorsqu'on estime opportun, pour une raison quelcon- que, de prévoir un parcours transversal supplémentaire.
Dans la figure 9, le corps de garniture ou de remplissage 20 est constitué par un élément creux, auquel sont attachées des lames 25, qui se placent dans les coins du sommier. Afin d'assurer un contact intime entre les lames 25 et les parois du sommier, il est avantageux de rendre le corps creux central élastique, par exemple en munissant deux de ses parois laté- rales opposées de plis élastiques 26 faisant saillie vers l'intérieur ou vers l'extérieur.
Dans les exemples décrits jus qu'ici on partait d'un encadrement de porte refroidi dont chaque membrure était constituée par un seul tube à section carrée et à parois épaisses. Les exemples des figures 10 et 11 montrent des membrures composées chacune de plusieurs tubes à section car- rée.
,Comme montré dans la figure 10, chaque membrure se compose de deux tubes à section carrée, soudés l'un à l'autre. Le sommier 3 de l'encadre- ment se compose de deux tubes à section carrée 27 et 28. Pour assurer le refroidissement, on prévoit dans chaque tube à section carrée des pièces de garniture 20, de telle façon que chaque paroi chauffée soit longée par un canal de refroidissement, l'espace central étant occupé par un canal borgne 24 servant de corps de garniture et exempt de circulation, comme décrit à propos de l'exemple de la figure 8. Toutefois, ici, le canal borgne 24 n'occupe pas une position centrale, mais longe les cloisons non chauffées 29.
Lorsque chaque membrure de l'encadrement se compose de quatre tu- bes à section carrée, selon la figure Il, on peut renoncer à la division du.creux de la membrure. Ici, les parois des tubes à section carrée non chauffées et tournées les unes vers les autres, remplissent l'office des chicanes dans le sens de la présente Invention, Toujours dans ce dernier cas, la section de passage peut être réduite par des éléments de garniture 20 qui, dans chaque tube, s'appliquent contre les parois non chauffées, de sorte que l'on 'obtient dans chaque tube un canal de refroidissement à sec- tion à peu près rectangulaire.
Dans l'exemple selon les figures 12 et 13, on fait appel à la for- ce centrifuge pour assurer la séparation de l'eau du mélange eau-vapeur engendré dans les tubes verticaux. Le corps de garniture 20 aboutit par son extrémité supérieure à la plaque d'obturation du tube vertical. Le mé- lange eau-vapeur pénètre dans l'élément de garniture par un ajutage tangen- tiel 30. Un tube central 31 amène vers le sommier 3 un mélange eau-vapeur d'où la plus grande partie de l'eau a été séparée par la force centrifuge Cette eau descend dans la pièce de garniture 20 et participe à nouveau à la circulation .
REVENDICATIONS.
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