<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements à l'appareillage des piédroits pour la construction des fours ou. des chambres de combustion
Les températures développées dans les fours et les foyers modernes, le tourbillons de flammes qui résultent de 1* utilisât ion de l'air soufflé dont le tirage de la cheminée est incapable d'arrêter le mouvement giratoire, les zones de surpressions locales qui se forment par suite constamment dans certains points et ne peuvent entrer en équilibre aveo la dépression existant dans le reste du foyer, réduisent la durée des garnitures réfractaires à tel point que leur désagrégation peut devenir, dans certai- nes exploitations, la cause de graves mécomptes.
Dans de nombreux, types de fours: ou de chambres de combustion,, le cadre réservé aux. maçonneries devant rester absolument rigide, les dispositions adoptées en métallurgie pour com- penser la dilatation, telles que l'emploi de cercles ou darmatures avec ressorts sont irréalisables
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention a pour objet des prooédés de construction des piédroits de fours et de chambre de combustion reposant sur d'autres principes.
Ces prooédés consistent à relier les pièces qui composent les piédroits entre elles et à des armatures métalliques par des systè- mes d'accrochage qui diffèrent suivant que les formes des fours des chambres de combustion ou des chaudières con- duisent à disposer ces armatures horizontalement ou ver- ticalement, et suivant que les piédroits sont pleins ou creux,avec circulation d'air, mais dans tous les cas présentent beaucoup de souplesse, évitent les déformations de maçonneries et facilitent les mouvements de dilatation ou de retrait .
En outre de l'amélioration du rendement qui en résul- tela possibilité de construire des murs creux est d'ail- leurs particulièrement intéressante car l'attaque des produits réfractaires par les cendres en fusion et leur ramollissement sous Inaction des températures élevées, sont considérablement: réduits lorsque chaque brique, au lieu d'être calorifugée dans un mur plein peut céder con- tinuellement, même une faible partie des calories qu'elle absorbe sans arrêt .
,Que les murs soient pleins ou creux, les déplacements des briques dans levons de l'épaisseur des piédroits sont les seuls qu'il y ait lieu d'empêcher pour éviter leur chute tandis qu'il est indispensable, par contre, pour supprimer les causes de déformation ou d'éclatement, de faciliter les autres mouvements .
Dans les murs pleins, le flambage est empêché par un appareillage à emboîtement ; dans les murs creux à circulation horizontale, des ronds en fonte bloques sur les butées des boîtes à mu- railles, suffisent à empêcher que la chemise intérieure
<Desc/Clms Page number 3>
nepprenne une forme convexe ; dans les mura creux à circulations verticale, des piliers renforces par quelques assises accrochées, évi- tent également les déformations .
L'invention comporte d'autre part quelques varian. tes ayant pour objet .{tans le cas 'de murs creux à circulation dair hoir- zontale : de renforcer des assises accrochées, de donner plus d'amplitude aux mouvements verticaux de la paroi se trou- vant au contact du 'four, de permettre le remplacement des barres rondes d'accorchage par des tubes avec circulation deau; de modifier la position des boîtes à murailles et le mode d'accrochage dans ces boîtes des fera ronds d'armature de manière à éviter les réductions de la section des carneaux de circulation a 1* aplomb de ces bottes;
enfin d'adjoindre des armatures verticales - pour consolider les zones de remplissage ,dans le dispositif prévu pour la construction des murs pleins de modifier la forme des,pièces d'emboitage à double queue d'aronde de manière, le reste de la cons- truotion étant identique, à ménager, dans de tels murs, de petites circulations d*air horizontales ou verticales.
D'autres caractéristiques de l'invention résulteront d'ailleurs de la description qui va suivie :
Au dessin annexé qui représente à titre dexemple, une réalisation pratique de ces différents procédés :
La figure 1 est une coupe en élévation d'un piédroit plein dans le cas de poutrelles d'accrohage horizontales;
La figure 2 est une coupe suivant l'axe A-A de la figure 1 ;
La figure 3 est une coupe suivant l'axe B-B de la figure 2 ;
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 4: est une vue perspective de ce même pié- droit en cours de montage ;
La figure 5 est une coupe horizontale de l'um des angles de ce même piédroit ;
La figure 6 est une vue en élévation d'un piédroit plein dans le cas de poutrelles d'acrochage verticales;
Les figures 7 et s sont des coupes suivant les axes C-C et D-D de la figura 6 ; la figure 9 est une vue en perspective d'une portion de piédroit avec circulation d'agir horizontal ;
Les figures 10, 11 et 12 sont des coupes verticales du méme dispositif suivant les axes E-E, F-F, G-G de la figure 13 ;
Les figures 13 et 14 sont des coupes horizontales suivant les axes H-H, J-J de la figure 10 ;
La figure 15 est une vue en perspective dune por- tion de piédroit avec circulation d'air verticale ;
La figure 16 est! une coupe verticale suivant l'axe K-K de la figure 19 ;
Les figures 17 et 18 sont des coupes verticales sui- vant les axes L-L et M-M de la figure 16 ;
La figure 19 est une coupe horizontale suivant l'axe N-N de la figure 16
Les figures 20, 21 et 22, sont des coupes verticales suivant les axes O-O, P-P, Q-Q de la figure 23 montrant des variantes des figures 10, 11 et 12 ;
La figure 23 est une coupe suivant l'axe R-R de la figure 20 -
Les figures 24 à 27 représentent le dispositif à circulation d'eau ; !
La figure 24 est une coupe verticale suivant l'axe S-S de la figure 25 ;
La figure 25 est une coupe horizontale suivant l'axe
<Desc/Clms Page number 5>
T-T de la figura 26;
Les figures 26 et 27 sont des coupes verticales suivant les axes U-U et V-V de la figure' 24;
La figure 28 est une vue perspective montrant une autre disposition des boîtes à murailles ;
La figure 29 est une coupe horizontale du piédroit montrant ces boites à murailles et les armatures verti- cales, par laxe X-X de la figure 30 ;
La figure 30 est une coupe verticale par l*axe Y-Y de la figure 29 ;
La figure 31 est une vue correspondante en éleva * t'ion ;
La figure 32 est une coupe verticale par l'axe Z-Z de la figure 29;
La figure 33 est une coupe horizontale montrant la modification des pièces d'emboîtage pour permettre une circulation verticale ;
La figure 34 est,une coupe verticale dans le cas d'une circulation horizontale .
Les appareillages métalliques des piédroits repré- sentés aux figures/5 8 se composent de carcasses métal- liques rigides dans lesquelles des poutrelles d'accro- ohage sont assemblées, soit verticalement, soit horizon- talement, suivant la forme des fours, des chambres de combustion ou des chaudières . Ces poutrelles da'ccorchage sont noyées dans la maçonnerie et formées de fers à I sur l'aile desquels lés pièces réfractairs sont solidement encastrées à l'aide de mortaises .
Ces poutrelles peuvent être horizontales ou verti- cales .
Les poutrelles d'accrochage horizontales 1 (fig. 1 à 5) devant suivre les mouvements de la maçonnerie, sont maintenues par des poteau intermédiaires formés de fers "1"2 et par des poteaux d'angoes 3 (figure 5) composés
<Desc/Clms Page number 6>
d'un fer "I" 4 et d'un fer "U" 5 accolés , Au lieu d'être fixées à l'aide de rivets ou de boulons, les poutrelles horizontales portent, à leurs extrémités des encoches qui s'encastrent dans l'aile des fers des poteaux et leur donnent la possibilité de monter ou de descendre pour suivre le mouvement des maçonneries .
Les poutrelles d'accrochage verticales 6 d'un emploi courant (fig. 6 à 8) ne présentent aucune caractéristique spéciale car les mortaises, des pièces réfractaires donnent suffisamment de jeu pour ne pas s'opposer aux légers dé- placements .
Les appareillages réfractaires de ces piédroits pleins sont formés de pièces ou blocs à emboîtement qui se trouvent toujours accrochés au moins sur une face.
Ces appareillages empêchent les briques de se déboîter, supposent à la poussée du flambage, donnent une certaine aisance à la maçonnerie qui facilite la dilatation et permettant l'utilisation de deux produits réfractaires de qualités différentes dans l'épaisseur des murs. Les blocs placés à 1* extérieur, de la garniture 7 maintenus à laide d'encoches 8 sur les poutrelles d'acorhcage 1 et 5 sont reliés horizontalement et encastrés solidement avec les' blocs 9 placés du coté du feupar des pièces réfractaires 10 à double queue d'aronde qui s'ajustent dans des mortai- ses 10.
Les pièces composant cet appareillage à emboîte- ment sont moulées de façon qu'une conicité calculée permet- te du jeu en opaque point du système et, grâce au croiser ment des joints et à leur jonction au sommet, l'étanchéité reste absolue .
Il n'est pas toujours nécessaire que les pièces soient encastrées les unes dans les autres dans toutes les assises. Lorsque les piédroits sont peu élevés, des piliers ou des rangées de briques accrochés de place en
<Desc/Clms Page number 7>
place, suffisent pour empêcher les déformations. Dans les mura peu épais les queues d'aronde peuvent être supprimées et les pièces sont alors emboîtées directement sur les fera .
Dans le cas où. par suite de l'élévation de la tempé- rature des fours et des chambres de combustion, il de- , tient nécessaire pour refroidir les garnitures réfractai- rest récupérer les chaleura perdues ou pallier aux incon- vénienta des refroidissements brusques de permettre des circulations d'air froid à l'intérieur des piédroits, les' appa/reilages réfractaires et métalliques sont éta- blies. différemment .
Comme les circulations d'air réduisent considérable- . ment la températures l'intérieur des piédroits, ilsuffit que les rangées de pièces; réfractaires placées dans le même:plan que les poutrelles d'accorchage soient solide- ment emboîtées et par suite les zones de remplissage intercalées entre les assises ainsi maintenues peuvent être construites eh briques rectangulaires. L'appareilla- ge à emboîtement qui, dans les murs pleins, encastre cha- que pièce* devient inutile et un espace peut 'être facile- ment réservé, entre les zones de remplissage séparant les assises accrochées, pour laisser l'air circuler suivant les convenances et les conditions d'emploi, On peut alors considérer les piédroits comme formés de deux chemises.
Ces deux chemises séparées par une gaine d'air, sont reliées et solidement entretoisées. soit horizontalement, soit verticalement, par les assises'accrochées qui évi- tent leur flambage et cloisonnent en même temps l'espace vide qui les sépare en formant des carneaux dans lesquels; l'air passe libremnt .
Les appareillages, métalliques extérieurs employés dans les murs creux: sont à peu près identiques à ceux des
<Desc/Clms Page number 8>
murs pleins. Les poutrelles dtaccrochage assemblées sur des cadres métalliques fixes qui constituent la charpente et assurent la rigidité de tout le système, sont horizon- tales ou verticales suivant le sens de la circulation de l'air et noyées dans la chemise extérieure . D'autre parti la gaine d'air séparant les deux chemises composant le piédroit est utilisée pour loger une armature de là chemise intérieure qui maintient l'aplomb de celle-ci tout en permettant les mouvement de dilatation et de re- trait .
Enfin les systèmes d'accrochager servant à entretoiser la chemise intérieure sont assemblés, par l'intermédiaire des poutrelles d'accrochage et parallèlement à elles sur les appareillages métalliques extérieurs et varient par suite de mime suivant que la circulation de lTair est horizontale ou verticale
Ces différentes dispositions peuvent être réalisées de la façon suivante
Lorsque la circulation de l'air doit être horizontale (fig. 9 à 12), les poutrelles d'accrochage extérieures ,la sont noyées horizontalement dans la maçonnerie de la chemise extérieure 13 du piédroit, qui peut être faite en briques rouges . Les pièces accrochées de la chemise in térieure 14 sont toutes enfilées dans des barres rondes en fonte 15 maintenues dans des boites à murailles 16 .
Ces boîtes à murailles reliées aux poutrelles d'accrocha- ge par des oreilles 17 encastrées dans des piliers 18 en briques réfraciaires. supportent et fixent solidement ces tonds qui peuvent 'être ainsi démontés facilement et conservent toute liberté pour se dilater.
Des pièces réfractaires 19 percées d'un trou de quelques millimètres de diamètre par lequel elles sont suspendues sur les ronds en fonte , oscillent autour de cet axe. d'un côté, elles
<Desc/Clms Page number 9>
sont juxtaposées à la chemise extérieure et de l'autre, elles reoouvrent la chemise intérieure du piédroit sur toute son épaisseur.' Ces pièces cloisonnent ainsi les deux chemises séparées par une gaine d'air 20 et les entretoisent tout en permettant de légers mouvements dans le sens vertical ,Entre les assises formées par les pièces suspendues 19, les zones de remplissage de la chemise intérieure sont formées de briques réfractai- res rectangulaires qui,
se trouvent exposées au feu sur l'une de leurs faces et refroidies de l'autre. Pour donner un peu de' fruit à la paroi du coté du feu, il est préférable de placer, à la base des briques plus longues qu'à la partie supérieure et la longueur desièces sus- pendues est réduite proportionnellement .
Les boîtes à murailles portent un crochet 21 soute- nant un fer rond 22 dans lequel s1enfilent' deux pièces réfractaires 23 délimitant un carneau de circulation d'air 24 au droit des piliers de façon à éviter que 1' .assise en pièces réfractaires suspendues ne soit inter- rompue en face des boîtes à murailles . Les poteaux d*angles peuvent être constitués par deux fers "U" accolas 25 dont l'un porte sur son ême une cornière rivée 26.
Dans ces angles, la'chemise extérieure comporte un massif 27 pour contenir les boîtes à murailles placées à l'ex- trémité des piédroits et garnir le poteau d'angle . Les poteaux intermédiaires 28 consolidant les poutrelles d'accrochage le long du piédroit ne sont plus encastrée dans les poutrelles horizontales comme dans les murs pleins .Placés en dehors de la chemise extérieure, ces poteaux intermédiaires sont reliés aux poutrelles d'ac- oroohage horizontales par quatre boulons et leur flam- bage est compensé par un matelas en bois dut et des rondelles Belleville ,
<Desc/Clms Page number 10>
Lorsque la circulation de l'air doit être verticale (fig.
15 à 19) les poutrelles dtaccrochage 29 sont disposées dans le même sens sur toute la hauteur du piédroit et encastrées dans des piliers 30 distants de un mètre environ, qui s'avancent jusqu'à la chambre de combustion et sont formés de pièces réfractaires à emboîtement comme les murs pleins décrits précédemment.
Les zones de remplissage 31. comprises entre ces piliers sont faites en briques rouges dans la chemise extérieur re 32 et en briques réfraires rectangulaires dans la chemise intérieure 33, L'air circule dans le carneau
34 formé entre des deux chemises et les piliers. En outrée, pour éviter le flambage, les zones de remplis- sage de la chemise!intérieure comportent de place en place, dans le sens de la hauteur, une assise de pièces accrochées en matière réfractaire 35 maintenue par une barre ronde en fonte 36 comme dans la circulation horizontale, mais ces pièces sont plus caurtes car au lieu de cloisonner la gaine d'air elles doivent la rétrécir le moins possible .
Les ronds en fonte sont fixés dans des bottes à murailles 37 placées dans les piliers et formées de pièces réfractaires renforcées par des fers plats ,
Ces différents systèmes d'accrochage permettent de construire des piédroits qui offrent une très grande résistance aux renversements tout au moins tant quTils ne sont pas désagrégés par la fusion des produits réfrac- taires .
Par contre, les mouvements dans le sens de la hauteur des piédroits sont seulement limités par la pe- santeur qui les rend réversibles et dans le sens de la longueur, les mouvements peuvent être facilités dans la limite où ils spnt nécessaires, par l'emploi de joints de dilatation que les fumistes ménagent au moment de la
<Desc/Clms Page number 11>
construction ,
Parmi les variantes que peut présenter l'invention, les fig.
20 à 23 montrent une nouvelle disposition des boîtes 16 tendant à renforcer les assises accrochées ,
Pour éviter que les barres rondes 15 n'échappent par suite de la montée des piédroits, la face 51 de la boite à murailles 16a coté opposé aux oreilles 17, est entièrement fermée et l'ouverture 52 pour le passa- ge des barres est ménagée dans la face supérieure 53 Les dalles d'accrochage,protant les barres rondes peuvent ainsi monter ou descendre de 10 à 12 centimè- tres, et, par suite, donner lieu à des mouvements qui dépassent les"variât ions de dimensions auxquelles peu- vent donner lieu les piédroits les plus élevés par suite de. leur dilatation ou de leur retrait sous l'in- fluence des différences de température .
Le crochet 21 soutenant le fer rond 22 qui, dans le dispositif .des- fig. 10 à 12, maintient les pièces 23 est supprimé. Les pièces réfractaires analogues et 23a sont coniques/retenues par les dalles adjacentes 19a de conicité inverse qui sont enfilées dans les barres rondes ,
Pour mieux réister au travail de cisaillement résultant des mouvements des piédroits, les dalles d'accrochage 19 ont une grande hauteur et une épaisseur réduite
Les barres rondes 15 peuvent d*autre part être remplacées par des barres de section quelconque, par des poutres creuses ou par des tubes de chaudière , De plus, en vue de refroidir les boîtes à murailles et les pièces réfractaires du système d'accorchage, d'ob- tenir par suite une meilleure conservation de ce système,
d'abaisser la température dans les carneaux d'air et au besoin de réchauffer une partie de lea-u. d'alimentation '
<Desc/Clms Page number 12>
de la chaudière, on peut établir une circulation dteau dans ces tubes ,
Les principales dispositions envisagées à cet effet sont représentées aux fig, 24 à 27.
Le tube 54 destiné à l'accrochage des briques est refroidi par l'eau venant d'un collecteur 55 qui, après avoir traversé le tube 54, est renvoyée dans un deuxiè- me collecteur. La tuyauterie réunissant le tube d'ac- crochage 54 au collecteur 55 placé à l'extérieur du piédroit comporte, à son entrée dans le carneau de cir- culation d'air, entre les deux chemises constituant le piédroit, une pièce d'étanchéité 56 qui permet les variations dé niveau du tube 54 consécutives aux mou- vements verticaux des parois au contact du feu. Les différentes sections de tubes d'accrochage sont reliées entre elles, dans la longueur du piédroit, par des cou- des flexibles formés par un tube d'acier 57 recourbé en ? et par les extrémités étirées 58 des tubes d'accro- chage.
La liaison estassurée par des brides 59 d'un diamètre inférieur à la section des trous des pièces réfractaires afin d'en faciliter le passage .Pour maintenir solidement tout l'appareillage, les boîtes à murailles 16b épousent la forme des .tubes coudés-. Les collecteurs distribuant leau dans les tubes d'accror- chage sont alimentés par un réservoir, et une pompe fonctionnant à faible pression assure une circulation continue. Des regards ménagés à l'extrémité de chaque carneau, dans la paroi extérieure, permettent, en cas de fuite et jusqu'à ce que la réparation soit possible, d'arrêter sans grand inconvénient, la circulation de l'eau dans une série de tubes .
Suivant une autre variante représentée fig. 28 à 22, les boîtes à murailles sont modifiées de manière
<Desc/Clms Page number 13>
à éviter la réduction de la section du carneau de circulation produite par les piliers 18 (fig, 5) dans lesquels ces; boîtes sont encastrées. Les poutrelles d'accrochage 18 noooupant plus alors toute lépais- saur du mur extérieur 13 du piédroit, il en résulte que les nouvelles bottes 16c accrochées après elles par les oreilles 17 se trouvent également noyées dans la partie arrière de oe mur 13 . Pour permettre néanmoins le montage dans dea conditions analogues des pièces réfraotairea 19 enfilées sur une barre ronde 15,
ces bottes 16c présentent symétriquement doux larges ouver- tures 63 dans chacune desquelles deux bossages 64 font saillie sur la face arrière ,Ces bossages présentent intérieurement un!profil circulaire de manière à servir de palier d'oscillatin au noyau cylindrique 65 soli- daire de l'agrafe 66 introduite entre elles . Ces agra- fes, qui sont soutenues d'autre part par la rampe 67 ménagée à la partie, inférieure de la boîte 16b, peuvent ainsi suivre les mouvements verticaux résultant de la dilatation et du retrait de la paroi intérieure de la chambre de combustion .Elles sont percées à l'ar- ri ère en 68 pour le passage des barres 15 dans lesquel- les sont enfilées dans les conditions ordinaires, les pièces réfractaires 19 .
Suivant un/eutré perfectionnement, les zones de remplissage entre les assises de pièces accrochées sont consolidées à l'aide d'armatures verticales suspendues sur deux barres rondes horizontales 15 .
Ces armatures sont constituées par des pièces en fonte 69 à section en T suspendues à deux barres 15 disposées l'une au-dessus de l'autre par deux bielles 70 enfilées sur ces barres et permettant de légers mouvements verticaux. Ces pièces 69 dont la hauteur
<Desc/Clms Page number 14>
correspond aux zônes de remplissage sont placées en quinconce tous les deux ou trois mètres et reposent à leur partie inféreieur sur des pièces réfractaires 71 formant console . Sur ces pièces 69 viennent s'en- castrer des pièces réfractaires 72 et 72a présentant une mortaise en T et ayant une forme dissymétrique de façon à faciliterile croisement des joints des briques qui les entourent .
Un léger décrochement 73 de la che- mise extérieure du piédroit compense la réduction de section des carneaux,de circulation d'air au droit des assises ainsi verticalement accrochées .
Enfin, le système d'accrochage à l'aide de pou-', trelles horizontales et de pièces d'emboîtement prévu (fig. 1 à 5) pour la construction des murs pleins peut être modifié très simplement pour ménager des circula- tions d'air horizontales ou verticales de faible sec- tion permettant d'abaisser la température des parois et de récupérer par l'échauffement de l'air une partie de la chaleur .
Il suffit à cet effet de remplacer les pièces 10 â double queue dtaronde par des pièces 10a ou 10b dans lesquelles les queues d'aronde sont séparées par une partie de plus grande largeur sur laquelle viannent prendre appui les assises 7 et 9 du piédroit. Les piè- ces 10a (fig. 33) sont empilées vertioalement et déter- minent des carneaux de circulation verticale 61. Les pièces 10b (fig. 24)sont disposées en assises horizon- tales et déterminent des carneaux de circulation hori- zontale 68 .
L'invention bien entendu n'est pas d'ailleurs limitée aux dispositions constructives décrites et représentées qui nont été choisies qu'à titre d'exem- ple et peuvent évidemment subir des modifications de
<Desc/Clms Page number 15>
détail pour s*adapter' aux différents types de fours et de foyers
1 REVENDICATIONS
1 - Piédroit de four, chambres de combustion et autres, caractérisé en ce qu'il comprend des assises dont les éléments de maçonnerie sont accrochés par des encoches (8) au moins sur l'une de leur faces, sur des poutrelles d'accorcnag (1,6,12,29) solidaires de la charpente du four,
de façon à permettre le déplacement de ces éléments sous l'effet de la chaleur dans les directions autres que celle de l'épaisseur du piédroit.
2 - piédroit suivant 1 , caractérisé en ce que lesdites poutrelles d'accrochage (1) sont supportées horizontalement et assemblées librement, par exemple ' par mortaises, sur les poteaux (2) de la charpente, de façon à pouvoir se déplacer verticalement ,
3 - Piédroit suivant 2 . caractérisé en ce que les éléments de maçonnerie sont en outre assemblés entre eux par emboîtement au moyen de pièces (10), par exemple à double queue d'aronde, en matière réfractaire et laissant un certain jeu ,
4 - Piédroit à circulation d'air suivant 2 ou 3 , caractérisé en oe que..lorsque la circulation dair est horizontale, le's poutrelles d* accrochage horizon- tales sont noyées dans une chemise extérieure (13) et les éléments:
accrochés (19) servant d'entretoises entre cette chemise extérieure et une chemise intérieure (14) sont enfilés sur des barbes rondes' (15) supportées par des bottes à murailles (16) d'une part accrochées aux poutrelles d'accrochage (12) et d'autre part encastrées dans des piliers de briques réfractaires (18) .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to the equipment of the piers for the construction of furnaces or. combustion chambers
The temperatures developed in modern furnaces and fireplaces, the vortex of flames which result from the use of the blown air, the chimney draft of which is incapable of stopping the gyratory movement, the zones of local overpressures which form consequently constantly in certain points and cannot enter into equilibrium with the depression existing in the rest of the hearth, reduce the duration of the refractory linings to such an extent that their disintegration can become, in certain operations, the cause of serious disappointments.
In many types of furnaces: or combustion chambers, the setting reserved for. masonry having to remain absolutely rigid, the measures adopted in metallurgy to compensate for expansion, such as the use of circles or reinforcements with springs are impractical
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention relates to construction prooédés of the piers of furnaces and combustion chambers based on other principles.
These prooédés consist in connecting the parts which make up the piers to each other and to metal reinforcements by fastening systems which differ according to whether the shapes of the furnaces of the combustion chambers or of the boilers lead to placing these reinforcements horizontally or vertically, and depending on whether the piers are solid or hollow, with air circulation, but in all cases have a lot of flexibility, avoid deformation of masonry and facilitate expansion or retraction movements.
In addition to the improvement in efficiency which results from it, the possibility of constructing cavity walls is moreover particularly interesting because the attack of the refractory products by the molten ash and their softening under the inaction of high temperatures, are considerably. : reduced when each brick, instead of being heat insulated in a solid wall, can continuously yield even a small part of the calories it absorbs continuously.
, Whether the walls are solid or hollow, the movements of the bricks in the thicknesses of the piers are the only ones that need to be prevented in order to avoid their falling while it is essential, on the other hand, to eliminate causes of deformation or bursting, to facilitate other movements.
In solid walls, buckling is prevented by interlocking equipment; in hollow walls with horizontal circulation, cast iron rods blocked on the stops of the wall boxes, are sufficient to prevent the inner liner
<Desc / Clms Page number 3>
does not learn a convex shape; in the hollow mura with vertical circulation, pillars reinforced by a few hanging foundations, also prevent deformation.
The invention also includes a few varian. your object. {in the case 'of hollow walls with horizontal air circulation: to reinforce hooked bases, to give more amplitude to the vertical movements of the wall which is in contact with the oven, to allow the replacement of round anchoring bars by tubes with water circulation; to modify the position of the wall boxes and the method of fastening the reinforcing rings in these boxes so as to avoid reductions in the section of the traffic flues in line with these boots;
finally to add vertical reinforcements - to consolidate the filling zones, in the device provided for the construction of the solid walls to modify the shape of the, double dovetail casing pieces so, the rest of the construction. truotion being identical, to spare, in such walls, small horizontal or vertical air circulations.
Other characteristics of the invention will moreover result from the description which follows:
In the appended drawing which represents, by way of example, a practical embodiment of these different processes:
Figure 1 is a sectional elevation of a solid pedestal in the case of horizontal tie beams;
FIG. 2 is a section along the axis A-A of FIG. 1;
Figure 3 is a section along the axis B-B of Figure 2;
<Desc / Clms Page number 4>
FIG. 4: is a perspective view of this same right post during assembly;
FIG. 5 is a horizontal section of the um of the angles of this same side wall;
FIG. 6 is an elevational view of a solid pedestal in the case of vertical tie beams;
Figures 7 and s are sections along the axes C-C and D-D of figure 6; FIG. 9 is a perspective view of a portion of a side wall with horizontal circulation;
Figures 10, 11 and 12 are vertical sections of the same device along the axes E-E, F-F, G-G of Figure 13;
Figures 13 and 14 are horizontal sections along the axes H-H, J-J of Figure 10;
FIG. 15 is a perspective view of a portion of a side wall with vertical air circulation;
Figure 16 is! a vertical section along the K-K axis of FIG. 19;
Figures 17 and 18 are vertical sections taken along the L-L and M-M axes of Figure 16;
Figure 19 is a horizontal section along the N-N axis of Figure 16
Figures 20, 21 and 22 are vertical sections along the axes O-O, P-P, Q-Q of Figure 23 showing variants of Figures 10, 11 and 12;
Figure 23 is a section along the R-R axis of Figure 20 -
Figures 24 to 27 show the water circulation device; !
Figure 24 is a vertical section along the S-S axis of Figure 25;
Figure 25 is a horizontal section along the axis
<Desc / Clms Page number 5>
T-T of figure 26;
Figures 26 and 27 are vertical sections taken along the U-U and V-V axes of Figure 24;
Fig. 28 is a perspective view showing another arrangement of the wall boxes;
Figure 29 is a horizontal section of the side wall showing these wall boxes and the vertical frames, taken along the X-X axis of Figure 30;
Figure 30 is a vertical section taken along the Y-Y axis of Figure 29;
Figure 31 is a corresponding elevation view;
Figure 32 is a vertical section through the Z-Z axis of Figure 29;
Fig. 33 is a horizontal section showing the modification of the casing pieces to allow vertical circulation;
Figure 34 is a vertical section in the case of horizontal circulation.
The metal fittings of the piers shown in figures / 5 8 consist of rigid metal frames in which the hanging beams are assembled, either vertically or horizontally, depending on the shape of the furnaces, combustion or boilers. These girders are embedded in the masonry and formed by irons on the wing of which the refractory pieces are firmly embedded using mortises.
These joists can be horizontal or vertical.
The horizontal hooking beams 1 (fig. 1 to 5) having to follow the movements of the masonry, are maintained by intermediate posts formed by irons "1" 2 and by angular posts 3 (figure 5) made up of
<Desc / Clms Page number 6>
of an "I" 4 iron and a "U" 5 iron side by side, Instead of being fixed using rivets or bolts, the horizontal beams have notches at their ends which fit into the wing of the pole irons and give them the possibility of going up or down to follow the movement of the masonry.
The vertical hanging beams 6 in common use (fig. 6 to 8) do not have any special characteristics because the mortises and refractory pieces give enough play so as not to oppose slight displacements.
The refractory fittings of these solid piers are formed of interlocking pieces or blocks which are always found hanging on at least one side.
These devices prevent the bricks from coming apart, assume the thrust of buckling, give a certain ease to the masonry which facilitates expansion and allows the use of two refractory products of different qualities in the thickness of the walls. The blocks placed on the outside of the trim 7 held by means of notches 8 on the beams 1 and 5 are connected horizontally and firmly embedded with the 'blocks 9 placed on the side of the light by refractory pieces 10 double dovetail that fit into mortars 10.
The parts making up this interlocking switchgear are molded in such a way that a calculated taper allows clearance at the opaque point of the system and, thanks to the crossing of the gaskets and their junction at the top, the seal remains absolute.
It is not always necessary for the pieces to be fitted into each other in all the seats. When the piers are low, pillars or rows of bricks hung from place to place.
<Desc / Clms Page number 7>
place, are sufficient to prevent deformation. In thin mura the dovetails can be omitted and the pieces are then nested directly onto them.
In the case where. due to the rise in the temperature of the furnaces and combustion chambers, it remains necessary to cool the refractory linings to recover the lost heat or to alleviate the drawbacks of sudden cooling of allowing circulations of 'cold air inside the piers, refractory and metal fittings are in place. differently.
As the air circulations reduce considerably-. The temperature inside the piers is sufficient for the rows of rooms; refractories placed in the same plane that the anchoring beams are firmly interlocked and consequently the filling zones interposed between the courses thus maintained can be constructed of rectangular bricks. The interlocking apparatus which, in solid walls, fits every room * becomes unnecessary and a space can be easily reserved, between the filling zones separating the hanging seats, to let the following air circulate. the conveniences and the conditions of employment, One can then consider the piers as formed of two shirts.
These two shirts separated by an air duct, are connected and firmly braced. either horizontally or vertically, by the fastened bases which prevent them from buckling and at the same time partition the empty space which separates them by forming flues in which; the air passes freely.
The external metal devices used in cavity walls: are almost identical to those of
<Desc / Clms Page number 8>
solid walls. The hanging beams assembled on fixed metal frames which constitute the framework and ensure the rigidity of the entire system, are horizontal or vertical depending on the direction of air circulation and embedded in the outer jacket. On the other hand, the air duct separating the two liners making up the side wall is used to house a reinforcement of the inner liner which maintains the plumb of the latter while allowing the expansion and retraction movements.
Finally, the hooking systems used to brace the inner liner are assembled, via the hooking beams and parallel to them on the exterior metal fittings and therefore vary depending on whether the air circulation is horizontal or vertical.
These different arrangements can be made as follows
When the air circulation must be horizontal (fig. 9 to 12), the exterior hanging joists, la are embedded horizontally in the masonry of the outer jacket 13 of the side wall, which can be made of red bricks. The parts attached to the inner liner 14 are all threaded into round cast iron bars 15 held in wall boxes 16.
These wall boxes connected to the hanging beams by lugs 17 embedded in pillars 18 made of refractory bricks. support and firmly fix these tubes which can thus be easily disassembled and retain freedom to expand.
Refractory pieces 19 pierced with a hole a few millimeters in diameter through which they are suspended on the cast iron rods, oscillate around this axis. on one side, they
<Desc / Clms Page number 9>
are juxtaposed to the outer jacket and on the other, they reopen the inner liner of the side wall over its entire thickness. ' These parts thus partition the two liners separated by an air duct 20 and spacer them while allowing slight movements in the vertical direction, Between the courses formed by the suspended parts 19, the filling zones of the inner liner are formed of rectangular refractory bricks which,
are exposed to fire on one side and cooled on the other. To give some fruit to the wall on the side of the fire, it is preferable to place longer bricks at the base than at the top and the length of the hanging pieces is reduced proportionally.
The wall boxes carry a hook 21 supporting a round iron 22 into which are threaded two refractory pieces 23 delimiting an air circulation flue 24 at the level of the pillars so as to prevent the base of suspended refractory pieces from falling. or interrupted in front of the wall boxes. The corner posts can be formed by two "U" irons joined 25, one of which carries on its same a riveted angle 26.
In these angles, the outer jacket has a frame 27 to contain the wall boxes placed at the end of the piers and to garnish the corner post. The intermediate posts 28 consolidating the hanging joists along the side wall are no longer embedded in the horizontal joists as in the solid walls. Placed outside the outer jacket, these intermediate posts are connected to the horizontal mounting joists by four bolts and their buckling is compensated by a dut wood mattress and Belleville washers,
<Desc / Clms Page number 10>
When the air circulation must be vertical (fig.
15 to 19) the hooking beams 29 are arranged in the same direction over the entire height of the side wall and embedded in pillars 30 at a distance of about one meter, which advance to the combustion chamber and are formed of refractory pieces to interlocking like the solid walls described above.
The filling zones 31. between these pillars are made of red bricks in the outer jacket 32 and of rectangular refractory bricks in the inner jacket 33. The air circulates in the flue
34 formed between the two shirts and the pillars. In addition, to avoid buckling, the filling zones of the inner liner have, in place, in the direction of the height, a seat of hooked pieces of refractory material 35 held by a round cast iron bar 36 as in horizontal circulation, but these parts are more caurante because instead of partitioning the air duct they must narrow it as little as possible.
The cast iron rings are fixed in boots with walls 37 placed in the pillars and formed of refractory parts reinforced by flat irons,
These different fastening systems make it possible to construct piers which offer very great resistance to overturning, at least as long as they are not disintegrated by the melting of the refractory products.
On the other hand, the movements in the direction of the height of the piers are only limited by the weight which makes them reversible and in the direction of the length, the movements can be facilitated in the limit where they are necessary, by the use expansion joints that the smoke operators spare when
<Desc / Clms Page number 11>
construction ,
Among the variants which the invention may present, FIGS.
20 to 23 show a new arrangement of the boxes 16 tending to reinforce the hanging seats,
To prevent the round bars 15 from escaping as a result of the rise of the piers, the face 51 of the wall box 16a side opposite the lugs 17 is completely closed and the opening 52 for the passage of the bars is made. in the upper face 53 The hooking slabs, protecting the round bars can thus rise or fall by 10 to 12 centimeters, and, consequently, give rise to movements which exceed the "variations of dimensions which can be expected. give rise to the highest piers as a result of their expansion or shrinkage under the influence of temperature differences.
The hook 21 supporting the round iron 22 which, in the device .des- fig. 10 to 12, maintains pieces 23 is deleted. Similar refractory pieces 23a are conical / retained by adjacent slabs 19a of reverse taper which are threaded into the round bars,
To better withstand the shear work resulting from the movements of the side walls, the hanging slabs 19 have a great height and a reduced thickness
The round bars 15 can on the other hand be replaced by bars of any cross section, by hollow beams or by boiler tubes, In addition, in order to cool the wall boxes and the refractory parts of the anchoring system, to obtain a better conservation of this system,
to lower the temperature in the air ducts and if necessary to heat a part of the lea-u. power '
<Desc / Clms Page number 12>
of the boiler, it is possible to establish a circulation of water in these tubes,
The main arrangements envisaged for this purpose are shown in Figs, 24 to 27.
The tube 54 intended for the attachment of the bricks is cooled by the water coming from a collector 55 which, after having passed through the tube 54, is returned to a second collector. The piping joining the fastening tube 54 to the manifold 55 placed outside the side wall comprises, at its entry into the air circulation duct, between the two liners constituting the side wall, a sealing piece 56 which allows the variations in level of the tube 54 consecutive to the vertical movements of the walls in contact with the fire. The different sections of hooking tubes are interconnected, along the length of the side wall, by flexible bends formed by a steel tube 57 bent at? and by the stretched ends 58 of the hanging tubes.
The connection is ensured by flanges 59 of a diameter smaller than the section of the holes of the refractory parts in order to facilitate their passage. To securely hold all the equipment, the wall boxes 16b follow the shape of the elbow tubes. The collectors distributing the water in the hanging tubes are fed by a reservoir, and a pump operating at low pressure ensures continuous circulation. Manholes provided at the end of each flue, in the outer wall, allow, in the event of a leak and until repair is possible, to stop the circulation of water in a series of tubes.
According to another variant shown in FIG. 28 to 22, the wall boxes are modified to
<Desc / Clms Page number 13>
to avoid the reduction of the section of the circulation flue produced by the pillars 18 (fig, 5) in which these; boxes are recessed. The hooking beams 18 no longer then the entire thickness of the outer wall 13 of the side wall, it follows that the new boots 16c hung after them by the ears 17 are also found embedded in the rear part of this wall 13. To nevertheless allow the assembly under similar conditions of the refraotairea parts 19 threaded on a round bar 15,
these boots 16c have symmetrically soft wide openings 63 in each of which two bosses 64 protrude on the rear face. These bosses have a circular profile internally so as to serve as an oscillating bearing for the cylindrical core 65 which is solidly connected to the 'staple 66 introduced between them. These clips, which are supported on the other hand by the ramp 67 provided in the lower part of the box 16b, can thus follow the vertical movements resulting from the expansion and retraction of the internal wall of the combustion chamber. They are drilled at the rear at 68 for the passage of the bars 15 in which they are threaded under ordinary conditions, the refractory pieces 19.
Following a / eutré improvement, the filling zones between the courses of hanging pieces are consolidated using vertical reinforcements suspended on two horizontal round bars 15.
These reinforcements consist of cast iron parts 69 with a T-section suspended from two bars 15 arranged one above the other by two connecting rods 70 threaded onto these bars and allowing slight vertical movements. These 69 pieces whose height
<Desc / Clms Page number 14>
corresponds to the filling zones are placed in staggered rows every two or three meters and rest at their lower part on refractory pieces 71 forming a console. On these pieces 69 are cased refractory pieces 72 and 72a having a T-shaped mortise and having an asymmetrical shape so as to facilitate the crossing of the joints of the bricks which surround them.
A slight indentation 73 of the outer casing of the side wall compensates for the reduction in the cross section of the flues, in air circulation in line with the bases thus hung vertically.
Finally, the hooking system using horizontal pulleys and interlocking pieces (fig. 1 to 5) for the construction of solid walls can be modified very simply to provide free circulation. 'horizontal or vertical air of small cross-section allowing the temperature of the walls to be lowered and part of the heat to be recovered by heating the air.
For this purpose, it suffices to replace the parts 10 â double dtaronde tail by parts 10a or 10b in which the dovetail tails are separated by a part of greater width on which viannent rest the foundations 7 and 9 of the side wall. The pieces 10a (fig. 33) are stacked vertically and determine vertical circulation flues 61. The pieces 10b (fig. 24) are arranged in horizontal courses and determine horizontal circulation flues 68.
The invention is of course not limited to the constructional arrangements described and shown which have been chosen only by way of example and can obviously be subject to modifications.
<Desc / Clms Page number 15>
detail to adapt to different types of ovens and fireplaces
1 CLAIMS
1 - Oven pedestal, combustion chambers and the like, characterized in that it comprises bases of which the masonry elements are hooked by notches (8) at least on one of their faces, on connecting beams (1,6,12,29) integral with the framework of the oven,
so as to allow the movement of these elements under the effect of heat in directions other than that of the thickness of the side wall.
2 - following pedestal 1, characterized in that said hooking beams (1) are supported horizontally and assembled freely, for example 'by mortises, on the posts (2) of the frame, so as to be able to move vertically,
3 - Next foot 2. characterized in that the masonry elements are further assembled together by interlocking by means of parts (10), for example double dovetail, made of refractory material and leaving a certain clearance,
4 - Pedestal with air circulation according to 2 or 3, characterized in that..when the air circulation is horizontal, the horizontal hanging beams are embedded in an outer jacket (13) and the elements:
hooked (19) serving as spacers between this outer jacket and an inner jacket (14) are threaded on round barbs' (15) supported by wall boots (16) on the one hand attached to the hanging beams (12 ) and on the other hand embedded in pillars of refractory bricks (18).
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.