<Desc/Clms Page number 1>
L'invention, objet du présent breveta se rapporte aux dispositifs utilisés, dans l'équipement des fours, ou foyers divers, pour régler et contrôler l'évacuation des fumées, notamment dans le cas des fours qui comportent une régénération de la chaleur sensible des fumées, ce qui impose une circulation cyclique des fluides dans certaines parties de ces fours.
L'invention sera décrite dans ce qui suit en se basant, à titre d'exemple, sur les dispositifs utilisés à cette fin dans les fours à coke à régénération. Toutefois, il est bien entendu que cette application n'est nullement exclusive et que les dis- positifs dont le principe est décrit ci-après peuvent être utili-
<Desc/Clms Page number 2>
sés dans toutes installations, tous fours ou foyers les plus di- vers, sans sortir du cadre de l'invention objet du présent brevet
L'application choisie comme exemple de réalisation, pour la description de la présente invention, fait partie de l'équipe- ment des fours à coke à régénération et est souvent connue sous le nom de boîte d'inversion. Cet ensemble a essentiellement pour fonc- tion de faire passer les fumées de la sortie des régénérateurs des fours aux carneaux conduisant à la cheminée.
Il comporte habituel- lement un clapet, simple ou double suivant les cas, grâce auquel on peut à intervalles réguliers et par alternance permettre, ou in- terdire, le passage des fumées dans la dite boite d'inversion pour réaliser le fonctionnement cyclique des régénérateurs.
Dans les installations construites jusqu'à ce jour, la boite d'inversion se présente sous la forme d'un corps cylindrique ou parallélépipédique, dans lequel les fumées rentrent par une tu- bulure horizontale pénétrant dans la paroi latérale du corps et raccordée, d'autre part, à la sortie du régénérateur ; les fumées sortent, après avoir franchi le système d'obturation proprement dit, constitué par le clapet et son siège, par une tubulure verti- cale disposée sous la face inférieure du corps et raccordée au car- neau d'évacuation des fumées. Elles subissent donc un changement de direction d'environ 90 à l'intérieur de la boite. Le ou les clapets sont disposés de manière à venir reposer, en position de fermeture, sur la face horizontale inférieure du corps, au-dessus de la tubulure de sortie pour l'obstruer de façon aussi étanche que possible.
Dans la réalisation de tous les dispositifs de ce genre, on a, jusqu'à ce jour, recherché en priorité une bonne étanchéité du ou des clapets en position de fermeture, mais on a généralement négligé la résistance à l'écoulement du fluide gazeux présentée par l'appareil. Cependant, des progrès accomplis dans la construction des fours à coke viennent modifier l'aspect du problène ; en effet
<Desc/Clms Page number 3>
les dimensions des boites d'inversion doivent rester à peu près constantes pour des raisons d'encombrement et de prix tandis que la capacité des fours tend à devenir de plus en plus grande pour des raisons évidentes de productivité et que la température des fumées tend souvent à devenir plus élevée.
Les débits et les vi- tesses des fumées dans ces dispositifs atteignent alors des va- leurs telles que les pertes de charge qui en résultent peuvent ar- river à limiter le tirage disponible à la sortie des fours, et par conséquent à s'opposer à l'accroissement de production que l'on dé- sirait réaliser.
La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient en donnant au corps de la boite d'inversion, aux clapets qu'il con- tient et à leurs mécanismes de commande des formes et caractéristi- ques telles que la perte de charge se trouve réduite au minimum.
Ce résultat est atteint par la mise en oeuvre, séparément ou en combinaison; des moyens ci-après énumérés qui constituent, tant par leurs caractères individuels que par leurs diverses com- binaisons. la matière mène de l'invention objet du présent brevet.
En premier lieu, le tracé de la boite à clapet est effec- tuée non plus comme précédemment dans le but essentiel de loger un (ou des), clapet (s) étanche (s), mais dans le but de canaliser avec le, minimum de remous et de tourbillons possible le flux gazeux dans son changement de direction à 90 ; dans le même sens, on opérera en offrant au parcours de la veine gazeuse un canal ne pré- sentant aucune variation brusque de section.
En second lieu, on associe le clapet, dans sa position d'ouverture, au guidage de la veine gazeu@e, en sorte que, par son intrados, le clapet, ou un organe solidaire du clapet, constitue dans cette position, une partie de la paroi du canal aérodynamique répondant aux conditions ci-dessus.
En troisième lieu et facultativement, on munit le disposi- tif d'aubages directeurs qui contribuent à canaliser le flux ga-
<Desc/Clms Page number 4>
zeux en filets distincts de façon à éviter les remous. Ces aubages directeurs, qui n'interviennent qu'au moment où le (les) clapet (s) est (sont) ouvert (s), sont en principe mis en place par le mouvement d'ouverture du (des) clapet (s).
En quatrième lieu et à titre facultatif également, le clapet est mû de deux mouvements indépendants l'un de l'autre : le premier, relatif à l'ouverture et à la fermeture, permet ou in- terdit la circulation gazeuse ; le deuxième permet de réduire l' efficacité du système et par conséquent d'accroître la perte de cuarge, ce qui procure un moyen très simple et très efficace de réglage du tirage. Le deuxième mouvement est commandée soit manuel- lement, soit par l'effet d'un dispositif de régulation automatique.
Les figures 1 à 7 ci-jointes montrent, à titre d'exemple de mise en oeuvre de ces caractéristiques, divers modes de réali- sations de l'invention dans le cas de boites d'inversion destinées motamment à l'équipement de fours à coke. Dans tous ces dispositif on trouve un clapet simple ou double (1) et (2),dans un corps de boîte (3), comportant une tubulure horizontale (4) pour l'entrée des fumées et une tubulure verticale (5) pour la sortie des fumées.
Les figures 1 et 2 se rapportent à une boite dont le clapet double (1) et (2) (mais qui pourrait aussi être réalisée avec un clapet simple) vient rentrer complètement dans le profil du corps de boite (3) en position d'ouverture, par rotation au- tour d'un axe horizontal (6).
Accessoirement, l'invention ainsi réalisée comporte des lispositifs qui peuvent ou doivent être utilisés pour que le mou- rement du ou des clapets s'effectue dans les conditions voulues ; par exemple : les butées (7) et (8) indispensables pour que le cla- @et intérieur (1), ou le clapet unique dans le cas d'une boite à simple clapet, soit exactement dans le prolongement de la paroi du corps (3) en position d'ouverture, le dispositif amortisseur (9) sur le levier de commande nécessaire pour éviter des accidents
<Desc/Clms Page number 5>
pouvant résulter de la limitation de la course par les butées pré- cédentes, etc... Les accessoires ci-dessus sont indispensables pour que le clapet occupe de façon précise la position prévue à l'ouverture, ce qui est le but même de la présente invention.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, ce ne sont pas les clapets (1) et (2) eux-mêmes qui parti- cipent au guidage de la veine gazeuse par leur forme et par leur encastrement dans le corps de la boîte (3) ils s'effacent com- plètement par une translation verticale obtenue au moyen d'une bar- re (10) et d'un. levier (11), et c'est une pièce spéciale de forme appropriée (12), suspendue au clapet'inférieur (1), ou au clapet unique, qui vient s'encastrer dans le corps (3) et qui assure la continuité de la paroi de guidage de la veine gazeuse. Cette forme peut être partie intégrante du clapet, ou, comme sur la figure 3, être constituée par une pièce rapportée, maintenue par un axe (13) et une butée (14).
Sur les figures 3 et 4, on a représenté une variante per- fectionnée de la présente invention, qui consiste à placer sous le clapet un ou plusieurs aubages directeurs (15) destinés à mieux guider la veine gazeuse pour améliorer encore les conditions de l'écoulement, ces aubages pouvant d'ailleurs être prévus également avec tout autre mode de réalisation de la boite d'inversion.
La figure 3 comporte encore un autre perfectionnement sup- plémentaire lié à la présente invention. L'intrados de la pièce (12) étant destiné à réduire la résistance à l'écoulement par une forme et une position optimale-3 on peut en l'écartant de la posi- tion optimale, créer à volonté une perte de charge variable en l' écartant plus ou moins de cette position. Il suffit pour cela de faire tourner la pièce de forme spéciale (12) autour d'un axe ver- tical pour en modifier l'orientation. Ceci permet d'utiliser le dispositif pour effectuer le réglage du tirage et l'on peut alors supprimer le papillon (16) prévu sur les autres modes de réalisa-
<Desc/Clms Page number 6>
tion.
Un exemple de réalisation d'un montage permettant d'obtenir ce résultat est représenté à plus grande échelle sur la figure 5.
Les clapets (1) et (2), (ou le clapet unique) ne sont plus liés invariablement à la tige (10) mais à une autre tige tubulaire (17); coaxiale et extérieure à la tige (10) et portant un index (18) per- mettant de repérer la position azimutale de la pièce (12). La tige (17) peut tourner librement autour de la tige (10). Les clapets et la tige (17) sont maintenus suspendus par un épaulement (19) soli- daire de la tige (10) qui continue à assurer les @ouvements verti- caux. Le réglage de la perte de charge dans la boite à une valeur choisie s'obtient alors simplement en calant l'index (18) dans une position repérée, après rotation convenable de l'ensemble consti- tué par la tige creuse (17), les clapets (1) et (2) et la forme (12).
Les figures 6 et 7 se rapportent à des boîtes d'inversion dont l'étanchéité du clapet (2) - toujours simple dans ce cas - est obtenue à la fermeture par l'utilisation d'un joint hydrauli- que (20) ; disposition classique et qui peut être utilisée soit dans le cas d'un clapet pivotant autour d'un axe horizontal (fi- gure 6), soit dans le cas d'un clapet à commande verticale (figu- re 7).
Il est visible dans tous ces exemples que, conformément à l'invention, on a réalisé pour guider la veine gazeuse une paroi dont la forme est aussi favorable que possible pour obtenir une faible perte de charge, que les clapets et leurs annexes ont été tracés de manière à concourir à la réalisation de cette forme op- tima au lieu de constituer un obstacle.