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FOURS A PLUSIEURS CHAMBRES NOTAMMENT POUR LA DISTILLATION A BASSE TEMPERATURE DE MATIERES CARBONI - FERES.
Lorsqu'on se propose de chauffer des matières no - tamment pour les distiller, en les mettant en contact avec des fluides chauds, il est avantageux de réaliser un chauf - fage méthodique en mettant les matières successivement en contact avec des gaz dont les températures s'étagent suivant la loi voulue. Par exemple, on a souvent à effectuer le chauffage à contre-courant, où les fluides chauds et les ma - tiéres à traiter circulent en sens inverse les uns des autres.
L'invention décrite ci-dessous est relative à un type de four permettant le chauffage méthodique de matières telles que charbons, lignites, agglomérés de charbon etc...
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en vue de les distiller à basse température par exemple à 6000 C.
JusQU'à présent la plupart des fours construits dans ce but ont été des fours à une seule chambre, fours tunnels ou tournants dans lesquels le fluide chauffant entre constamment à la même extrémité pour sortir à l'autre, tandis que la matière à traiter est dans déplacée mécaniquement dans le four : mais/ce type de four, les organes mécaniques sont exposés à s'avarier s'ils sont soumis à une température de l'ordre de
500 C.
Soit des fours à plusieurs chambres séparées dans lesquels la matière à traiter reste immobile, tandis que les points d'entrée et de sortie du fluide chauffant varient constamment, de façon à faire varier la température d'une même chambre suivant la loi vou - lue ; mais ces fours ont l'inconvénient de faire varier la température des parois qui, de ce fait, se détériorent et d'avoir un mauvais rendement thermique.
.Le four qui fait l'objet de la présente invention comporte plusieurs chambres séparées, généralement dis- posées à la même hauteur et que les fluides traversent de façon que les températures s'étagent suivant la loi convenable; les matières à traiter fixes pendant chaque stade de chauffage sont entre chaque stade transportées d'une chambre à l'autre.
L'auteur de l'invention a constaté que pour éviter une perte importante de calories lors de l'ouver- ture des chambres il est nécessaire que l'ouverture se fasse par le bas. Aussi la manutention mécanique des charges est-elle réalisée de la manière suivante.
Les charges de chaque chambre sont contenues chacune dans une benne dont la paroi peut être ou non perforée. Les dimensions des bennes sont approximativement
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celles de l'intérieur des chambres. Les fonds des chambres sont formés par des planchers mobiles en hauteur ; par exemple ces planchers peuvent être montés sur les pistons de verins verticaux placés au-dessous des chambres, et ces planchers peuvent s'abaisser suffisamment pour dégager les bennes hors des chambres du four. Les diverses chambres d'un four sont géné - rarement disposées à une même hauteur du sol et lorsque les planchers des chambres sont descendus, les bennes sont déplacées horizontalement, par exemple au moyen d'une plaque tournante ou d'un chassis roulant. Ce châssis peut recevoir son mouvement d'avancement au moyen de vérins.
Ainsi une benne issue d'une chambre se trouve portée au dessous de la chambre suivante et elle y est introduite lorsque les planchers des chambres sont remontés verticalement.
Les fluides servant au chauffage de la matière pénètrent dans chaque chambre par une ouverture fixe et ressortent par une autre qui est également fixe. De préférence, la vapeur traverse de haut en bas la matière contenue dans chaque chambre. Des dispositifs spéciaux assurent l'étanchéité de la fermeture des plachers et des joi.nts grâce auxquels les fluides sont forcés de traverser la matière.
Par exemple certaines canalisations peuvent venir déboucher dans un ou plusieurs collecteurs annulaires, disposés autour de la chambre du four et ouverts vers le bas; ces collecteurs lorsque le plancher mobile est appliqué contre le bas de la chambre se trou- vent mis en communication avec la chambre par une cu - vette ménagée à l'intérieur du plancher et dont le re - bord, en s'appliquant contre la paroi correspondante de la chambre annulaire, assure l'étanchéité du joint.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessous, et re-
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présenta au dessin annexé un mode de réalisation d'un tel four.
La figure 1 est une coupe longitudinale verti- cale de l'installation complète, la quatrième chambre est représentée en élévation.
La figure 2 est une coupe transversale de cette installation.
Cette coupe est prise: partie gauche de la fi - cure suivant la ligne AA de la fig. 1 partie droite de cette figure suivant la ligne BB de cette figure 1.
La figure 3 est une vue en plan de l'installation avec indication schématique du circuit suivi par la vapeur.
La figure 4 représente en détail, en coupe verticale, les parties correspondantes formant joint, de la partie inférieure d'une des chambres, et du pla - teau formant fond qui coopère avec elle. La'partie gauche de la figure est une coupe prise suivant la ligne CC de la fig. 3, et la partie droite une coupe prise suivant la ligne DD de cette figure. La chambre et le plateau sont représentés à petite distance l'un de l'autre, pour plus de clarté.
L'installation représentée, sur le dessin ci- joint comporte quatre chambres a,b,o,d, chauffées à la vapeur comme cela sera exposé ci-dessous.
Ces quatre chambres sont ouvertes leur partie inférieure pour qu'on puisse y enfourner les bennes conte nant les matières à traiter.
Au-dessous de ces chambres est disposé un chas- sis roulant 1 porté par un certain nombre de roues, qui roulent sur deux rails 2. Le chassis est constitué par deux poutres longitudinales dont la longueur dépasse la longueur totale des quatre chambres d'une quantité égale
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à la longueur d'une chambre.
Ces poutres sont entretoisées convenablement.
Ce ohassjs peut être poussé longitudinalement par des poussoirs hydrauliques (non représentés sur le dessin). L'amplitude de ce mouvement qui est limité par des butoirs 3, est égale à la longueur d'une quelconque des chambres.
Dans une de ses positions extrêmes l'une des extrémités de ce chassis est disposée au-dessus du point d'enfournement (à gauche sur le dessin). Dans l'autre de ses positions extrêmes, l'autre extrémité de ce chassi.s est disposée au-dessus du point de défourne- ment ( à droite sur le dessin).
Au-dessous de chacune des chambres, et au-des- sous des points d'enfournement et de défournement sont disposés des vérins hydrauliques 4.
Les matières à traiter sont disposées dans des bennes 5 à parois perforées qui remplissent à peu près l'espace contenu dans les chambres du four- Ces bennes sont amenées à l'endroit d'enfournement sur le wagonnet 6 qui roule sur une voie perpendiculaire à la direction longitudinale de l'installation. Cette voie passe sur un plateau 7 porté par le vérin hydraulique 4 disposé à l'endroit de l'enfournement. Le wagonnet étant arrêté sur le plateau, et le châssis roulant étant dans la position telle que son extrémité gauche ne soit pas disposée au-dessous de l'endroit d'enfourne- ment, on soulève l'ensemble du wagonnet et de la benne au moyen du vérin hydraulique. Lorsque le chassis rou- lant a été ramené à la position pour laquelle son extré- mité gauche est au-dessous de l'endroit d'enfournement, on abaisse le vérin hydraulique.
La benne pendant le mouvement de descente reste accrochée au chassis roulant
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par un dispositif d'accrochage approprié, (tel que celui représenté par exemple en 8, fig.2 moitié droite de la figure). Le wagonnet, au contraire accompagne le plateau dans son mouvement descendant et peut ensuite être éva - cué sur sa voie de roulement. Il convient bien entendu, de disposer des organes d'arrêt pour maintenir le wa - gonnet sur le plateau pendant le mouvement de celui-ci..
La benne étant accrochée au chassis roulant, le déplacement de celui-ci vers la droite a pour effet de l'amener au-dessous de la première chambre a au-dessus du plateau 9 du vérin hydraulique disposé en cet endroit.
En actionnant le vérin on soulève le plateau qui vient en contact avec la benne, et qui entraine cette benne vers le haut en la dégageant du chassis roulant.
Ce mouvement se continue jusqu'à ce que la benne soit complètement enfournée dans la chambre du four, le pla- teau du vérin, fermant alors de façon étanche cette chambre, comme cela sera expliqué ci-dessous.
Les matières contenues dans la benne sont alors soumises au traitement par la vapeur, de la manière qui sera décrite plus en détails dans ce qui suit.
Après que les matières ont subi le traitement voulu, on abaisse le plateau et la benne au moyen du vérin jusqu'à ce que la benne s'accroche au châssis rou- lant qui entre temps a été à nouveau déplacé jusqu'à sa position extrême à gauche.
En déplaçant à nouveau les chassis roulant vers la droite, on amène la benne sous la seconde chambre où les mêmes opérations recommencent et ainsi de suite jusqu'à ce que la benne ait été traitée successivement dans toutes les chambres. Finalement cette benne est poussée jusqu'à l'endroit de détournement à droite, où elle est disposée sur un wagonnet d'évacuation 10. Ce
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détournement et cette évacuation se font suivant la marche exactement inverse de celle qui a été suivie pour l'enfournement des bennes.
Bien entendu, les bennes sont amenées successive- ment au four, à une cadence régulière, de manière que l'enfournement et le défournement de ces bennes dans les différentes chambres se fassent simultanément, ainsi que leur déplacement vers la droite sur le chas - sis roulant.
Des dispositifs de contrôle et d'enclenchement sont prévus pour faire que les manoeuvres aient lieu dans la succession ou la simultanéité voulues et pour couper et dériver la circulation de la vapeur à travers les chambres pendant leur ouverture.
Toujours à titre d'exemple sont décrits ci.-des- sous en détail les chambres proprement dites et leurs dispositifs de fermeture et d'étanohéité.
Chaque chambre est constituée par un pot mé- tallique 11 cylindrique ouvert à sa partie inférieure et comportant à sa partie supérieure un orifice central 12 dans lequel débouche le tuyau d'arrivée de la vapeur.
Ce pot est entouré d'une masse calorifuge 13. Autour du pot et à sa partie inférieure es;t ménagée une cham- bre annulaire (voir en particulier fig.4) dans laquelle viennent déboucher en quatre points placés au sommets d'un carré les autres tuyaux d'évacuation 14 de la va - peur qui se réunissent pour constituer le tuyau d'arri - vée de la vapeur dans la chambre suivante.
La chambre annulaire s'ouvre vers le bas suivant un orifice également annulaire 15 comme on peut le voir en fig.4.
Cette chambre est destinée à être mise en communi- cation avec la chambre centrale lorsque le plateau qui
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porte la benne est appliqué à la partie inférieure de cette chambre. A cet effet ce plateau qui a la forme représentée fig. 4, comporte un évidement 16 en forme de cuvette dont le bord arrondi 17 vient s'appliquer de façon étanche contre la paroi correspondante de la chambre annulaire lorsque le plateau a atteint sa position la plus élevée. En même temps une plaque également annulaire 18 faisant corps avec le plateau vient s'appliquer contre le bord inférieur de la chambre centrale et contre le bord interne de la cham- bre annulaire qui est ainsi mise en communication avec la chambre centrale par l'intermédiaire de la cuvette.
La vapeur qui arrive dans le pot par l'ouverture centra- le supérieure est ainsi obligée de traverser les ma - tières contenues dans la benne pour arriver à la cuvette et de là aux tuyaux d'évacuation.
La vapeur peut décrire un circuit fermé et partant d'un surchauffeur 19, passer dans le 3 pot c, puis traverser le deuxième, puis le premier pot, pas- ser ensuite par le quatrième pot pour arriver par un tuyau 20 à un turbo-surpresseur 21 qui la renvoie au surchauffeur.
C'est alors dans la troisième chambre que règne la température la plus élevée.
La température va en croissant de la première à la troisième chambre qui sont les chambres de tr,i - tement et de distillation proprement dites. Le passage dans la quatrième chambre, dans laquelle règne une tem- pérature plus basse, sert simplement à refroidir les matières traitées, avant de les renvoyer.
Sur les canalisations de vapeur allant du 3 pot au 2 , du 2 au 1 et du 1 au 4 peuvent être interca- lés des deshuileurs 22. Sur la canalisation allant du
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surchauffeur au troisième pot peuvent être dérivés des canalisations auxiliaires 23 munies de robinets, et allant au dième et au premier pot; ces canalisa- tions permettent d'injecter directement de la vapeur provenant du surchauffeur dans les deux pots et de régler par suite la température dans ces pots.
On peut prévoir également d'autres dispositifs tels qu'une canalisation 24 permettant d'injecter dans la tuyauterie allant du 1 pot au quatrième, de la va - peur saturée provenant d'un surpresseur, une soupape d'échappement 25 disposée à la sortie du 4 pot pour évacuer les excédents de vapeur une canalisation pour alimenter le surchauffeur en cas de panne du turbor cette prise de vapeur donnant par l'intermédiaire d'un détendeur de la vapeur à la pression voulue,etc... le dispositif décrit ci-dessus l'a été simple - ment à titre d'exemple, et il est clair qu'on peut y apporter de nombreuses modifications sans sortir du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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MULTI-CHAMBER OVENS, ESPECIALLY FOR LOW TEMPERATURE DISTILLATION OF CARBONI-FERROUS MATERIALS.
When it is proposed to heat materials, in particular for distilling them, by bringing them into contact with hot fluids, it is advantageous to carry out methodical heating by placing the materials successively in contact with gases whose temperatures s 'tier according to the desired law. For example, we often have to perform countercurrent heating, where the hot fluids and the materials to be treated flow in the opposite direction to each other.
The invention described below relates to a type of furnace allowing the methodical heating of materials such as coals, lignites, coal agglomerates, etc.
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with a view to distilling them at low temperature, for example at 6000 C.
Until now most of the furnaces built for this purpose have been single chamber furnaces, tunnel furnaces or rotary furnaces in which the heating fluid constantly enters at the same end to exit at the other, while the material to be treated is in mechanically displaced in the furnace: but / this type of furnace, the mechanical parts are liable to deteriorate if they are subjected to a temperature of the order of
500 C.
Or ovens with several separate chambers in which the material to be treated remains immobile, while the entry and exit points of the heating fluid vary constantly, so as to vary the temperature of the same chamber according to the desired law. ; but these ovens have the drawback of varying the temperature of the walls which, as a result, deteriorate and have poor thermal efficiency.
The furnace which is the object of the present invention comprises several separate chambers, generally arranged at the same height and which the fluids pass through so that the temperatures are staggered according to the appropriate law; the materials to be treated fixed during each stage of heating are between each stage transported from one chamber to another.
The author of the invention has observed that in order to avoid a significant loss of calories during the opening of the chambers, it is necessary for the opening to be made from the bottom. Also the mechanical handling of the loads is carried out as follows.
The loads of each chamber are each contained in a bucket, the wall of which may or may not be perforated. The dimensions of the bins are approximately
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those of the interior of the rooms. The funds of the rooms are formed by movable floors in height; for example these floors can be mounted on the vertical cylinder pistons placed below the chambers, and these floors can be lowered sufficiently to release the buckets from the oven chambers. The various chambers of an oven are generally rarely arranged at the same height from the ground and when the floors of the chambers are lowered, the buckets are moved horizontally, for example by means of a turntable or a rolling frame. This frame can receive its forward movement by means of jacks.
Thus a skip from one room is carried below the next room and it is introduced there when the floors of the rooms are raised vertically.
The fluids used to heat the material enter each chamber through a fixed opening and exit through another which is also fixed. Preferably, the vapor passes from top to bottom through the material contained in each chamber. Special devices ensure the sealing of the closure of the plachers and the joints through which the fluids are forced to pass through the material.
For example, certain pipes may come to lead into one or more annular collectors, arranged around the oven chamber and open downwards; these collectors, when the movable floor is applied against the bottom of the chamber, are placed in communication with the chamber by a basin formed inside the floor and the edge of which rests against the wall corresponding to the annular chamber, seals the seal.
By way of example, we have described below, and re
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presented in the accompanying drawing an embodiment of such an oven.
Figure 1 is a vertical longitudinal section of the complete installation, the fourth chamber is shown in elevation.
Figure 2 is a cross section of this installation.
This section is taken: left part of the fi - cure along line AA in fig. 1 right part of this figure along line BB of this figure 1.
FIG. 3 is a plan view of the installation with a schematic indication of the circuit followed by the steam.
FIG. 4 shows in detail, in vertical section, the corresponding parts forming a seal, of the lower part of one of the chambers, and of the plate forming the bottom which cooperates with it. The left part of the figure is a section taken along the line CC of FIG. 3, and the right part a section taken along the line DD of this figure. The chamber and the top are shown at a short distance from each other, for greater clarity.
The installation shown in the attached drawing comprises four chambers a, b, o, d, heated with steam as will be explained below.
These four chambers are open in their lower part so that the bins containing the materials to be treated can be placed in them.
Below these chambers is arranged a rolling chas- sis 1 carried by a number of wheels, which roll on two rails 2. The frame is made up of two longitudinal beams, the length of which exceeds the total length of the four chambers of one. equal quantity
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to the length of a room.
These beams are suitably braced.
This ohassjs can be pushed longitudinally by hydraulic tappets (not shown in the drawing). The amplitude of this movement, which is limited by stoppers 3, is equal to the length of any of the chambers.
In one of its extreme positions, one of the ends of this frame is placed above the charging point (on the left in the drawing). In the other of its extreme positions, the other end of this chasi is placed above the point of deflection (on the right in the drawing).
Below each of the chambers, and below the charging and discharging points are arranged hydraulic jacks 4.
The materials to be treated are placed in buckets 5 with perforated walls which more or less fill the space contained in the chambers of the furnace. These buckets are brought to the place of charging on the wagon 6 which rolls on a track perpendicular to the longitudinal direction of the installation. This path passes over a plate 7 carried by the hydraulic cylinder 4 placed at the place of charging. The wagon being stopped on the platform, and the rolling frame being in the position such that its left end is not disposed below the place of loading, the whole of the wagon and the bucket is lifted. by means of the hydraulic cylinder. When the rolling frame has been brought back to the position in which its left end is below the charging point, the hydraulic cylinder is lowered.
The bucket during the descent movement remains attached to the rolling frame
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by an appropriate attachment device, (such as that shown for example at 8, fig.2 right half of the figure). The wagon, on the contrary, accompanies the platform in its downward movement and can then be evacuated on its rolling track. It is of course advisable to have stop devices to keep the wa - gonnet on the plate during the movement of the latter.
The bucket being hooked to the rolling frame, the movement of the latter to the right has the effect of bringing it below the first chamber a above the plate 9 of the hydraulic cylinder placed there.
By actuating the jack, the platform is raised which comes into contact with the bucket, and which drives this bucket upwards by releasing it from the rolling frame.
This movement continues until the bucket is completely inserted into the oven chamber, the cylinder plate, then sealingly closing this chamber, as will be explained below.
The materials contained in the bucket are then subjected to the steam treatment, in the manner which will be described in more detail in the following.
After the material has undergone the desired treatment, the platform and the bucket are lowered by means of the jack until the bucket hooks onto the rolling frame which in the meantime has been moved again to its extreme position. to the left.
By moving the rolling frames again to the right, the bucket is brought under the second chamber where the same operations begin again and so on until the bucket has been treated successively in all the chambers. Finally, this skip is pushed to the diversion point on the right, where it is placed on an evacuation wagon 10. This
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diversion and this evacuation take place in exactly the opposite direction to that which was followed for the charging of the skips.
Of course, the buckets are brought successively to the oven, at a regular rate, so that the loading and unloading of these buckets in the different chambers are done simultaneously, as well as their movement to the right on the chas- sis. rolling.
Control and interlocking devices are provided to cause the operations to take place in the desired succession or simultaneity and to cut off and bypass the flow of steam through the chambers during their opening.
Still by way of example, the chambers themselves and their closure and sealing devices are described in detail below.
Each chamber consists of a cylindrical metal pot 11 open at its lower part and comprising at its upper part a central orifice 12 into which the steam inlet pipe emerges.
This pot is surrounded by a heat-insulating mass 13. Around the pot and at its lower part an annular chamber is formed (see in particular fig.4) into which come to emerge at four points placed at the tops of a square. the other evacuation pipes 14 of the vapor which join together to constitute the pipe for the arrival of the vapor in the following chamber.
The annular chamber opens downwards along an equally annular orifice 15 as can be seen in fig.4.
This chamber is intended to be placed in communication with the central chamber when the plate which
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bucket door is applied to the lower part of this chamber. For this purpose this plate which has the shape shown in fig. 4, comprises a recess 16 in the form of a cup, the rounded edge 17 of which is applied in a sealed manner against the corresponding wall of the annular chamber when the plate has reached its highest position. At the same time an equally annular plate 18 integral with the plate comes to rest against the lower edge of the central chamber and against the internal edge of the annular chamber which is thus placed in communication with the central chamber via the intermediary. of the bowl.
The steam which arrives in the pot through the upper central opening is thus forced to pass through the materials contained in the bucket to reach the bowl and from there to the evacuation pipes.
The steam can describe a closed circuit and starting from a superheater 19, pass into the 3 pot c, then cross the second, then the first pot, then pass through the fourth pot to arrive through a pipe 20 to a turbo- booster 21 which returns it to the superheater.
The highest temperature then prevails in the third chamber.
The temperature rises from the first to the third chamber, which are the actual treatment and distillation chambers. The passage into the fourth chamber, in which a lower temperature prevails, simply serves to cool the treated materials, before returning them.
On the steam pipes going from 3 pot to 2, from 2 to 1 and from 1 to 4 can be interposed oil separators 22. On the pipe going from
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superheater to the third pot can be derived from the auxiliary pipes 23 provided with taps, and going to the tenth and the first pot; these pipes make it possible to directly inject steam from the superheater into the two pots and consequently to regulate the temperature in these pots.
It is also possible to provide other devices such as a pipe 24 making it possible to inject into the pipe running from the 1 pot to the fourth, saturated vapor coming from a booster, an exhaust valve 25 placed at the outlet. from the 4th pot to evacuate the excess steam a pipe to supply the superheater in the event of turbor failure this steam intake giving through a pressure reducer steam at the desired pressure, etc ... the device described below above was done simply by way of example, and it is clear that numerous modifications can be made thereto without departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
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