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L'invention @ présent brevet, concerne divers perfectionnements @ des fours à coke compound, à carneaux jumelés, à régénération de chaleur, dans lesquels les régénérateurs s'étendent au-dessous des chambres de carbonisation parallèlement à celles-ci et sur toute leur longueut
Ces perfectionnements ont pour but d'obvier à divers Inconvénients rencontrés dans l'exploitation des fours de ce type construits suivant la technique usuelle, d'améliorer la précision du réglage de la combustion et de réaliser ainsi une économie de chauffage notable.
Avant d'aborder la description des dispositifs qui cons- tituent la réalisation de l'invention il est nécessaire de mettre
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en évidence les inconvénients et les défauts inhérents à la tech- nique usuelle, actuellement du domaine public.
A cet effet, on se reportera aux figures 1 et 2 qui re- présentent schématiquement une batterie de tels fours : la figure 1 étant une coupe par un plan vertical perpendiculaire aux plans médians des chambres de carbonisation et la¯figure 2 une coupe par les plans verticaux décrochés VV'.
Afin de simplifier le langage, dans ce qui suit, on considère les plans horizontaux XX', YY', UU', TT' et l'on désigne par "chapeau" la partie comprise entre les plans X et Y; par "laboratoire" la partie comprise entre les plans Y et 2; par "partie intermédiaire" la partie comprise entre les plans Z et U; et par "régénération" la partie comprise entre les plans U et T.
Leplan TT' représente la "surface d'assise" des fours.
Si l'on considère les fours, chauffés au gaz pauvre, à un instant donné, les chambres de régénérateurs marquées A, G, A', G', A, G, ... etc, comme sur la figure, sont respectivement parcourues : Les chambres A A A par un courant ascendant d'air en cours de chauffage, Les chambres G G G par un courant ascendant de gaz en cours de chauffage, Les chambres A', G', A', G' par un courant descendant de fumées en cours de refroidissement (cédant leur chaleur aux empilages),
La combustion dans les carneaux successifs jumelés s'opère alors comme le montrent les floches F et F' dont on remar- quera, sur la fig.
1, les parties pleines et pointillées tracées, renfermement aux usages, de façon à montrer en traits pleins les parcours visibles et en pointillé les-parcours cachés par les croisons (1) séparant deux carneaux chauffants consécutifs, les- quels carneaux communiquent deux à deux à leur partie supérieure par les passages (2). Dans ce genre de construction chaque paire de carneau (l'un montant, 1*autre descendant) est entièrement sépa-
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rée de la paire voisine par une cloison (3) continue et ne présen.. tant aucune ouverture.
Ainsi qu'on le sait, à l'invention suivante tous les mouvements de gaz se trouvent inversés.
Ces fours sont munis, dans la partie intermédiaire, de canaux (4) (4).. (4') (4') servant à l'alimentation en gaz riche. Dans le cas du fonctionnement au gaz riche les régénérateurs A et G chauffent, l'un et l'autre, l'air de combustion et les ré- générateurs A' et G' sont parcourus par les fumées, l'arrivée de gaz riche se fait par le canaux (4) desservant les carneaux chauf- fants de rangs impairs (à partir de la gauche sur la figure 2).
A l'inversion suivante les mouvement sont inversés et le gaz riche arrive par les canaux (4') aux carneaux de rangs pairs.
Dans certains fours - du type connu sous la dénomina- tion "underjet", c'est-à-dire à alimentation par-dessous - les canaux d'alimentation en gaz riche, tels que (4) et (4'), sont remplacés par des canaux verticaux traversant de bas en haut les murs principaux (9) de séparation des régénérateurs. Cette disposi- tion particulière ne change rien d'essentiel aux observations qui vont suivre.
Les inconvénients, reconnus à l'usage, de la technique élémentaire classique qui vient d'être décrite sont les suivants :
En premier lieu il est bien évident que l'on ne peut se permettre de construire une batterie d'un certain nombre de fours (vingt à vingt cinq par exemple) ayant une longueur de l'or- dre de vingt cinq à trente mètres sans prévoir des joints de dila- tation, surtout si ces fours sont construits en matériaux de silice dont la dilatation totale peut atteindre 1,6 % environ lorsque la température de régime est obtenue.'En fait, grâce à des joints de dilatation, chaque four doit pouvoir prendre sa dilatation sans empiéter sur le domaine du four voisin.
On n'éprouve aucune difficulté pour établir de tels joints dans le chapeau XY, tandis que dans le laboratoire YZ les piédroits se dilatent en épaisseur
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comme des monolithes,aux dépens de la largeur des chambres ; dansla régénération UT les cloisons séparatrices se dilatent en lar- geur chacune pour son compte aux dépens des largeurs des chambres; le problème délicat de l'établissement des joints de dilatation porte donc tout entier sur la partie intermédiaire ZU. Par ailleurs il est visible sur la figure 1 que toute coupure telle que MN ren- contre successivement divers carneaux affectés à la circulation de fluides gazeux différents : air, gaz pauvre ou fumées, éventuelle- ment gaz riche.
Il s'ensuit que tout joint de dilatation ménagé dans la partie intermédiaire pour compenser la dilatation de cha- que four dans le sens transversal (longitudinal de l'ensemble de la batterie) est une cause de fuite, de combustion prématurée, de surchauffes locales et de détériorationdes maçonneries. Au point de vue de l'économie du chauffage on observe, sion une impossibi- lité du réglage individuel dès brûleurs, du moins une difficulté très grande ,du fait que les fuites ont un caractère essentielle- ment irrégulier et individuel d'un brûleur à un autre.
Cette difficulté de réglage se trouve aggravée du fait que les cameaux de chauffage sont strictement jumelés; en réglant un brûleur quelconque -'quel que soit d'ailleurs le mode de réglage adopté - on influe donc nécessairement sur le fonctionnement du brûleur jumeau ; si les corrections de réglage, qui doivent être apportées à un certain brûleur particulièrement défavorisé, sont très importantes, il se peut même que l'on se trouve pratiquement dans l'impossibilité de les corriger complètement, sous peine d'ob- tenir pour le brûleur jumeau un fonctionnement tout à.fait inaccep. table.
L'invention objet du présent brevet obvie à ces incon- vénients par deux moyens ; chacun de ces deux moyens caractérise un aspect de l'invention et peut, à ce titre, être employé séparé- ment, mais il est précisa que la plénitude des effets recherchés n'est obtenue que par la combinaison des moyens en question. e premier de ces moyens consiste dans un tracé particu-
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lier des carneaux et des joints de dilatation aménagés dans la partie intermédiaire, ce tracé étant caractérisé par le fait que les joints verticaux de dilatation ne rencontrent jamais que des carneaux affectés à un même fluide.
Le deuxième moyen consiste à ménager à la partie supé- rieure du laboratoire et pour chaque piédroit un canal faisant com- muniquer entre eux, à leur sommet, tous les carneaux verticaux d'un même piédroit de façon à réaliser un équilibre de pression à ce niveau.
En outre de ces deux caractères essentiels (qu'ils soient considérés individuellement ou en combinaison) l'invention comporte d'autres caractères plus ou moins secondaires qui découlent de la des cription ci-après donnée à titre d'exemple de réalisation de l'invention.
Un four conforme à l'invention est représenté sur les figures 3, 4, 5 et 6.
La figure 3 est une coupe verticale par un plan WV' perpendiculaire au plan médian des chambres..
La figure 4 est une coupe verticale suivant les plans décrochés VV'.
La figure 5 est un agrandissement détaillé du rectangle a, b, c, d, découpé dans la figure 3, et montrant plus spéciale- ment le tracé des joints de dilatation.
La figure 6 est une vue en plan (coupe par le plan ZZ').
Sur les figures 3 et 4 on voit le tracé du canal d'équi- libre (5) ; ce canal est divisé en sections par des registres ver- ticaux (6) lesquels peuvent être mis en place ou retirés suivant que l'on désire mettre en équilibre un nombre plus ou moins grand de couples de carneaux chauffants (7 - 7'). Sur la figure 4 on a représenté un registre d'isolement (6) pour deux couples de car- neaux chauffants ; cettedivision n'a rien d'obligatoire ; on peut par exemple, admettre des groupes d'un petit nombre de carneaux, aux deux extrémités des piédroits et des groupes plus importants
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dans la partie centrale.
Les registres (6) permettent, si on le juge utile, de réaliser une obstruction partielle en utilisant des registres percés d'un orifice calibr.'-. Suivant les nécessités du réglage on disposera d'un jeu de registres présentant des orifi- ces variés et l'on déterminera, expérimentalement, dans chaque cas, les orifices réalisant les meilleurs réglages.
A titre de variante, les registres calibrés (6) peuvent être mis en place et scellés au moment de la construction à con- dition que, par des essais préliminaires effectués sur un type de four identique, l'on connaisse la loi de répartition des orifices.
Ainsi qu'il a été dit, dans l'exposé des principes, le canal d'équilibre (5) doit permettre le réglage individuel, de cha- que carneau chauffant ;à cet effet, l'orifice (8) par lequel le çarneau chauffant (7 - 7') débouche dans le canal d'équilibre (5) est muni d'un registre horizontal mobile (11 - 11') qui permet de créer une perte de charge plus ou moins grande, la communication entre deux carneaux jumeaux (7 - 7') étant par ailleurs librement assurée par l'orifice (2).
Pour comprendre la disposition des carneaux de sous-sole et des joints de dilatation dans la partie intermédiaire, on se reportera aux fig. 5 et 6.
Ainsi qu'on le sait, dans les fours de ce genre, les cloisons qui séparent les chambres de régénérateurs sont habituel- lement de deux sortes : les unes (9) de construction relativement légère séparent entre elles deux chambres telles que A et G ou A' et G' appelées à recevoir l'une de l'air et l'autre du gaz (pauvre) au cours d'une période donnée ; autres (10) sont de construc- tion plus robuste et surtout plus soignée au point de vue de l'étanehéité et séparent deux chambres telles que G et A' ou G' et A, dont l'une reçoit du gaz (ou de l'air) tandis que l'autre reçoit des fumées.
Les cloisons les plus importantes (10) sont placées, suivant l'usage, à l'aplomb des piédroits ; on estime en effet que
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la charge de la superstructure (laboratoire et chapeau) est pres- que exclusivement répercutée sur les piédroits. Dans un four con- forme à l'invention on profite de cette double circonstance (lar- geur des cloisons (10) et emplacement dans l'aplomb du piédroit) pour ménager, à la partie supérieure et dans le prolongement de ces cloisons, une série de canaux verticaux (12 - 12') débouchant alternativement dans les chambres A' et G ou A et G' comme repré- senté sur les figures 5 et 6.
Il est visible sur la figure 5 que les carneaux (12 - 12') ainsi tracés à l'aplomb des murs (10), ne rencontrent pas les joints de dilatation (13 13'); au contraire, les carneaux tels que (14 - 14') (15 - 15') sont rencontrés par eux ; naturel- lement toutes les précautions usuelles doivent être prises pour que les joints se ferment à la mise en route des fours et pour qu' il'ne résulte de cette rencontre aucune fuite importante mais de telles précautions ne peuvent avoir qu'une efficacité limitée; tout inconvénient est cependant évité dans la construction conforme à l'invention. Le caractère essentiel de cette construction consis. te en ce qu'un même joint de dilatation (13 - 13') ne rencontre, sur toute la longueur du piédroit, que des carneaux conduisant le même fluide.
Pour s'en rendre compte on considérera sur les fi- gures 5 et 6 les joints successifs à partir de la gauche. Le pre- mier joint ne rencontre que des carneaux (15) c'est-à-dire des carneaux conduisant du gaz pauvre aux brûleurs ; le deuxième ne rencontre que des carneaux d'air, le troisième et le quatrième que des carneaux de fumée et ainsi de suite. Naturellement à l'in- vention suivante les fonctions des,carneaux (14) sont échangées avec celles des carneaux (14') et celles des carneaux (15) avec celles des carneaux (15'); mais la règle essentielle de non ren- contre avec des carneaux conduisant des fluides différents est maintenue.
On conçoit que, dans ces conditions, une légère fuite provenant de'la fermeture imparfaite d'un joint de dilatation n'occasionne aucune difficulté de réglage et ceci d'autant moins
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que le canal d'équilibre dont il a été question précédemment per- met de désolidariser les réglages individuels des brûleurs.