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B R E V E T D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS TUNNELS.
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux fours-tunnels du type dans lesquels l'air comburant est amené aux brûleurs de la zone de grand feu par le tirage du four, après avoir servi à refroidir les produits cuits.
Ces perfectionnements ont pour but d'améliorer le rendement ainsi que les conditions de service et de réglage des fours de cette catégorie.
La disposition suivante a déjà été employée pour les fours de ce genre : l'airpénétrant dans le four du côté du détournement passe sur les produits cuits, s'échauffe à leur contact, puis continuant son trajet dans l'âme du four par-
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vient successivement aux brûleurs échelonnés le long des parois. Dans cette disposition, la répartition de l'air aux brûleurs se fait très irrégulièrement; les plus raporochés de l'entrée de l'air sont trop bien alimentés au détriment des plus éloignés. Ceux-ci ne recevant qu'un air de plus en plus desoxygéné, peuvent donner une flamme réductri- ce, nuisible à la bonne marche des opérations.
La quantité d'air nécessaire au refroidissement des produits étant toujours plus grande que celle qui est nédessaire pour alimenter la combustion du gaz des brûleurs,' il a été proposé également de dériver une partie de l'air préalablement réchauffé, pour le diriger dans la zône dite d'enfumage ou d'échauffement préalable des produits à cuire ; ceci à été réalisé en faisant circuler l'air dérivé dans une entrevoûte ménagée à la partie supérieure du four.
Cette disposition a le défaut d'exiger, dans la partie du four soumise aux variations de température les plus accentuées, la construction de voûtes superposées : édifice exposé en cet endroit à de nombreuses causes de dégradation.
L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, elle présente en outre, d'autres avantages qui ressortiront des explications données ci-dessous :
1 Elle consiste principalement à brancher en parallèle, de chaque côté du four, les brûleurs sur une conduite d'air générale disposée latéralement à la partie inférieure du four, le long de la zône de grand feu et dans laquelle circule l'air réchauffé provenant de la zône de refroidissement, chaque brûleur prélevant sur cette conduite, par un adducteur à débit réglable, l'air qui,lui est nécessaire, en même temps qu'il prélève le gaz combustible sur une conduite générale par un ad@ucteur également réglable.
2 A réchauffer l'air admis dans la zône de refroi-
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par rayonnement et conductibilité à travers un moufle coure tout le long de cette zône et séparé du mur par un ou des canaux où progresse en zigzag l'air admis dans le four;
3 à évacuer l'excès d'air de refroidissement par un entrevoûte courant le long de la zône de refroidissement seulementi
4 Dans le cas où le combustible est gazeux, à constituer chaque brûleur par plusieurs becs disposés en quinec ces parallèles à l'axe du four, en vue d'obtenir une combue tion complète au débouché même du brûleur, et de rayonner 1 chaleur des flammes sur la plus grande longueur possible dE marchandises à traiter ;
5 Dans un mode de construction particulier des pré. cédents brûleurs à becs multiples, mode de construction applicable aux brûleurs de n'importe quel four-tunnel.
6 A prolonger sous la zône d'enfumage jusqu'à la zône de séchage les conduites d'air générales qui de chaqu< côté du four amènent aux brûleurs l'air réchauffé derrière le moufle, en vue de déverser dans ladite zone .de séchage de l'air chaud contribuant au séchage et à l'échauffement des produits à cuite.
7 A disposer,dans les plates-formes réfractaires d chariots portant les charges; des canaux longitudinaux fac lement nettoyables destinés principalement à répartir la d tation sans occasionner de poussées extérieures et facilit en marne temps la circulation des gaz chauds sous les charg
L'invention consiste en outre, mises à part ces dis positions principales qui, bien entendu, peuvent s'employé ensemble ou séparément, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et seront décrites ci-après.
La description qui suit en regard des figures ci-ar
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particulier ..'un four-tunnel. à flammes directes, chauffé au gaz fera comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 esprésente une coupe verticale axiale du four.
La figure 2 représente une section horizontale suivant I,I de la figure 1.
La figure 3 représente à plus grande échelle une demicoupe transversale dans la zône de refroidissement suivant II,II de la figure 1.
La figure 4 représente à plus grande échelle la partie 10 de la figure 2.
La figure 5 est une coupe suivant III,III de la figure 4.
La figure 6 est une demi-coupe transversale dans la zone de cuisson IV, IV de la figure 1.
La figure 7 est une demi-coupe transversale suivant V,V de la figure 1.
La figure 8 est une section horizontale d'un brûleur suivant l'invention.
La figure 9 est une coupe verticale suivant VI,VI de la figure 8.
Les figures 10 et 11 représentent respectivement une coupe axiale et une vue en plan d'une variante de réalisation des becs des brûleurs.
Le four peut comporter comme connu (.fig. 1 et 2) une zone de séchage A, une zône d'enfumage ou d'échauffement B, une zône de grand feu ou de cuisson C, dans laquelle sont placés les brûleurs, une zône de refroidissement D. Les produits chargés sur vagonnets par exemple, enfournés en I progressent à l'intérieur du four dans le sens de la flèche 2 et sont défournés à l'autre extrémité du four 3.
L'air comburant est admis dans le four à cette extrémité 3 et y circule en sens inverse des charges, comme il
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va être expliqué.
Le four, dans la zône de refroidissement C (fig, 1, 2 et 3) est constitué par une maçonnerie extérieure 4, et par un moufle intérieur 5, courant tout le long de ladite zône; ce moufle est construit en briques alvéolaires est séparé de la maçonnerie extérieure par des espaces 6, 6' dans les piédroits, et par une entrevoûte 7,'Ces espaces ainsi que 1"entrevoûte débouchent à l'air libre au droit de l'extrémité 3, et leurs orifices peuvent être plus ou moins obturés par des vannettes non représentées.
L'air extérieur qui est admis dans ces espaces et qui se dirige vers la zône de cuisson s'échauffe au contact à des parois du moufle et soustrait/celles-ci la chaleur communiquée par les produits cuits.
Les parois du moufle sont reliées à la maçonnerie extérieure par des entretoises 6a (fig. 3) formant chicanes et obligeant l'air à cheminer en zigzag.
La section des passages d'air 6, 6', 7 va en crois- sant depuis l'extrémité du défournement 3 jusqu'à l'autre extrémité de la zône de refroidissement, afin de s'adapter à l'accroissement progressif du volume de l'air échauffé.
L'air froid pénètre et circule dans l'entrevoûte 7 sous l'effet de l'aspiration du conduit vertical 8, monté au droit de l'autre extrémité de la zône de refroidissement et raccordé soit à une cheminée débouchant à l'air libre, soit à une canalisation destinée à chauffer des séchoirs ou des ateliers. Il pénètre et circule dans les espaces 6 et 6', soit sous l'action de l'aspirateur général placé en 9, à un endroit convenable de la zone d'échauffement, soit sous l'action d'une soufflerie refoulant dans les orifices d'admission.
Les passages d'air 6, 6' se terminent par des raccords
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. descendants 10,104, à section progressivemeht décroissante, jouant le rôle de Venturis et représentés à plus grande échel- le en section horizontale et en coupe longitudinale sur lcs figures 4 et 5. lesdits raccords débouchent respectivement dans les carneaux 11, 11', disposés latéralement de part et d'autre du four, le long de la zône de cuisson, dans la partie inférieure des maçonnerie sous les rampes de brûleurs 12, 12'.
Les brûleurs d'une même rampe (fig. 6) sont alimentés . en air chaud à partir du carneau 11 par des conduits verticaux
13. Le réglage du débit de ces conduites s'effectue par des registres métalliques horizontaux 14; manoeuvrés de l'exté- rieur au moyen de leviers 15.. Le gaz combustible prélevé sur la canalisation 16 par les tuyaux métalliques 17 pourvus chacun d'une vanne de réglage 18, et au besoin d'une tubulure de regard 19. L'alimentation de la rangée de brûleurs 12' sur l'autre face du four se fait d'une façon identique à par- tir du carneau d'air chaud 11' et de la canalisation de gaz
16.
Les brûleurs sont ainsi alimentés individuellement chacun par un conduit d'air chaud et par un conduit de gaz tous deux réglables, ce qui permet de réaliser un mélange ra- tionnel d'air et de gaz au débouché même des brûleurs.
Les carneaux 11, 11' se poursuivent au delà de la zône de grand feu, sous la zône d'échauffement B et aboutis- sent soit à l'aspiration des fumées 9, soit au-delà., dans la zône de séchage A quand les produits à cuire doivent être séchés avant d'entrer dans la zône d'échauffement. Dans ce dernier cas l'air chaud est distribué dans le four par une série de montées verticales 20, 20' (fig. 2 et 7), à débit réglable par des tiroirs horizontaux 21 et débouchant à divers niveaux du four.
L'air chaud, après s'être chargé de l'humidité des produits à cuire, est finalement appelé, dans le sens de la flèche 2, vers les ventouses de l'aspiration
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On pourrait aussi, dans la traversée de la zone d'échauffement disposer des conduits verticaux s'embranchant sur les carneaux 11,11' et débouchant dans le four, pour laisser échapper une partie de l'air chaud dans cette zône et la mélanger aux fumées.
Dans la zône d'échauffement B, le trajet des fumées est de préférence chicané dès la sortie de la zône de cuisson à l'aide de parois réfractaires 22, 22', disposées en quinconces (fig.2); ce dispositif oblige les fumées à cheminer en zigzag dans le plan horizontal et à lécher plus complètement, dans Lous les sens, les produits en cours d'échauffement.
Une condition essentielle de bonne marche d'un four-tunnel est la combustion complète du gaz au débouché immédiat des brûleurs. En vue d'assurer cette condition, en vue également de répartir des flammes en rideau allongé, aussi uniformément que possible, suivant la longueur du four, les brûleurs sont organisés suivant le dispositif représenté sur la figure 6 et à plus grande échelle sur les figures 8 et 9, dispositif qui a, en outre, l'avantage d'une grande robustesse au feu.
Le gaz au sortir du tuyau 17, avant de parvenir au brûleur 12, débouche dans un conduit en maçonnerte 23, terminé par un évasement 24 (fig.8) puis gagne une chambre 25 où il aspire l'air chaud provenant du conduit 13 et 1'entrai- ne vers le ou les orifices du brûleur. Au lieu de brûleurs à un seul bec, on emploie de préférence des brûleurs à plusieurs becs disposés en quinconces parallèlement à l'axe du four. Le conduit vertical 13 est coiffé d'une plaque 26, en céramique, réfractaire par exemple (fig. 9) percé d'autant de tuyères convergentes 27 qu'il y a de becs; ces tuyères qui servent l'admission de l'air forment saillie sur la plaque.
Au-dessus de la plaque 26 est posée une autre plaque
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réfractaire 28 qui ferme la chambre 25 d'arrivée du gaz ; te deuxième plaque est percée d'orifices convergents coiffant respectivement les tuyères de façon à former autant d'élé- mënts éjecteurs. Le gaz arrivant dans la chambre à l'exté- rieur des tuyères s'écoule vers le four pai les orifices de en la plaque 28/aspirant et entrainant l'air issu des tuyères.
On peut rendre plus intime le mélange des deux fluides qui se forment à la sortie des tuyères 27, par le moyen suivant (figures 10 et 11). La paroi externe de la tuyère, ou la paroi interne, ou les deux à la fois sont munies de nervures hélicoïdales, représentées respectivement en 33 -sur la paroi externe, et en 34 sur la paroi interne.
Le gaz circulant le long des nervures 33, est obligé de prendre un mouvement rotationnel qui se compose avec son mouvement ascendant; il en est de même pour l'air à l'inté- rieur de la tuyère. Le tourbillonnement ainsi créé assure un mélange plus intime de l'air et du gaz combustible et améliore par suite la combustion. Les nervures peuvent, bien entendu, être en nombre quelconque sur chacune des parois, et tourner aans le même sens sur les deux parois ou en sens inverse. Enfin les plaques 26 et 28 peuvent aussi être fabriquées en métal résistant à la chaleur.
Lorsqu'il s'agit de cuire en atmosphère réductrice, les matières doivent être léchées dès le début de la @ône d'échauffement par des fumées comportant un excès de gaz non brûlés. Ce genre d'atmosphère peut être réalisé simplement dans le four de l'invention, en agissant dans la zone de cuisson sur les registres et vannes de réglage de l'air et du gaz.
Si au contraire l'atmosphère réductrice n'est remise que dans la zône d'échauffement et que la cuisson proprement dite doie être oxydante, il a été prévu des adducteurs
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en rions la 0 '7.Y1'" 4'Aobmi++PmP'1±
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Les adducteurs 29 (fig.2) laissent déboucher, sans le brûler, le gaz réducteur qui se mélange aux fumées et chemine avec elles vers l'évacuation.
Les charges sont généralement transportées à l'in- térieur du four sur des wagonnets à plate-forme réfractaire.
Celle-ci sera avantageusement munie de canaux longitudinaux, ainsi qu'il a été expliqué. Elle sera par exemple constituée comme représenté sur .la figure 6 par des éléments réfractai- res juxtaposés 30, laissant entre eux des canaux 31, section choisie de façon à permettre le passage facile d'un ringard.
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B R E V OF INVENTION IMPROVEMENTS TO TUNNEL OVENS.
The present invention relates to improvements to tunnel ovens of the type in which the combustion air is brought to the burners of the high-fire zone by the draft of the oven, after having served to cool the baked products.
The purpose of these improvements is to improve the performance as well as the operating and adjustment conditions of furnaces in this category.
The following arrangement has already been used for ovens of this type: the air entering the oven on the side of the diversion passes over the baked products, heats up on contact with them, then continuing its path through the core of the oven through-
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comes successively to the burners staggered along the walls. In this arrangement, the distribution of the air to the burners is very irregular; those closest to the air inlet are too well fed to the detriment of those more distant. These receiving only more and more deoxygenated air, can give a reduced flame, detrimental to the smooth running of operations.
Since the quantity of air necessary for cooling the products is always greater than that which is necessary to supply the combustion of the gas from the burners, it has also been proposed to divert part of the air previously heated, to direct it into the combustion chamber. so-called smoking area or preliminary heating of the products to be cooked; this was achieved by circulating the bypassed air in a vault in the upper part of the oven.
This provision has the drawback of requiring, in the part of the oven subjected to the most accentuated temperature variations, the construction of superimposed vaults: a building exposed in this place to many causes of degradation.
The object of the invention is in particular to remedy these drawbacks, it also has other advantages which will emerge from the explanations given below:
1 It mainly consists of connecting the burners in parallel, on each side of the oven, to a general air duct placed laterally at the lower part of the oven, along the high fire zone and in which the heated air from from the cooling zone, each burner taking from this pipe, by an adductor with adjustable flow, the air which it needs, at the same time as it takes the combustible gas from a general pipe by an ad @ uctor also adjustable .
2 To heat the air admitted to the cooling zone
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by radiation and conductivity through a muffle running all along this zone and separated from the wall by one or more channels where the air admitted into the oven progresses in zigzag fashion;
3 to evacuate the excess cooling air through an air duct running along the cooling zone only
4 In the case where the fuel is gaseous, to constitute each burner by several nozzles arranged parallel to the axis of the furnace, in order to obtain complete combustion at the outlet of the burner itself, and to radiate heat from the flames over the longest possible length of the goods to be treated;
5 In a particular method of construction of the meadows. cue burners with multiple burners, a method of construction applicable to the burners of any tunnel oven.
6 To extend under the smoke zone up to the drying zone, the general air ducts which on each side of the furnace bring to the burners the heated air behind the muffle, with a view to discharging into said drying zone. hot air contributing to the drying and heating of the cooked products.
7 To place, in the refractory platforms, carts carrying the loads; easily cleanable longitudinal channels intended mainly to distribute the quantity without causing external thrusts and in time facilitating the circulation of hot gases under the loads
The invention further consists, apart from these main provisions which, of course, can be used together or separately, in certain other provisions which are preferably used at the same time and will be described below.
The following description with regard to the figures below
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particular .. 'a tunnel oven. with direct flames, heated with gas, will explain how the invention can be carried out.
FIG. 1 shows an axial vertical section of the furnace.
Figure 2 shows a horizontal section along I, I of Figure 1.
FIG. 3 represents on a larger scale a transverse half-section in the cooling zone along II, II of FIG. 1.
Figure 4 shows on a larger scale part 10 of Figure 2.
Figure 5 is a section along III, III of Figure 4.
Figure 6 is a half cross section in the cooking zone IV, IV of Figure 1.
Figure 7 is a transverse half-section along V, V of Figure 1.
FIG. 8 is a horizontal section of a burner according to the invention.
FIG. 9 is a vertical section along VI, VI of FIG. 8.
FIGS. 10 and 11 respectively represent an axial section and a plan view of an alternative embodiment of the burner nozzles.
As known (.fig. 1 and 2), the oven may include a drying zone A, a smoking or heating zone B, a high fire or cooking zone C, in which the burners are placed, a zone cooling D. The products loaded on rolls for example, loaded in I progress inside the oven in the direction of arrow 2 and are discharged at the other end of the oven 3.
The combustion air is admitted into the furnace at this end 3 and circulates therein in the opposite direction of the charges, as it
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will be explained.
The furnace, in the cooling zone C (fig, 1, 2 and 3) is constituted by an external masonry 4, and by an internal muffle 5, running all along said zone; this muffle is built in honeycomb bricks is separated from the exterior masonry by spaces 6, 6 'in the piers, and by a vault 7,' These spaces as well as 1 "vault open to the open air at the right of the end 3, and their orifices can be more or less closed by valves, not shown.
The outside air which is admitted into these spaces and which is directed towards the cooking zone is heated on contact with the walls of the muffle and subtracts the heat communicated by the cooked products.
The walls of the muffle are connected to the exterior masonry by spacers 6a (fig. 3) forming baffles and forcing the air to flow in a zigzag fashion.
The section of the air passages 6, 6 ', 7 crosses from the end of the discharge 3 to the other end of the cooling zone, in order to adapt to the progressive increase in volume. heated air.
The cold air enters and circulates in the vault 7 under the effect of the suction of the vertical duct 8, mounted to the right of the other end of the cooling zone and connected either to a chimney opening into the open air , or to a pipe intended to heat dryers or workshops. It penetrates and circulates in spaces 6 and 6 ', either under the action of the general vacuum cleaner placed in 9, at a suitable place in the heating zone, or under the action of a blower driving back into the orifices admission.
The air passages 6, 6 'end with fittings
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. descendants 10,104, with a progressively decreasing section, playing the role of Venturis and represented on a larger scale in horizontal section and in longitudinal section in FIGS. 4 and 5. said fittings open respectively into the flues 11, 11 ', arranged laterally from on either side of the oven, along the cooking zone, in the lower part of the masonry under the burner ramps 12, 12 '.
The burners of the same ramp (fig. 6) are supplied. hot air from flue 11 through vertical ducts
13. The flow rate of these conduits is adjusted by horizontal metal registers 14; maneuvered from the outside by means of levers 15. The combustible gas taken from the pipe 16 by the metal pipes 17 each provided with an adjusting valve 18, and if necessary with a sight pipe 19. The supply to the row of burners 12 'on the other side of the oven is done in an identical way from the hot air flue 11' and the gas pipe
16.
The burners are thus each supplied individually by a hot air duct and by a gas duct, both adjustable, which makes it possible to achieve a rational mixture of air and gas at the outlet of the burners themselves.
The flues 11, 11 'continue beyond the high fire zone, under the heating zone B and end either in the suction of the fumes 9, or beyond., In the drying zone A when the products to be cooked must be dried before entering the heating zone. In the latter case, the hot air is distributed in the oven by a series of vertical risers 20, 20 '(fig. 2 and 7), with an adjustable flow rate by horizontal drawers 21 and opening at various levels of the oven.
The hot air, after being responsible for the humidity of the products to be cooked, is finally called, in the direction of arrow 2, towards the suction cups
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It would also be possible, in crossing the heating zone, to have vertical ducts branching out onto the flues 11,11 'and opening into the oven, to allow part of the hot air to escape in this zone and mix it with the flues. fumes.
In the heating zone B, the path of the fumes is preferably baffled from the exit of the cooking zone using refractory walls 22, 22 ', arranged in staggered rows (fig.2); this device forces the fumes to travel in a zigzag way in the horizontal plane and to lick more completely, in all directions, the products being heated.
An essential condition for the proper functioning of a tunnel kiln is the complete combustion of the gas at the immediate outlet of the burners. In order to ensure this condition, also with a view to distributing the flames in an elongated curtain, as uniformly as possible, along the length of the furnace, the burners are organized according to the device shown in FIG. 6 and on a larger scale in FIGS. 8 and 9, a device which also has the advantage of being very robust to fire.
The gas leaving pipe 17, before reaching the burner 12, opens into a masonry duct 23, terminated by a flaring 24 (fig. 8) then reaches a chamber 25 where it sucks the hot air coming from the duct 13 and The drive to the burner orifice (s). Instead of burners with a single nozzle, it is preferable to employ burners with several nozzles arranged in staggered rows parallel to the axis of the furnace. The vertical duct 13 is capped with a plate 26, made of ceramic, refractory for example (FIG. 9) pierced with as many converging nozzles 27 as there are nozzles; these nozzles which serve as the air intake form a projection on the plate.
On top of the plate 26 is placed another plate
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refractory 28 which closes the gas inlet chamber 25; the second plate is pierced with converging orifices respectively covering the nozzles so as to form as many ejector elements. The gas entering the chamber outside the nozzles flows to the furnace through the orifices of the plate 28 / sucking and entraining the air from the nozzles.
The mixture of the two fluids which form at the outlet of the nozzles 27 can be made more intimate by the following means (FIGS. 10 and 11). The outer wall of the nozzle, or the inner wall, or both at the same time are provided with helical ribs, represented respectively at 33 on the outer wall, and at 34 on the inner wall.
The gas circulating along the ribs 33, is forced to take a rotational movement which is composed with its upward movement; the same is true for the air inside the nozzle. The swirl thus created ensures a more intimate mixture of air and combustible gas and consequently improves combustion. The ribs can, of course, be in any number on each of the walls, and rotate in the same direction on both walls or in the opposite direction. Finally the plates 26 and 28 can also be made of heat resistant metal.
When it comes to cooking in a reducing atmosphere, the materials must be licked from the start of the heating @ ône by fumes comprising an excess of unburned gas. This type of atmosphere can be achieved simply in the oven of the invention, by acting in the cooking zone on the registers and valves for adjusting the air and gas.
If, on the contrary, the reducing atmosphere is only returned to the heating zone and the actual cooking must be oxidizing, adductors have been provided.
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laugh at 0 '7.Y1' "4'Aobmi ++ PmP'1 ±
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Adductors 29 (fig. 2) allow the reducing gas to emerge, without burning it, which mixes with the fumes and travels with them to the exhaust.
The charges are generally transported inside the furnace on refractory platform cars.
This will advantageously be provided with longitudinal channels, as has been explained. As shown in FIG. 6, it will for example be constituted by juxtaposed refractory elements 30, leaving between them channels 31, a section chosen so as to allow easy passage of a corny.