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Appareil régénérateur de chaleur à Inversion@
La présente invention est relative aux appareils ré- générateurs de chaleur à inversion et, en particulier quoique non exclusivement, aux appareils dits "cowpers" de sidérurgie.
Les cowpers utilisés actuellement dans les instal- lations de hauts fourneaux sont, comme on le sait, constitués par des cylindres métalliques renfermant un empilage de briques réfractaires, appelées briques de ruchage, et un puits de com- bustion. Leur fonctionnement est discontinua pendant une certaine période, le ruchage est réchauffé par les fumées pro- venant de la combustion d'un mélange d'air et de gaz introduit à la base du puits. A la sortie du puits, ces fumées traver- sent le ruchage qu'elles réchauffent et sont évacuées par un collecteur dans une cheminée.
Lorsque les briques de ruchage sont suffisamment chaudes, la combustion est arrêtée et le
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vent froid provenant de la soufflante est introduit à la base du rucher traverse celui-ci en so réchauffant et sort par le puits dans un collecteur de vent chaud qui le distribue aux tuyères du haut fourneau.
Un jeu de vannes permet soit le passage du gaz, de l'air de combustion et des ±=des dans le cowper quand celui-ci est en période de chauffage, soit le pasuage du vent lorsque le cowper est inséré dans le circuit soufflante-haut fourneau.
Dans les cowpers actuels, le puits de combustion est toujours excentré par rapport au ruchage car le cowper repose directement sur le sol et une arrivde tangentielle du gaz de combustion s'impose pratiquement. Il en résulte les incon- vénients suivants @ d'une part, une mauvaise répartition des fluides a l'intérieur de la surface occupée par le ruchage; et, d'autre part, une implantation de vannes immuables} de par leur conception, les appareils actuels exigent, en effet, que le brûleur et la vanne à vent chaud soient toujours placé l'un au-dessous de l'autre et du tierce côté du cowper (cote puits ) de Mené, la vanne à vent froid et les vannes à fumées sont toujours placées coté opposé au puits;
cette disposition immuable des vannes n'est pas sans présenter quel- ques inconvénients lorsqu'on cherche à implanter une instal- lation dans le minimum de place disponible.
L'invention a pour objet un cowper ou autre appareil régénérateur de chaleur à inversion, permettant de remédier à ces inconvénients. Il est remarquable notamment en ce que son puits do combustion est axial et complètement entouré par le ruchage qui est d'épaisseur radiale constante. suivant une autre caractéristique, l'appareil complet est suréleva et repose sur des pieds par l'intermédiaire d'une ceinture d'appui.
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De préférence, cette ceinture d'appui est creuse et sert en outre à collecter alternativement les. fumées et le vent froid,
Au dessin annexa donné uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un cowper perfectionné suivant l'invention. la Fige 2 en est une coupe horizontale suivant la ligne 2.2 de la Fig. 1; la Fig. 3 en est une vue partielle en élévation; les Fig. 4 et 5 en sont des coupes horizontales sui- vent les lignes 4-4 ot 5-5 de la Fig. 3.
Sur les Fie. 1 et 2, 8 désigne le sol et F le plancher de travail. Juste au-dessus de ce plancher P est disposée une ceinture creuse 1 reposant sur le sol s par l'intermédiaire d'un certain nombre, en l'espèce trois, de colonnes ou pieds 2.
Cette ceinture 1,sur laquelle sont soudés l'envelop- pe métallique 4 et un fond sphérique 6, supporte tout l'ap- pareil.
Le puits central 8, coaxial suivant l'axe commun ver- tical X-X à l'enveloppe 4, repose sur un remplissage en, béton réfractaire 3. Ce puits 8 est prolonge vers le bas, en des- sous du plancher P, par une tubulure 9 soudée au fond sphérique et à ce prolongement 9 sont raccordés successivement en séries un raccord 10 de sortie du vent chaud avec vanne 11 et un brûleur 12 avec arrivée 13 de gaz et arrivée 14 d'air comburant, fournis respectivement par des conduits 15 et 16 (Fige 2) à vannes 17 et 18,
A son sommet, le puits 8 débouche en 19 sous la cou- pole 5.
L'espace annulaire d'épaisseur radiale uniforme ménage entre le puits 8 et l'enveloppe 4 contient le ruchage 20 en réfractaire. 11 repose sur une grille 21, elle-même en appui
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par des colonnettes 22 sur la voûte 3.
L'espace annulaire contenant les oolonnettes 22, entre la grille 21 et l'embase 3, est relié par un certain nombre de conduits externes 23 avec l'intérieur de la ceinture creuse 1, De cette ceinture partent deux conduits 24 avec vannes 25 de départ des fumées et à cette Mené ceinture aboutit un conduit 26 avec vanne 27 d'entrée d'air froid.
Le fonctionnement est le suivant. En période de combus- tion, le gaz et l'air de combustion sont amenés au brûleur 11 respectivement par les conduits 13 et 14. Les gaz prove- nant de la combustion traversent le puits 8 ouvert à son som- met en 19 et, après avoir frappé la coupole 5, se répartissent dans le ruchage 20; ils sortent par les conduits 23 reliant la base de l'enveloppe métallique 4 à la couronne d'appui 1, traversent cette couronne et sont évacues par les conduits et vannes à fumées 24, 25 vers le collecteur de fumée et la cheminée, non représentés.
En période "cowper au vent", l'air ou vent froid est introduit par la vanne à vent froid 27 dans la couronne d'ap- pui 1, est réparti sous le ruchage 20 par les conduits 23, traverse ce ruchage, frappe la coupole 9 et sort par le puits central 8 vers la vanne à vent chaud 11 et le collecteur de vent chaud non représentés*
La symétrie du cowper par rapport à un axe de révolu- tion X-X permet une utilisation du ruchage 20 résultant d'un écoule- ment des fluides (fumées ou vent) sans circuit préférentiel) une construction simplifiée de l'enveloppe métallique 4, les grandes ouvertures, qui avec les appareils classiques sont nécessaires pour la mise en place du brûleur latéral et de la vanne à vent chaude sont supprimes;
une augmentation de la capacité de combustion du puits)
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contrairement à ce qui a lieu dans les appareils actuel., les fumées provenant de la combustion s'écoulent sans choc jusqu'à la coupole 5, au lieu de frapper les parois verticales du puits; une implantation des vannes d'inversion qui n'est pas soumise à des impératifs immuables, comme pour les appareils à puits excentré.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution représenté et décrit, qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple.