Four électrique, notamment pour la fabrication du verre. La présente invention a pour objet un four électrique, notamment pour la fabrica tion du verre, mais pouvant être utilisé pour des produits ayant des propriétés analogues comme l'émail et les silicates de potasse et de soude qui sont tous conducteurs, à haute température, du courant électrique, et par suite aptes à être chauffés par le passage de ce courant. Il n'est cependant par la suite que parlé du verre, les autres matières subis sant des traitements analogues.
La fabrication du verre à partir de ses matières premières s'effectue en fondant ces matières par un chauffage à température élevée, puis en affinant le mélange fondu par l'action d'une température encore plus élevée, apte à réaliser la fluidité nécessaire à l'éva cuation des bulles gazeuses que contient le verre lorsqu'il est simplement fondu.
Pen dant la fusion, les matières premières, qui sont plus légères que le verre fondu, flottent à la surface du bain, et pendant l'affinage, c'est également à la surface du bain que se rassemblent les bulles et que s'échappent les gaz contenus dans le verre. Il faut donc réaliser, non seulement le chauffage du verre dans toute la masse du bain, mais aussi et d'une manière aussi intense, le chauffage du bain à sa surface.
Si le passage d'un courant électrique dans le bain s'est avéré particulièrement favora ble au chauffage du bain dans sa masse, par contre il a été constaté que la surface du bain, par suite de son contact avec l'atmo sphère, tend à se refroidir par rapport aux couches plus profondes du bain, et à présen ter au passage du courant une résistance plus grande que le verre au sein du bain, ce qui accroît l'insuffisance -de chauffage en sur face.
Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé, pour le chauffage .des fours de ver rerie, d'ajouter au chauffage par circulation d'un courant électrique dans la masse, un chauffage établi au-dessus du bain et réalisé notamment par des flammes. Cependant, les modes<B>d</B>e chauffage proposés ne permettent pas -d'obtenir ce chauffage au-dessus du bain sans une forte consommation de gaz.
La, présente invention a pour objet un four électrique dans lequel la matière traitée est soumise à l'effet du courant électrique -traversant le bain. Ce, four est caractérisé en ce qu'il comporte, dans l'une au moins de ses parties situées au-dessus du bain, des brûleurs :desquels s'échappe, avec une vitesse supérieure à celle de la propagation de la. flamme, un mélange d'air et de gaz constitué au préalable.
On .a constaté qu'au moyen d'un tel four on pouvait obtenir, pour une même consom mation tutaled'énergie, une plus grande pro duction et un meilleur rendement.
Le .dessin montre, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution du four électri que faisant l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une première forme d'exécution, dont la fig. 2 est une coupe transversale sui vant la -ligne II II de la fig. 1.
Les fig. 3 et 4 sont des vues analogues d'une seconde forme d'exécution.
La fig. 5 est une coupe transversale d'une troisième forme d'exécution.
Les fig. 1 et 2 montrent un four dans lequel la matière première introduite par l'ouverture 1 dans le compartiment de fusion 2 pénètre à la ,partie supérieure d'un com partiment d'affinage 3 pour s'échapper, par une ouverture placée à la partie inférieure, dans un compartiment d'utilisation 4 d'où le verre fini est extrait soit à la main, soit au moyen d'un conduit 5.
Dans le compartiment 3, le chauffage électrique de la masse est réalisé par le pas sage de courant électrique amené par des électrodes 6 et 7 disposées horizontalement, transversalement au four, et immergées dans la partie supérieure du bain. Le chauffage de la surface est obtenu à l'aide de brûleurs 8 branchés sur une conduite 9 qui amène au four un mélanged'air et de gaz dont l'ame née est réglée au moyen de vannes indivi duelles 10. Il pourrait y avoir aussi des vannes d'ensemble non représentées.
La sec tion des orifices des brûleurs 8 dans le four est suffisamment petite pour que, compte tenu du débit du mélange admis dans le four et avant la combustion, le mélange s'échalppe à une vitesse supérieure à celle de la vitesse de propagation de la flamme, pour la nature du mélange considéré et sa température. Il est en effet possible d'admettre un mélange d'air et de gaz préalablement réchauffé en évitant toutefois d'approcher la température d'inflammation du mélange qui, pour les gaz industriels, est de l'ordre de 500 à 550 .
Grâce au fait que le mélange est réalisé in timement avant son introduction dans le four, sa combustion s'effectue rapidement et cela d'autant plus que le mélange est chauffé au préalable et qu'en outre il pénètre dans une enceinte portée elle-même déjà à tem pérature élevée sous l'influence du bain de verre chauffé par passage du courant. De toute façon le chauffage préalable du mé lange est propre à augmenter la température des gaz de combustion.
La, vitesse du mélange lors de son entrée dans le four étant supérieure à la vitesse de propagation de la flamme, la combustion, malgré sa rapidité, reste cantonnée dans le four et se trouve d'ailleurs localisée à l'en droit où la vitesse du mélange gazeux, par suite de la détente du jet, s'abaisse au-des sous de la vitesse de propagation de la flamme. Cette chute de vitesse et cette loca lisation de la flamme peuvent être également obtenues au moyen d'un obstacle disposé sur le trajet du mélange dans sa partie parcourue à grande vitesse. Une disposition de ce genre est visible à la fig. 2 dans laquelle les brû leurs 8 sont-dirigés tangentiellement à la voûte 11 du compartiment d'affinago 3.
La surface de cette voûte est alors portée à haute température et exerce un rayonnement effi cace sur la surface 12 du bain.
Après avoir traversé le four le long de la voûte 11, les gaz sont repris à l'état de gaz brûlés ,par des orifices d'évacuation 13 en communication avec un carneau 14 d'où ils passent .dans un intervalle 15 disposé entre la voûte 11 @et une voûte supérieure 16. Ils sont ensuite rassemblés dans un collecteur terminal 17 qui ,les conduit à une cheminée 18 représentée partiellement.
Dans l'inter- valle 15 de la double voûte sont placés les faisceaux da tubes -d'un récupérateur 19 dans lequel on fait circuleir séparément ou en mélange l'air et le gaz, ou seulement l'un de ces deux fluides.
Dans cette forme. d'exécution, les gaz brûlés sont additionnés d'air froid au moyen d'un injecteur 19a avant leur entrée en contact -avec le récuipéirateur. On peut ainsi placer le récupérateur très près de la; sortie du four sans l'inconvénient d'avoir .des fumées trop chaudes qui risqueraient, notam ment dans le cas où,c'est le mélange d'air et de gaz qui circule dans le faisceau de récu pérateur, de provoquer l'inflammation de ce mélange ou d'endommager les tubes.
D'autre part, cette addition d'air froid engendre une augmentation de la masse des gaz et,, par suite, pour la même température du fluide résultant à l'entrée du récupérateur, tend à accroître la vitesse de fluide au contact du récupérateur et à favoriser la transmission de la chaleur.
Cette injection peut être faite de manière à assurer un effet de tirage sur le trajet des fumées et remplacer celui habituellement demandé aux cheminées.
Le compartiment de fusion est chauffé au moyen de brûleurs à gaz 20 du type habi tuel.
Si l'on désire une fusion plus complète des matières vitrifiables, ou associera, dans le compartiment (le fusion, l'effet du courant électrique circulant dans le verre à celui de la flamme de brûleurs à combustion rapide. Dans ce cas, les fumées pourront être utili sées, à leur sortie du compartiment de fusion, pour réaliser le frittage du mélange pulvé rulent des matières vitrifiables avant l'intro duction de celles-ci dans le four. Après leur passage sur des matières vitrifiables, les fumées se trouveront généralement suffisam ment refroidies pour être mises sans incon vénient en contact éventuellement avec un récupérateur pour le chauffage préalable de l'air et du gaz des brûleurs à combustion rapide.
Pair l'adjonction, dans le compartiment 3, du chauffage de la masse au moyen de flam mes courtes et intenses, on obtient l'affinage rapide du verre bulleux qui arrive du com partiment de fusion, tout eu utilisant un compartiment 3 de dimensions horizontales réduites.
Le four selon les fis. 3 et 4 présente une zone de fusion 21 et une zone d'affinage 22, sans cloison interposée. Dans la zone d'affi nage 22, le chauffage est assuré, d'une part, dans la masse du verre au moyen d'un courant électrique amené par des électrodes verticales 23 traversant le fond du bassin et en contact avec le verre à la partie infé rieure du bassin et, d'autre part, à la surface du bain, par des brûleurs 24 analogues aux brûleurs 8 ide la forme d'exécution préeé- dente. Comme on le voit sur la, fis. 4, les brûleurs 24 sont disposés des deux côtés du four et tes gaz brûlés se rassemblent suivant son axe longitudinal pour être évacués soit en amont, soit en aval de la zone d'affinage.
Dans la forme d'exécution représentée en fis. 3, les gaz brûlés sont dirigés en aval du compartiment, c'est-à-dire vers le comparti ment de refroidissement 25 et ensuite vers le compartiment d'utilisation 26 où ils ser vent au réglage de la température dans ces deux compartiments. A leur sortie du der nier compartiment, ils sont conduits dans un intervalle 27 séparant la voûte 28 et une voûte auxiliaire 29 établie au-dessus des compartiments de refroidissement et d'utili sation et éventuellement de celui d'affinage pour constituer un appoint de chauffage dans lesdits compartiments. Il est disposé, à l'intérieur de cette double voûte, un système de récupération pour les brûleurs 24.
On placera ce récupérateur 19 à l'endroit où les fumées, suffisamment refroidies par le trajet qu'elles effectuent après leur sortie du com- partiment d'affinage, sont à une température qui ne risque pas de provoquer l'inflamma tion du mélange air-gaz. Ce résultat. peut.
être assuré au moyen d'une injection d'air froid dans les fumées à la, manière décrite en regard des fis. 1 et \?. Quant à la zone de fusion 21, elle est chauffée, comme repré senté, par des brûleurs ordinaires 30 et peut irecevoir éventuellement: les gaz brûlés pro venant des brûleurs 24 dans le cas où l'on n'utiliserait pas ceux-ci au conditionnement de la température des compartimenta 25 et 26.
La. fis. 5 montre une autre forme d'exé cution dans laquelle l'obstacle qui est. inter posé suer le jet des brûleurs 31, au lieu d'être réalisé par la voûte, est constitué par la. surface 12 du bain lui-même. Celui-ci bénéficie alors directement du plein effet de ces brûleurs.
Sur la. fis. 5, qui est une coupe d'un four analogue à. celles ides fis. 2 et 4, il est prévu une rangée de brûleurs de. chaque côté du four, ces brûleurs étant aptes à réaliser un chauffage uniforme sur toute la surface du bain de verre dans le compartiment consi déré.
Enfin, d'autres formes d'exécution pour raient comporter des brûleurs dirigés contre tout autre obstacle, notamment contre les parois verticales elles-mêmes, les brûleurs étant alors horizontaux.
D'autres formes d'exécution, au lieu d'être constituées par des fours pour la fabrication continue du verre, pourraient être constituées par des fours pour la fabri cation discontinue.
Le traitement usuel de matières analogues au verre, comme l'émail, les silicates de potasse et de soude, subira les modifications qui lui sont imposées par la forme spéciale du four.