Kyohei Hatanaka, Hajime Inoue, Haruya Hisatomi, Koya
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voir de verrerie, pour faire fondre les matières premières pour
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contact avec une substance en poudre en suspension, pour chauffer ainsi cette substance, et à chauffer l'air de combustion et/ou les matières premières pour le verre avec la substance en poudre ainsi chauffée..
Le four-réservoir de verrerie classique qui a été largement utilisé jusqu'ici a une structure telle que des régénérateurs bilatéraux sont disposés des deux côtés du four de fusion; ces régénérateurs comportent des briques empilées avec des espaces et sont agencés en parallèle avec des brûleurs à huile lourde, ce qui fait que des flammes sortent des brûleurs à huile lourde disposés d'un côté et que l'air de combustion ayant passés dans les régénérateurs du même côté est envoyé dans le four de fusion, tandis que le gaz de combustion passe simultanément dans les régénérateurs de l'autre côté; l'injection et l'aspiration de cette manière sont effectuées alternativement des deux côtés du four, à intervalles réguliers.
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ment préchauffé pendant qu'il passe dans les espaces entre les
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avant d'être envoyé dans le four de fusion pour servir de source d'oxygène pour la combustion d'huile lourde ou analogue, et il-
est ensuite envoyé dans le four de fusion.
Cependant, selon la méthode susdécrite de préchauffage de l'air de combustion en utilisant des régénérateurs, la chaleur conservée par les régénérateurs diminue au cours du temps du fait qu'elle est absorbée par l'air de combustion, et la température de préchauffage de celui-ci baisse, donc graduellement, ce qui fait qu'il est difficile d'alimenter le four de fusion en air de combustion à température constante, entraînant des fluctuations thermiques qui sont indésirables du point de vue d'un fonctionnement' efficace du four de fusion de verrerie. De plus, le coût de construction des régénérateurs rentre pour une grande part dans le coût total d'un four-réservoir de verrerie.
En ce qui concerne les matières premières pour le verre, fer-
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Le but principal de l'invention est-de fournir une méthode tout-à-fait originale de récupération de la chaleur du gaz de combustion produit dans un four-réservoir de verrerie, méthode qui peut éliminer les inconvénients susmentionnés de la méthode conventionnelle, pour ainsi améliorer le rendement thermique., permettre de se passer des régénérateurs dont le coût constitue une
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de réduire leur taille, et d'économiser de plus du combustible comme de l'huile lourde ou analogue.
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de récupération de la chaleur du gaz de combustion produit dans un four-réservoir de verrerie, qui consiste à mettre le gaz de combustion sortant directement ou indirectement d'un four-réser-
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leur de la substance en poudre ainsi chauffée.
D'autres aspects, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description détaillée qui suit, et des dessins annéxés sur lesquels :
La Figure 1 est une représentation schématique d'un appareil selon un mode de mise En oeuvre de la méthode de .l'invention elle indique schématiquement la circulation dans le cas du chauffage d'une substance en poudre par le gaz de combustion, et le préchauffage de l'air de combustion avec la substance en poudre ainsi chauffée, La Figure 2 est une vue en plan, partiellement découpée, <EMI ID=12.1> La Figure 3 est une représentation shcématique d'un appareil selon un autre mode de mise en oeuvre de la méthode de l'in- <EMI ID=13.1>
préchauffage des matières premières en poudre pour le verre par le gaz de combustion, <EMI ID=14.1> pareil selon un autre mode de mise en oeuvre de la méthode de l'invention; on y voit schématiquement la circulation dans le cas du chauffage d'une substance en poudre par le gaz de combustion et le
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préchauffée, avec préchauffage dès- matières pour le verre par le gaz de combustion,%- La Figure 5 est une représentation schématique d'un ap- <EMI ID=16.1>
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de combustion le préchauffage de l'air de combustion par le composant ainsi chauffé et le préchauffage ultérieur des matières premières pour le verre par le gaz de combustion, et La Figure 6 est un schéma du système d'échange de chaleur utilisant un milieu de transfert de chaleur en poudre.
Des caractéristiques de l'invention seront expliquées ci-dessous en se reportant aux dessins annexés .
Comme on l'a dit, l'invention se caractérise en ce que
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est mis en contact avec une substance en poudre en suspension pour lui transmettre sa chaleur, la chaleur de la substance en poudre ainsi chauffée étant utilisée en faisant servir cette substance comme milieu d'échange de chaleur.
Les Figures 1 à 6 illustrant des exemples concrets du
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vention.
En se reportant à la Figure 1, les matières premières en poudre pour le verre, 3, sont amenées par la trémie 2 disposée à une extrémité d'un four-réservoir de verrerie rectangulaire 1, Les brûleurs à huile lourde 4 sont agencés des- deux côtés du four de fusion; ils envoient des flammes dans le four de fusion pour faire fondre les matières premières pour le verre et former ainsi le verre fondu 5. Le verre fondu, à transformer en verre plat, est prélevé à l'autre extrémité du four de fusion, non représentée sur le dessin. En ce qui concerne les matières premières pour le verre, on peut utiliser du sable de quartz en poudre, de la cendre de soude, de la dolomite et de la pierre calcaire, avec addition de rognures de verre, de sel de Glauber, etc. pour accélérer la fusion et l'affinage- <EMI ID=21.1>
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cuer le gaz de combustion, ces ramifications communiquant avec les
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pour amener l'air de combustion et- à la conduite 9 pour évacuer
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Un plaque de soupape rotative 11 est ajustée à pivotement dans la
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de combustion soit fourni aux brûleurs par les conduites 8, 7 et
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ou que l'air de combustion soit fourni par les conduites 8, 7' et
6' et le gaz de combustion évacué par les conduites 6, 7 et 9, aller nativement.
Une substance en poudre servant de milieu de transfert
de chaleur pour produire l'échange thermique entre le gaz et l'air
de combustion est fournie par la ramification 12 de la conduite 9, est dispersée dans le gaz de combustion à haute température pour former une suspension, et est chauffée à l'intérieur de la conduite horizontale allant de la ramification 12 au cyclone 13, et est ensuite introduite tangentiellement dans le cyclone 13 par l'extérieur de sa partie supérieure. A l'intérieur du cyclone 13, la subs-
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changeur de chaleur 14 du type à lit fluidifié. Après avoir cédé de la chaleur à la substance ai poudre, le gaz de combustion est prélevé par la conduite centrale du cyclone 13 par la conduite 15. A cet égard, on peut maintenir constante la pression à l'intérieur du four 1 en prévoyant une dérivation reliant la conduite 9 à la conduite 15 et en disposant une soupape de commande dans la dérivation.
L'échangeur de chaleur 14 du type à lit fluidifié se
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buses de soufflage d'air 16 ayant un angle d'injection et me distribution réglés. L'air de combustion est conduit à la conduite 17 d'alimentation en air par la soufflerie 21 et est ensuite amené sous.pression dans l'échangeur de chaleur 14, conjointement avec
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de combustion ainsi préchauffé est prélevé par la conduite 18, en- <EMI ID=31.1>
gne qui est supposée retourner à l'échangeur de chaleur 14, par la conduite 20, à partir du fond du cyclone. L'air de combustion préchauffé ainsi séparé de la poussière de substance en poudre est
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la soupape de commutation 10.
La substance en poudre enlevée de l'échangeur de chaleur
14 est de nouveau conduite à la ramification 12 par l'élévateur à godets 22 et le tranporteur 23, et est recyclée dans le processus susdécrit. Comme substance en poudre, on peut utiliser pour l'invention n'importe quelle substance pour autant qu'elle ne subisse ni décomposition ni ramollissement à la chaleur de gaz de combustion
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me milieu de transfert de chaleur, l'air de combustion peut être préchauffé à une température constante et souhaitée.
La Figure 3 est une représentation schématique d'un appareil concernant un autre mode d'application de la méthode de l'invention, qui est agencé pour que le gaz de combustion provenant du four-réservoir de verrerie 1 soit conduit à la conduite principale 7 en venant de la ramification 6 en passant par le régénérateur 37. L'extrémité de la conduite 9 pour prélever le gaz de combustion
se raccorde tangentiellement à la partie cylindrique supérieure du cyclone 26; la conduite de ramification 25 pour fournir les matières premières pour le verre est prévue sur la conduite 9, et les matières premières sont dispersées dans le gaz de combustion pour se mettre en suspension et être chauffées en passant dans la conduite horizontale; elles sont ensuite injectées dans le cyclone 26. A l'intérieur du cyclone 26, les matières premières en poudre tombent en
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et sont introduites dans le four-réservoir de verrerie 1.
Le gaz de combustion enlevé par la conduite centrale du cyclone 26 est libéré dans l'atmosphère par la cheminée 31, après passage dans la conduite 28, la soufflerie 29 et le dispositif de purification 30 qui élimine les gaz nocifs et analogues.
Dans le cas où le débit du gaz de combustion injecté dans le cyclone 26 par la conduite 9 fluctue, la pression dans le four 1 peut être maintenue constante, par exemple en connectant la conduite 9 à la conduite 28 par la conduite 35, en prévoyant une soupape de commande 36 dans la conduite 35, en détectant la pres- <EMI ID=35.1>
par des signaux indiquant la pression détectée.
A cet égard, le gaz de combustion est, dans cenode d'application de l'invention, un gaz qui a été conduit au régénérateur
37 depuis le four -réservoir de verrerie 1 par la ramification 6 et a été soumis à chauffage avec les briques dans le régénérateur. C'est-à-dire que, dans la méthode de l'invention, le gaz de combustion comprend soit le gaz de- combustion sortant directement du fourréservoir de verrerie 1, soit le gaz de combustion sortant indirectement du four 1. Particulièrement dans le cas où la présente méthode est combinée avec le régénérateur, on paît réaliser une réduction de la taille du régénérateur et une amélioration du rendement thermique.
La Figure 4 est une représentation schématique d'un appareil selon un autre mode d'application de la méthode de l'invention. Il est agencé pour que le gaz de combustion provenant du four-réservoir de verrerie 1 soit injecté dans le cyclone 13 tangentiellement par rapport à l'extérieur de la partie cylindrique supérieure du cyclone 13 après chauffage d'une substance en poudre en suspension servantes milieu d'échange thermique, fournie par la ramification
12, par la conduite 9 pour l'enlèvement du gaz de combustion. La substance en poudre chauffée par 1-- gaz de combustion est séparée du gaz par le cyclone 13 et transportée ensuite dans l'échangeur de chaleur 14 du type à lit fluidifié. Pendant le transport, la substance en poudre chauffée forme un lit fluidifié avec l'air de combustion <EMI ID=36.1>
par la conduite 17 d'alimentation en air de combustion, pour ainsi préchauffer l'air de combustion. Elle passe enuite de nouveau dans la conduite 9 pour l'enlèvement du;.gaz de combustion par la ramification 12, et elle est recyclée pour être réutilisée. L'air de combustion préchauffé est complètement séparé de la substance en poudre et est ensuite amené dans le four-réservoir de verrerie 1.
Entretemps, le gaz de combustion prélevé par la conduite
15 et encore à haute température est utilisé pour chauffer les matières premières en poudre fournies par la ramification 25,et en suspension, et il est injecté dans le cyclone 26. A l'intérieur du cyclone 26, les matières premières en poudre tombent en tourbillonnant sur le fond du cyclone, se séparent du gaz de combustion, pénètrent dans la trémie 2 par la conduite 27, et sont fournies au
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premières pour le- verre soit fourni par la.; ramification 12 de .la
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suite injecté dans le cyclone 13 tangentiellement par rapport à l'extérieur de la partie cylindrique.supérieure du-cyclone 13, con-
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les matières premières en poudre pour le verre tombent en tourbillonnant sur le fond, se séparent du gaz de combustion et, pendant
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14 du type à lit fluidifié incliné, elles préchauffent l'air de combustion fourni par la conduite 17 . Comme composant des matières premières servant de milieu de transfert de chaleur pour préchauffer l'air de combustion, c'est le sable de quartz qui convient le mieux,- cela est dû. au fait que le sable de quartz est le principal composant des matières premières et qu'il est employé en grande quantité et qu'en outre il est dur et n'est pas facilement décomposé ni fondu.lorsqu'il est chauffé à haute température. L'air de combustion préchauffé est fourni au four-réservoir de verrerie 1 après séparation des matières premières pour le verre.
Les matières premières pour le verre sortant de l'ëchan-
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core du gaz de combustion à haute température, par l'élévateur à godets 22, le réservoir de stockage 24, le transporteur 23 et la ramification 25; elles sont dispersées dans le gaz de combustion pour être chauffées par celui-ci, en suspension, et elles sont ensuite injectées dans le cyclone 26 conjointement avec le gaz de combustion. Les trémies 24' sont disposées au-dessus du transporteur 23 pour fournir les matières premières pour le verre. A l'intérieur du cyclone 26^. les matières premières en poudre tombent en
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réservoir de verrerie 1.
Bien que ce ne soit pas représenté, on peut également appliquer un mode dans lequel au moins un composant des matières premières en poudre pour le verre est préchauffé par le gaz de combustion, en suspension, et dans lequel le composant ainsi préchauffé est fourni au four-réservoir de verrerie 1 après séparation du gaz de combustion, tandis qu'une substance en poudre, en suspension.
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premières pour le verre, et l'air de combustion est préchauffe
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tières premières à fournir au cyclone pour réduire, la teneur si eau en dessous d'une valeur fixée. De plus, dans la mesure où les matières premières pour le verre en suspension entrent en contact avec le gaz de combustion à haute température pour être chauffées
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s'oxyder et à brûler ou diffuser, selon la ferme et la quantité du carbone, de même que selon la température du gaz de combustion et la quantité d'oxygène qui y reste. Dans un tel cas, il est souhaitable de mélanger le carbone en l'ajoutant séparément au moment où les matières premières sortent du cyclone 26 et passent dans la conduite 27. Cette addition de carbone est effectuée en attachant le dispositif d'alimentation 32 avec le réservoir de stockage 33
à la conduite 27 et en envoyant le carbone stocké dans le réservoir 33 par le dispositif 32 dans la conduite 27 pendant le passage des autres matières premières, pour mélanger ainsi une quantité déterminée de carbone aux matirèes premières pour le verre.
Comme rognures de. verre à mélanger comme matière première, on utilise des fragments de verre solidifié tiré du four-réservoir de verrerie. Ces rognures sont employées sous forme de grains fort grossiers par rapport aux autres matières premières. De telles rognures, lorsqu'elles passent dans le cyclone avec les autres matières premières, risquent d'endommager les parois de l'installation, à savoir du cyclone, etc., selon la qualité des matériaux pour celles-ci. Dans un tel cas, il est souhaitable d'attacher le réservoir de stockage 34 au'.dispositif d'alimentation 32 susdit
et d'envoyer les rognures stockées dans le réservoir 34 conjointe-
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avec un débit fixé pour mélanger uniformément les rognures aux matières premières pour le verre.
Lorsque des dépôts se forment sur la paroi interne du cyclone, ils peuvent être enlevés en introduisant les rognures par <EMI ID=52.1>
dispositif d'alimentation d'une quantité du dispositif d'alimentation précédent.
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rents types de four-réservoir de verrerie pour faire fondre des matières premières en poudre pour du verre pair combustion d'huile . lourde ou de quelque chose de semblable engendrant un gaz de combustion à haute température conviennent pour l'application de la méthode de l'invention., en plus de ceux des présents modes de réalisation.
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que entre le gaz de combustion à haute température et la substance en poudre, et encore entre la substance en poudre et l'air de combustion, n'est pas limité aux modes de réalisation qui précèdent.
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utiliser différents dispositifs, comme un dispositif capable former un lit fluidifié avec la substance en poudre à l'aide de l'air de combustion et/ou du gaz de combustion. De plus, un dispositif combinant un tel dispositif avec des cyclones, comme illustré à la Figure 6, est également efficace.
De plus, on peut Conduire une partie du gaz de combustion sortant du four de fusion directement.dans un cyclone pour le chauffage des matières premières, utiliser le reste pour préchauffer l'air de combustion, et conduire le gaz de combustion résultant dans le cyclone pour chauffer les matières premières pour le verre.
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tance en poudre en suspension, pour chauffer ainsi.cette substance, et à utiliser la chaleur de la substance en poudre ainsi chauffée.