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Disposition pour la carbonisation de combustibles à basses températures.
L'invention se rapporte à des dispositions pour la carbonisation de combustibles à basses températures, essentiellement à des cornues verticales ou analogues en fer ou tout autre métal approprié, qui, pour être chauffées de l'extérieur, sont léchées par des gaz inertes, par exemple, des gaz de fumée, dans lesquels on fait brûler du gaz et de l'air avant leur contact avec le corps des cornues en vue du chauffage à la température nécessaire.
Le but de l'invention est d'apporter à des dispositions de ce genre des perfectionnements, qui permettent, avec des moyens simples et peu coûteux, un chauffage rationnel et uniforme de dispositions de cornues de ce genre.
Pour la compréhension de l'invention, on a représenté, au dessin annexé, à la fig.l une coupe verticale longitudinale d'une partie de la disposition de carbonisation, agencée con- formément à l'invention. Fig.2 est une coupe horizontale suivant
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la ligne II-II de la fig.l. Fig.3 montre une coupe verticale longitudinale d'une autre forme de réalisation de l'invention et Fig.4 montre une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig.3.
Dans la disposition représentée aux figs.l et 2, on a prévu, pour la réception du combustible à carboniser, des cornues tubulaires en tôle de fer 1, disposées en rangées de quatre dans une maçonnerie en briques réfractaires appropriées, construite sur un châssis 2, de sorte que l'extrémité inférieure des cornues 1 se trouve à une hauteur convenable au-dessus du sol 3.
Lescornues1sont suspendueslibrement dans descanaux à gaz approximativement carrés 4 du four. Les cornues se rétrécissent coniquement vers le haut et possèdent en haut un élargissement 5, par lequel elles sont suspendues dans des briques 6, fermant en haut le canal correspondant 4.
Dans les parois du four, qui se trouvent entre les rangées de cornues, sont prévus des canaux horizontaux 7 pour les gaz de fumée froids, ces canaux s'étendant sur toute la longueur desrangées de cornues. Dans le fond du canal 7 est prévue une série d'ouvertures 8, dont la section transversale peut être modifiée ou complètement fermée au moyen du registre de réglage 9. Ces ouvertures conduisent vers les chambres de mélange 10, qui se trouvent au-dessous des canaux 7, ces chambres de mélange étant munies de saillies en maçonnerie 11 ou d'un treillage occupant toute la largeur de la chambre de mélange. Chaque chambre de mélange 10, dont il y en a toujours deux pour chaque cornue, est reliée par un canal de communication 12, dirigé à peu près tangentiellement à la cornue 1, au canal 4 de la cor nue.
A côté de chaque chambre de mélange est prévue une chambre de combustion 13, dont l'extrémité supérieure est en communication avec la chambre de mélange, comme le montre la fig.l. Les chambres de combustion 13 se trouvent, comme le montre la fig.2,
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en une rangée à côté des chambres de mélange. Dans le fond des chambres de combustion 13 sont prévues des tuyères 14 pour le gaz combustible et l'air de combustion, auxquelles le gaz, respectivement l'air est amené par des tuyaux 15, susceptibles d'être retirés. Ces tuyaux 15 s'étendent sur toute la longueur de la rangée de chambres de combustion 13. Ilssont munis, pour chaque tuyère à gaz, respectivement à air 14, d'un corps de tuyère interchangeable.
Mais au lieu de cette disposition, il est aussi possible de prévoir, pour chaque chambre de com- bustion individuelle ou pour chaque paire de chambres de combus- tion correspondant à une cornue, une conduite spéciale pour l'air et le gaz. Dans ce cas, l'espace creux, destiné suivant le dessin à la réception des tuyaux 15, doit être calculé de telle sorte que toutes ces conduites peuvent y être logées. A l'extérieur chaque tuyau 15 ou chacun des tuyaux de conduite séparés, prévus à sa place, porte un robinet de réglage et de fermeture, qui n'a pas été représenté au dessin pour plus de simplicité.
Dans les cloisons de séparation 16, qui se trouvent entre les chambres de combustion 13, sont ménagées des ouvertures 17.
Ces ouvertures 17 servent, lors de la mise en marche du four, à allumer les gaz dans les chambres de combustion, et à cet effet, on a prévu, à une ou aux deux extrémités des chambres de com - bustion, des canaux d'allumage 18, dirigés vers l'extérieur.
Dans la disposition représentée, les gaz de fumée froids, introduits dans les canaux 7, passent vers le bas par les cham- bres de mélange 10, tandis que remontent les flammes, servant à chauffer les gaz. Mais les gaz chauds, servant au chauffage, . sont également introduits à l'extrémité supérieure des chambres de mélange, de sorte qu'ils sont entraînés vers le bas par les gaz de fumée froids. Par cette conduite particulière des gaz froids et chauds, on obtient un malaxage parfait des deux fluides. Ce malaxage est en outre favorisé par les saillies
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de maçonnerie ou la maçonnerie à claire voie prévues dans la chambre de mélange, cette maçonnerie à claire voie ressemblant à celle qu'on prévoit habituellement dans les régénérateurs connus des fours à coke.
Les gaz, chauffés à la température nécessaire et voulue pour la carbonisation dans les cornues, entrent, comme men tionné plus haut déjà, tangentiellement à la cornue dans le canal à gaz 4, entourant celle-ci. Dans ce canal à gaz 4 est prévue une série de saillies de maçonnerie 19, servant de chicanes et disposées de telle sorte que les gaz remontent le long des cornues en zig-zag ou en suivant un chemin en spirale. Les parois des canaux à gaz 4 possèdent en outre des saillies de maçonnerie moins fortes 20, qui servent à provoquer des tourbillons dans le courant gazeux, ce qui améliore consi- dérablement l'échange de chaleur entre les gaz et la paroi de la cornue.
Grâce à cette conduite particulière des gaz de chauffage le long de la cornue, on obtient un chauffage pratiquement parfait et uniforme des cornues. comme le montre la fig.2, les canaux à gaz 4 de chaque cornue sont séparés l'un de l'autre par des cloisons 21. Cette cloison 21 favorise le chauffage uniforme de la cornue. Toutefois, dans certaines circonstances il est aussi possible de supprimer complètement les cloisons 21 dans une série de cor nues, ou de réunir deux à deux ou en groupes les cabayx à gaz 4, qui entourent les cornues.
Les gaz, qui remontent le long des parois des cornues, sortent à l'extrémité supérieure du cane-1 à Gaz 4 de celui-ci par les ouvertures 22, conduisant vers des canaux collecteurs de gaz perdus 23, disposés horizontalement dans la paroi entre les rangées de cornues, au-dessus des canaux 7 à gaz de fumée froids. Le passage de chaque ouverture de communication 22 vers le canal collecteur correspondant 23 peut être fermé ou
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réglé à volonté dans sa grandeur au moyen d'un registre 25, susceptible d'être actionné à travers une ouverture 24 du plafond du four.
Les canaux collecteurs de gaz perdus 23 sont raccordés, à leur extrémité, par des tuyaux 26 à une conduite collectrice de gaz commune 27, qui se dirige à l'extérieur de la maçonne rie du four le long de toute la longueur de la batterie de cornues, et qui reçoit les gaz perdus de toutes les rangées de cornues. La conduite 27 est formée par une enveloppe de tôle 28, doublée intérieurement de maçonnerie réfractaire, respectivement calorifuge 29. La conduite 27 se dirige vers un ventilateur à gaz de fumée 30, au moyen duquel les gaz de fumée sont refoulés dans la conduite 31, qui est agencé de la même façon que la conduite 27.
De la conduite 31, qui se dirige le long de l'autre côté longitudinal de la batterie de cornues, les gaz de fumée passent par des embranchements 32, munis de cla pets d'étranglement 33, dans les canaux à gaz de fumée froids 7, qui les conduisent dans les chambres de mélange 10.
On voit donc que les gaz de fumée circulent constamment en circuit fermé à travers les chambres ou espaces à gaz du four, ces gaz de fumée étant amenés, chaque fois avant leur contact avec les parois des cornues, par combustion interne à la température nécessaire. L'augmentation du volume de gaz, produite par le chauffage des gaz de fumée, est supprimée par le fait qu'à la conduite 27, par exemple, devant les ventilateurs 30, est raccordée une conduite 35, commandée par un clapet d'étranglement 34 et allant vers la cheminée. De cette façon il est possible d'extraire continuellement une certaine quantité de gaz de fumée de la quantité de gaz en circulation.
La maçonnerie du four, qui reçoit les cornues, est consolidée à l'extérieur, comme il est d'usage, par des montants 36, qui sont reliés entre eux par des tirants 37, avec intercala tion de ressorts,compensateurs 38.
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Dans le plafond de la maçonnerie du four sont prévues des ouverturesde chargement 39, dont chacune peut être fermée par un couvercle 40 et qui conduisent vers un espace creux 41, dans lequel débouche l'extrémité supérieure de la cornue. De cet espace creux 41, qui sert en même temps de collecteur pour le gaz de distillation s'échappant pendant la carbonisation de la houille, une conduite 42 conduit les gaz de distilla,tion vers l'extérieur.
En bas, les cornues sont fermées au moyen de couvercles usuels 43.
La forme de réalisation de l'invention, représentée aux figs.3 et 4, diffère en principe de la forme de réalisation, décrite ci-dessus et représentée aux figs.1 et 2, par le fait que les chambres de mélange et de combustion ne sont pas pré vues pour chaque cornue individuelle, mais au moins pour deux cornues, respectivement pour des cornues qui se trouvent dans deux rangéesdifférentes.
Comme il est montré à la fig.3, dans chaque deuxième cloison intermédiaire 45 entre les rangées de cornues se trouve un canal horizontal 46, servant à amener les gaz de fumée froids, et d.ont deux ouvertures 48, commandées par un registre 47, conduisent dans une chambre de mélange 49. Au centre de cette chambre de mélange est disposée la chambre de combustion 50, à laquelle le gaz et l'air de combustion sont amenés par les tuyaux 51. La chambre de mélange se divise vers le bas en deux chambres 52 et 52a, qui, le cas échéant, peuvent être munies de saillies de maçonnerie ou d'une maçonnerie réfractaire à claire voie en vue d'un meilleur malaxage des gaz. Dans ces chambres 52 et 52a, les gaz de fumée froids sont intimement mélangés aux gaz chauds, entrant dans la chambre 49.
Les chambres 52 et 52a débouchent par des canaux tangentiels 53 dans les deux canaux à cornue 54, se trouvant en regard, de deux rangées de cornues adjacentes. Par le réglage convenable des
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registres 47 il est possible d'introduire dans chacun des canaux de chauffage descornues, alimentéspar une chambre de mélange, la quantité voulue de gaz de combustion froids et chauds. Les canaux de chauffage 54 des cornues sont agencés de la même façon que les canaux 4 de la forme de réalisation des figs.l et 2. A l'extrémité supérieure des canaux 54, les gaz passent par des ouvertures 55 dans un canal à gaz perdus 56, commun à deux rangées de cornues.
Les ouvertures 55 de chaque cornue peuvent être fermées ou réglées individuellement par des registres 57, susceptibles d'être manoeuvrés à travers des ouvertures 58 dans le plafond du four.
La forme de réalisation, représentée aux figs.3 et 4, est d'une construction plus simple et moins coûteuse que la forme de réalisation des figs.l et 2. Par contre elle exige plus d'expérience et une plus grande surveillance lors de la marche de la batterie de cornues.
Mais abstraction faite de ceci, la disposition conforme aux figs.5 et 4 offre en outre l'avantage important de pouvoir chauffer les cornues de façon différente.
En reliant tous les canaux à gaz froids 46 à la conduite collectrice de gaz de fumée froids, commune à toute la batte rie de cornues et partant du ventilateur, il est possible, de même que dans le chauffage de la disposition des figs.l et 2, d'amener à chaque chambre de mélange 49 séparément du gaz de fumée froid par le ventilateur. Dans ce cas, chaque canal 56 doit évidemment être raccordé aussi à la conduite collectrice de gaz de fumée, allant au ventilateur. Mais par le réglage convenable d'organes d'étranglement, prévus dans les tuyaux de communication 56a et 46a, partant des conduites 56 et 46 et allant aux conduites collectrices, se trouvant à l'extérieur de la batterie, on peut effectuer le chauffage de toute autre façon.
Par exemple, l'organe d'étranglement, qui se trouve dans la
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conduite 46a, allant au canal 46, situé à l'extrémité de la batterie, est ouvert complètement , tandis que les autres ca- naux 46a de la batterie sont fermés. Dans ces conditions, le gaz de fumée froid n'est amené tout d'abord que dans les cham- bres de mélange de la première rangée de cornues. Avant de venir en contact a.vec la. rangée de cornues, les gaz de fumée sont. chauffés et évacués ensuite à l'extrémité supérieure du ca,ne.,l à gaz, qui entoure les cornues.
L'organe d'étranglement, commandant le canal 56a, est maintenant réglé de telle sorte que seule une partie des gaz de fumée, c'est-à-dire la quantité correspondant à l'augmentation de volume, produite par l'addi - tion de gaz de combustion chauds, est évacuée dans la conduite collectrice de gaz perdus. Le reste des gaz de fumée arrive dans lescanaux à gaz de la rangée de cornuessuivante, dans @ lesquels les gaz descendent et pénètrent par le bas dans la chambre de mélange suivante. Ici, les gaz de combustion sont de nouveau chauffés, ils arrivent ensuite dans la rangée de cornues suivante, remontent ici et sont traités de la même façon qu'il a été décrit pour la rangée de cornues précédente.
A l'extrémi- té de la batterie, les gaz de fumée sont finalement évacués par ,,le dernier des canaux 56a, ouvert complètement, et refoulés par le ventilateur vers le commencement de la batterie, c'est-à- dire dams le canal 46a à gaz de fumée froid.
Il est évident que, dans ce cas, il n'y a que lesrangées de cornues alternatives qui peuvent être chauffées exactement aux températures de carbonisation nécessaires. Par conséquent, il est indispensable de faire varier périodiquement la direc - tion du courant de gaz, ce qui peut être effectué, de la façon la plus simple, en renversant la direction de marche du ventila- teur. Pour renverser le chauffage, il n'est pas nécessaire de changer quoi que ce soit aux organes pour la combustion de gaz et d'air dans les chambres de combustion,les volumes dans les chambres de combustion restent plutôt uniformes, en dépit de la
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direction de mouvement des gaz.
Au dessin annexé, on a représenté l'invention pour un four à cornues circulaires. Toutefois, l'invention peut aussi être utilisée avec le même résultat pour des fours à cornues de toute autre forme, par exemple, à cornues de forme en caissons. De plus, les cornues peuvent aussi être munies de dispositions, servant à faciliter le défournement du coke formé, par exemple, de tuyaux disposés concentriquement à l'intérieur, ou bien les cornues peuvent être munies de parois, mobiles l'une par rapport à l'autre, et qui sont écartées l'une de l'autre en vue de la vidange des cornues.
REVENDICATIONS.
1. Une disposition pour la carbonisation de combustibles à basses températures dans des cornues en fer ou analogue sensiblement verticales, qui, pour être chauffées de l'extérieur, sont léchées par des gaz de fumée chauds, dans lesquels on fait brûler du gaz et de l'air avant leur contact avec le corps des cornues, en vue de leur chauffage à la température nécessaire, caractérisée par le fait qu'au canal à gaz, entourant la cornue, est raccordée une chambre de mélange, traversée de haut en bas par les gaz de fumée froids et dans laquelle débouche, en haut, une chambre de combustion dans laquelle le gaz et l'air brûlent vers le haut.