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Perfectionnements aux fours.
La présente invention se rapporte à des fours pour la fusion de métaux ou autres matières fusibles ou pour le trai- tement thermique d'articles métalliques et autres.
L'invention a pour but d'apporter des perfectionnements à l'admission du combustible gazeux et de l'air ainsi qu'à leur mélange et à la combustion.
Un autre but de l'invention est de fournir des perfec- tionnements permettant de régler la direction du courant de combustible enflammé par rapport au métal ou aux objets subis- sant le traitement thermique.
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Une des caractéristiques de l'invention consiste en un four pour la fusion ou le chauffage de métaux ou autres ma- tières fusibles, dans lequel le gaz et l'air comburant sont admis par un carneau central à gaz et par trois carneaux à air, dont deux sont situés de part et d'autre du carneau à gaz et orientés de façon à diriger l'air vers le gaz, pour que le mé- lange se fasse en face du carneau à gaz, tandis que le troisiè- me carneau à air est situé au-dessus du carneau central à gaz et est orienté de manière à débiter de l'air de telle façon qu'il se mélange au gaz et à l'air arrivant par les carneaux encadrant le carneau à gaz.
Suivant une autre caractéristique de l'invention une avant-chambre de mélange est disposée entre les carneaux à gaz et à air disposés comme ci-dessus décrit et la chambre proprement dite du four.
L'invention concerne aussi des perfectionnements aux fours du type indiqué, dans lesquels les flammes et les pro- duits de la combustion traversent continuellement la chambre du four de part en part suivant une direction générale, ces perfectionnements comprenant un dispositif qui permet de diri- ger l'air arrivant par le troisième carneau à air soit dans le sens du courant du gaz sortant du carneau à gaz, soit le long de la voûte du four.
Pour bien faire comprendre les différentes caractéris- tiques de l'invention, on décrira ci-après à titre d'exemple deux formes de réalisation de celle-ci, avec réfrénée aux des- sins schématiques annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de la pre- mière forme d'exécution.
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-B de la Fig. 1.
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Fig. 3 montre à plus grande échelle l'extrémité de droite et le foyer du four représenté sur la Fig. 1.
Fig. 4 est une coupe suivant la ligne C-D de la Fig. 3.
Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale de l'une des extrémités de l'autre forme de réalisation.
Fig. 6 est une vue en coupe transversale d'une partie de la Fig. 1, et
Fig. 7 est une coupe horizontale partielle faite à deux niveaux différents de la Fig. 1.
On décrira d'abord la première forme d'exécution avec référence aux Figs. 1 à 4 qui représentent un four dont la chambre est continuellement traversée de part en part dans le même sens par les flammes et les produits de la combustion.
Sur ces figures, 1 est la chambre de combustion ou la chambre proprement dite du four dont 2 est la voûte ou le plafond qui est creux pour constituer une chambre à air 3. 4 est une avant-chambre de mélange située entre les carneaux à gaz et à air et la chambre principale du four. 5 est le car- neau central à gaz, 6 et 7 sont les carneaux à air disposés de part et d'autre du carneau à gaz 5 et orientés de façon à diriger l'air vers le gaz pour que le mélange se fasse en face du carneau à gaz. Un troisième carneau à air 8 est disposé au-dessus du carneau à gaz. 9 est un clapet ou un registre pi- votant sur des tourillons 10 et dont le prolongement 11 est commandé par une tige filetée 12 munie d'un volant à main 13.
Le clapet ou registre 9 est logé dans une partie en retrait de la paroi du'four et quand il occupe la position re- présentée il forme la paroi inférieure inclinée vers le bas du carneau à air 8, de sorte que l'air est amené à se mélanger au gaz et à l'air sortant des carneaux 6 et 7.En actionnant
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le volant 13 on peut donner au clapet ou registre 9 la posi- tion horizontale représentée en traits interrompus sur la Fig.
3, ce qui permet de diriger le courant d'air sensiblement ho- rizontalement le long de la partie supérieure de la chambre du four. 15 est la conduite d'amenée de gaz débouchant dans le carneau à gaz 5. L'air comburant entren17 et 18 et traverse le passage 19 sous la sole 20 pour arriver au ventilateur 21 qui l'envoie à travers le passage 22 vers l'espace 3 dans la volte, et de là vers les carneaux à air 6, 7 et 8. Les produits de la combustion s'en vont par l'espace 23 au-dessus de l'es- pace 3 vers le carneau de cheminée 24. L'air comburant chemi- nant sous la sole et à travers l'espace 3 subit ainsi un échauf-' fement préalable avant d'être amené à la chambre de combustion.
Les parois latérales 25 et 26 de l'avant-chambre de mélange 4 convergent à mesure qu'elles se rapprochent de la chambre principale du four.
En service, les courants d'air fournis par les carneaux 6 et 7 sont dirigés l'un vers l'autre et le courant de gaz est amené au point où ces deux courants d'air se mélangent, de sor- te que l'on obtient un tourbillonnement considérable et un mé- lange intime du gaz et de l'air. Cet effet est encore accentué si l'air venant du carneau 8 est dirigé vers le bas pour arri- ver au point où le gaz se mélange à l'air provenant des car- neaux 6 et 7. En modifiant la position du clapet ou registre 9, on peut diriger la flamme vers le bas, sur la charge ou sur la matière traitée dans le four, ou le long de la voûte du four, si on le désire. De la sorte, quand on veut décharger la matière se trouvant dans le four, on peut détourner le long de la voûte de celui-ci le courant de l'air arrivant par le carneau 8.
L'ouverture étranglée entre la chambre de mélange 4 et
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le four proprement dit assure une combustion meilleure et plus complète du combustible.
Les Figs. 5, 6 et 7 montrent la seconde forme de cons- truction mentionnée ci-dessus, dans son application à l'une des extrémités d'un four réversible à régénération; l'autre extrémité du four est de construction semblable. Les carneaux aux extrémités du four servent alternativement de carneaux d'a- menée pour le gaz de chauffage et l'air, et de carneaux d'éva- cuation pour les gaz brûlés. La première forme d'exécution ayant été décrite en détail, on ne décrira de celle-ci que les parties principales.
Deux carneaux à air 106 et 107 sont disposés de part et d'autre du carneau central à gaz 105 et s'ouvrent, ainsi que ce dernier, dans une avant-chambre de mélange 104 située entre les carneaux et la sole de la chambre de combustion 101.
Les deux carneaux à air 106 et 107 sont orientés de façon à diriger l'air vers le gaz pour que le mélange se fasse en face du carneau à gaz 105, comme le montre la Fig. 7. Un troisième carneau à air 108 est disposé au-dessus du carneau à gaz 105 et est orienté de façon à amener de l'air au point où le gaz se mélange à l'air venant des deux carneaux à air latéraux.
La disposition est identique à l'autre extrémité du four.
Dans le cas d'un four réversible à régénération on n'utilise pas de clapet ou de registre comme celui qui est désigné par 9 sur les Figs. 1 à 4, parce qu'il serait rapide- ment détérioré par la chaleur des gaz brûlés quand le carneau qui le renferme sert de carneau d'évacuation.
Les parois latérales de l'avant-chambre de mélange 104 peuvent converger à mesure qu'elles se rapprochent de la cham- bre principale, comme le montre par exemple la Fig. 7 .
Les carneaux à air sont reliés de façon connue à des
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régénérateurs 131 au moyen de carneaux montants 130, et l'air est amené sous pression.
Si les courants d'air sont dirigés de façon à se mé- langer en un point déterminé, leur énergie cinétique est for- tement réduite du fait du mélange tourbillonnant qui se pro- duit, et c'est dans celui-ci que l'on dirige le gaz. On obtient ainsi une faible vitesse des gaz à travers la chambre du four, ce qui rend la combustion des gaz dans le four plus complète et réduit,par conséquent, la détérioration des extrémités des carneaux.
On peut prévoir le refroidissement par l'eau des cham- bres de mélange et/ou des carneaux à gaz et à air.
La quantité d'air débité par chacun des carneaux peut être réglée en plaçant dans le carneau des corps de remplis- sage, suivant les besoins.
- REVENDICATIONS S- ---------------------------
1.- Four pour la fusion ou le chauffage de métaux ou autres matières fusibles, dans lequel le gaz et l'air com- burant sont admis à une extrémité de la chambre du four par un carneau central à gaz et par trois carneaux à air., dont deux sont situés de part et d'autre. du carneau à gaz et orien- tés de façon à diriger l'air vers le gaz pour que le mélan- ge se fasse en face du carneau à gaz, tandis que le troisième carneau à air est situé au-dessus du carneau central à gaz et est orienté de manière à débiter l'air de telle façon qu'il se mélange au gaz et à l'air arrivant par les carneaux enca- drant le carneau à gaz.
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Improvements to the ovens.
The present invention relates to furnaces for the smelting of metals or other fusible materials or for the heat treatment of metallic and other articles.
The object of the invention is to provide improvements to the admission of gaseous fuel and air as well as to their mixing and to combustion.
Another object of the invention is to provide improvements for controlling the direction of the flow of ignited fuel relative to the metal or objects undergoing heat treatment.
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One of the characteristics of the invention consists of a furnace for melting or heating metals or other fusible materials, in which the gas and the combustion air are admitted through a central gas flue and three air flues, two of which are located on either side of the gas flue and oriented so as to direct the air towards the gas, so that the mixture is in front of the gas flue, while the third flue is air is located above the central gas flue and is oriented so as to deliver air in such a way that it mixes with the gas and the air arriving through the flues surrounding the gas flue.
According to another characteristic of the invention, a mixing fore-chamber is arranged between the gas and air flues arranged as described above and the chamber proper of the oven.
The invention also relates to improvements to furnaces of the type indicated, in which the flames and the products of combustion continuously pass right through the furnace chamber in a general direction, these improvements comprising a device which makes it possible to direct. manage the air coming in through the third air flue either in the direction of the gas flow leaving the gas flue or along the roof of the oven.
In order to make the various characteristics of the invention fully understood, two embodiments of the invention will be described below by way of example, with reference to the appended schematic drawings, in which:
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the first embodiment.
Fig. 2 is a section taken along line A-B in FIG. 1.
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Fig. 3 shows on a larger scale the right end and the hearth of the furnace shown in FIG. 1.
Fig. 4 is a section taken along line C-D in FIG. 3.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view of one of the ends of the other embodiment.
Fig. 6 is a cross-sectional view of part of FIG. 1, and
Fig. 7 is a partial horizontal section taken at two different levels of FIG. 1.
The first embodiment will first be described with reference to Figs. 1 to 4 which represent a furnace whose chamber is continuously crossed right through in the same direction by the flames and the products of combustion.
In these figures, 1 is the combustion chamber or the actual chamber of the furnace, 2 of which is the vault or the ceiling which is hollow to constitute an air chamber 3. 4 is a fore-mixing chamber situated between the gas flues. and air and the main oven chamber. 5 is the central gas flue, 6 and 7 are the air flues arranged on either side of the gas flue 5 and oriented so as to direct the air towards the gas so that the mixture takes place opposite of the gas flue. A third air flue 8 is arranged above the gas flue. 9 is a valve or a register rotating on journals 10 and the extension of which 11 is controlled by a threaded rod 12 provided with a handwheel 13.
The valve or register 9 is housed in a recessed portion of the oven wall and when it occupies the position shown it forms the downwardly sloping bottom wall of the air flue 8, so that air is drawn in. to mix with the gas and the air coming out of the flues 6 and 7.
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the handwheel 13, the valve or register 9 can be given the horizontal position shown in broken lines in FIG.
3, thereby directing the air stream substantially horizontally along the top of the furnace chamber. 15 is the gas supply pipe opening into the gas flue 5. The combustion air enters 17 and 18 and crosses the passage 19 under the sole 20 to reach the fan 21 which sends it through the passage 22 towards the space 3 in the volte, and from there to the air flues 6, 7 and 8. The combustion products go through the space 23 above the space 3 towards the chimney flue 24 The combustion air flowing under the hearth and through the space 3 thus undergoes preliminary heating before being supplied to the combustion chamber.
The side walls 25 and 26 of the forward mixing chamber 4 converge as they approach the main oven chamber.
In use, the air streams supplied by the flues 6 and 7 are directed towards each other and the gas stream is brought to the point where these two air streams mix, so that the considerable vortexing and an intimate mixture of gas and air are obtained. This effect is further accentuated if the air coming from the flue 8 is directed downwards to reach the point where the gas mixes with the air coming from the flues 6 and 7. By modifying the position of the valve or register 9, the flame may be directed downward, over the load or material being processed in the oven, or along the top of the oven, if desired. In this way, when we want to unload the material in the furnace, we can divert the air flow arriving through the flue 8 along the vault of the latter.
The constricted opening between mixing chamber 4 and
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the furnace itself ensures better and more complete combustion of the fuel.
Figs. 5, 6 and 7 show the second form of construction mentioned above, in its application to one of the ends of a reversible regenerating furnace; the other end of the furnace is of similar construction. The flues at the ends of the furnace serve alternately as supply flues for the heating gas and air, and as exhaust flues for the flue gases. The first embodiment having been described in detail, only the main parts will be described thereof.
Two air flues 106 and 107 are arranged on either side of the central gas flue 105 and open, as well as the latter, into a mixing fore-chamber 104 located between the flues and the bottom of the gas chamber. combustion 101.
The two air ducts 106 and 107 are oriented so as to direct the air towards the gas so that the mixture takes place in front of the gas duct 105, as shown in FIG. 7. A third air flue 108 is disposed above the gas flue 105 and is oriented to supply air to the point where the gas mixes with the air coming from the two side air flues.
The layout is identical at the other end of the oven.
In the case of a reversible regeneration furnace, no valve or register such as the one designated by 9 in FIGS. 1 to 4, because it would be quickly deteriorated by the heat of the burnt gases when the flue which contains it serves as an exhaust flue.
The sidewalls of the fore-mixing chamber 104 may converge as they approach the main chamber, as shown for example in FIG. 7.
The air ducts are connected in a known manner to
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regenerators 131 by means of upright flues 130, and the air is supplied under pressure.
If the air currents are directed so as to mix at a specific point, their kinetic energy is greatly reduced due to the swirling mixing which occurs, and it is in this that the we direct the gas. This results in a low gas velocity through the furnace chamber, which makes the combustion of the gases in the furnace more complete and consequently reduces the deterioration of the ends of the flues.
Provision may be made for water cooling of the mixing chambers and / or of the gas and air flues.
The quantity of air delivered by each of the flues can be regulated by placing filling bodies in the flue, as required.
- S- CLAIMS ---------------------------
1.- Furnace for the smelting or heating of metals or other fusible materials, in which gas and combustion air are admitted to one end of the furnace chamber by a central gas flue and by three air flues ., two of which are located on either side. of the gas flue and oriented so as to direct the air towards the gas so that the mixture takes place in front of the gas flue, while the third air flue is located above the central gas flue and is oriented so as to deliver the air in such a way that it mixes with the gas and the air coming in through the flues surrounding the gas flue.