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POUR A COKE A REGENERATION DE CHALEUR CHAUFFE AU
GAZ DE HAUTS FOURNEAUX. OU DE GAZOGENES.
La présente invention concerne des fours à coke a. régénération de chaleur chaumés au gaz de hauts-fourneaux ou de gazogènes et dans lesquels on chauffe préalablement, non seulement l'air, mais également le gaz aestine au chauflage des fours.
Le point faible de tous les fours à coke ayant des régé- nérateurs à gaz est la perte de gaz qui se produit inévitablement à travers les maçonneries.
Celles-ci ne sont, en effet, jamais complètement étanches
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au gaz, même quant elles ne sont pas fissurées et leur étan- chéité diminue rapidement des qu'il se forme des fissures.
Pour diminuer les pertes de gaz, il importe de réduire au minimum les surfaces des cloisons séparant le gaz des fumées, ainsi que la longueur des circuits du gaz, de l'air et des fumées, afin de rendre ces circuits aussi peu résis- tants que possible.
Dans les fours à coge à régénération de chaleur dont les piédroits sont du type "moitié par moitié", c'est-à-dire dont tous les carneaux verticaux des piédroits situés entre l'axe de la batterie et l'un des quais sont montants , tandis que les autres carneaux situés entre l'axe de la batterie et l'autre quai sont descendants, il est relativement aisé d'agencer l'infrastructure des fours de façon telle que la surface des cloisons séparant le gaz combustible des fumées soit très réduite et que la résistance des circuits gazeux soit relativement faible.
Toutefois, ce type de four se prête mal à l'établissement de fours à grande production, du fait que la totalité des fumées doit circuler dans le canal horizontal reliant la partie supérieure des carneaux verticaux du piédroit.
Afin de réduire la résistance des circuits gazeux, ce canal doit avoir une grande section et, par consé quent, une grande hauteur. Il en résulte que sur toute l'étendue de cette hauteur, le piédroit n'offre plus une stabilité et une étanchéité suffisante.
Dans les fours à régénération de chaleur dont les piédroits ont leurs carneaux verticaux "en épingle à cheveux", c'est-à-dire dont les carneaux montants alternent avec les carneaux descendants, le canal horizontal supérieur du piédroit est généralement supprimé et la stabilité du piédroit
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est, de ce fait, considérablement augmentée.
Toutefois, lorsque dans ce type de fours, la base des carneaux des piédroits comnunique directement avec la partie supérieure des régénérateurs en forme de puits, il est pratiquement impossible d'éviter que de mombreuses cloisons séparent les régénérateurs à gaz ou à air des régénérateurs traversés par les fumées.
Il existe également des fours à coke à régénération de chaleur chauffés au gaz de hauts fourneaux ou de gazogène dont les piédroits ont leurs carneaux verticaux groupés "en faisceaux". Lorsque les faisceaux pairs sont montants, les faisceaux impairs sont descendants ou inversement.
Dans ce type de four, le réglage de la combustion est beaucoup plus'aisé que dans les types de fours dont les carneaux verticaux des piédroits sont en "épingle à cheveux", car on peut sans crainte d'imbrûlés, admettre un faible excès d'air de combustion dans les piédroits. En effet, dans ce four, comme dans le four "moitié par moitié", si un ou plusieurs carneaux montants ne reçoivent pas assez d'air pour brûler la totalité du gaz, le gaz en excès brûlera, soit dans le canal horizontal supérieur, soit dans les carneaux descendants où il se trouvera en contact avec l'air en excès que contiennent les fumées provenant des autres carneaux montants.
Alors que dans le four "moitié par moitié", la totalité des fumées traverse le canal horizontal surmontant les carneaux verticaux, dans le four ayant ses carneaux de piédroits groupés en faisceaux, une partie seulement des fumées du piédroit traverse ce canal; comme, d'autre part, le chemin parcouru par les fumées dans le canal horizontal supérieur du piédroit est plusieurs fois moins long dans ce four que dans le four "moitié par moitié", on peut pour une même perte de charge de fluides qui traversent ce canal, donner à celui-
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ci une section beaucoup plus petite et, par conséquent, une hauteur beaucoup moins grande que dans le four "moitié par moitié" et dans ces conditions, l'inconvénient de l'affaiblissement du piédroit disparait.
Les fours à coke du type à carneaux de piédroits groupés en faisceaux réalisent donc le plus commodément la combustion du gaz de hauts-fourneaux ou de gazogène. Malheureusement, la liaison des carneaux des piédroits avec les régénérateurs est réalisée dans les systèmes connus de ce type de fours au moyen de multiples canaux s'étendant sous la sole du four, ce qui augmente le prix de revient de la construction, en compromet grâvement la stabilité et provoque des pertes importantes de gaz dans les fumées ou des combustions dangereuses dans les carneaux de sous-soles à air ou à gaz.
Il existe toutefois, certains systèmes de ce type de fours dont les carneaux des piédroits sont reliés individuellement à des régénérateurs situés sous la sole des fours, chaque régénérateur à gaz ou à air étant commun à un faisceau de carneaux de chacun des piédroits du four considéré.
Dans ces régénérateurs, la circulation des fluides est défectueuse et il en résulte un mauvais rendement calorifique du four et le réglage stable de la aistribution de l'air et du gaz aux carneaux des piédroits ne peut être réalisée qu'en créant des pertes de charges importantes au passage des fluides dans les carneaux du piédroit, pertes de charges ayant comme conséquence de provoquer à travers les maçonneries de l'infrastructure du four des repassages importants de gaz et d'air dans les fumées.
La présente invention a pour but d'obtenir un four à coke à régénération de chaleur chauffé au gaz de hauts-fourneaux ou de gazogènes dont les piédroits possèdent àes carneaux verticaux groupés en faisceaux qui sont reliés directement à des régénérateurs en forme de puits disposés de
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telle façon que les risques de fuite entre les régénérateurs soient réduits au minimum.
Dans ce but, ce four est caractérisé principalement par le fait que, sous la sole des fours, sont disposés dams la direction des chambres des fours des rangées de régénérateurs en forme de puits séparées les unes des autres par des murs continus supportant la superstructure de la construction, régénérateurs qui sont traversés dans une première rangée, par exemple, par de l'air à réchauffer et des fumées à refroidir dans une seconde rangée par le gaz à réchauffer et des fumées à refroidir et ainsi de suite, ou réciproquement dans une première rangée par le gaz à réchauffer, dans une seconde rangée par de l'air à réchauffer et ainsi de suite,
chaque rangée de régénérateurs étant constituée par des faisceaux groupés de telle façon que les groupes de carneaux verticaux montants des piédroits correspondent aux faisceaux de régénérateurs traversés de bas en haut par l'air ou le gaz à réchauffer et que les groupes de carneaux verticaux descendants des piédroits correspondent aux faisceaux des régénérateurs traversés de haut en bas par les fumées à refroidir.
Dans la réalisation pratique de l'invention, chaque régénérateur est en communication par des conduits inclinés avec les deux piédroits de la chambre du four sous laquelle il se trouve, de manière que chacun de ces piédroits puisse recevoir d'une part le gaz réchauffé par le régénérateur situé sous la chambre de droite (ou de gauche) et d'autre part l'air réchauffé par le régénérateur situé sous la chambre de gauche (ou de droite).
L'échappement des fumées se fait également par deux conduits inclinés qui conduisent ces fumées dans des régénérateurs groupés en faisceaux intercalés dans les rangées de régénérateurs servant respectivement au réchauffement du gaz
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et de l'air.
Cette disposition permet: 1 ) de relier les régénérateurs aux carneaux des piedroits par des conduits à. forte pente et de longueur minimum.
2 ) de séparer les régénérateurs traversés alternativement par du gaz pauvre et des fumées de ceux traversés alternati- vement par. de l'air et des fumées, par un mur de forte épaisseur supportant toute la superstructure de la construction et de réduire ainsi, au minimum, les risques de combustion dans les régénérateurs en refroidissement.
3 ) de séparer les faisceaux de régénérateurs traversés de bas en haut par du gaz ou de l'air des faisceaux de régénérateurs traversés de haut en bas par des fumées par deux ou plusieurs murs très épais, parallèles à l'axe de la batterie, qui présentent au gaz une surface de fuite peu importante rendant négligeable les repassages dé gaz et d'air dans les fumées. Cette disposition permet, en outre,d'alimenter spécialement en gaz et en air les régénérateurs connectés aux carneaux de tête des piédroits au moyen de conduits spéciaux dont les débits peuvent être réglés avec précision par des registres facilement accessibles.
'Les dessins ci-joints montrent, à titre d'exemple deux réalisations de l'invention.
Les figures I, 2, 3 et 4 sont relatives au premier exemple de réalisation, les figures 5, 4, 5 et 6 se rapportent au second exemple.
La figure I est une coupe en élévation suivant le plan
I - I des figures 2 et 5; elle montre la liaison des faisceaux de carneaux verticaux des piédroits avec les groupes de régénérateurs en forme de puits en chauffage et en refroidissement séparés par deux murs de forte épaisseur.
La figure 2 est une coupe en plan suivant le plan II - II
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des figures 1, 5 et 4 montrant la disposition en rangées de régénérateurs traversés par de l'air ou des fumées sous la sole des foura de numéros impairs ainsi que la disposition des régénérateurs traversés par du gaz ou des fumées sous la sole des fours pairs.
Cette même figure montre les carneaux amenant l'air ou le gaz à la partie inférieure des régénérateurs en refroidissement ainsi que les carneaux évacuant les fumées des régénérateurs en chauffage.
La figure 5 est une coupe en élévation prise par le plan III - III des figures I et 2 montrant les carneaux montants des piédroits et leurs connexions avec les régénérateurs traversés de bas en haut par l'air et le gaz à réchauffer disposés de part et d'autre des murs supportant la superstructure.
La figure 4 est une coupe en élévation prise suivant le plan IV - IV des figures I et 2 montrant les connexions des carneaux descendants des piedroits avec les régénérateurs traversés de haut en bas par les fumées provenant des carneaux descendants des piédroits.
Dans ces figures, I désigne une batterie de fours à coke formée par des chambres 2 séparées par des piédroits 5 chauffés intérieurement. Sous la sole 4 des chambres 2 sont disposées, dans la direction de ces chambres et séparées les unes des autres par des murs 5 continus servant d'assise à la superstructure du four, des rangées de régénérateurs parallèles dont certains d'entre eux, comme par exemple, les régénérateurs 6 sont traversés de bas en haut par du gaz à. réchauffer (voir les flèches avec point), tandis que les autres 7 alternent avec les premiers sont traversés par de l'air à réchauffer (voir les flèches avec cercle).
Les carneaux montants 8 des piédroits 3 sont mis directement en communication avec les régénérateurs par des conduits 9
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pour le passage ou gaz chaud et par des conduits 10 pour le passage de l'air chaud.
Les régénérateurs II sont disposés dans les mêmes rangées que les régénérateurs 6 et sont en communication avec les carneaux descendants 12 des piéaroits 5 par des conduits 15 de passage de fumées, tandis que les régénérateurs 14 sont placés dans les rangées de régénérateurs 7 traversés par l'air à réchauffer et communiquent avec les carneaux descendants 12 des piédroits 5 par les conauits 15.
Les groupes de régénérateurs 6 sont séparés des groupes de régénérateurs II par les deux murs 16, tandis que les groupes de régénérateurs 7 sont séparés des groupes de régénérateurs. 14 par les deux murs 17.
A la partie supérieure de chaque piédroit 5 existe un canal horizontal 18 dans lequel débouchent tous les carneaux 8 et 12. ne canal est interrompu en son milieu par la cloison 19.
L'air provenant des galeries de visite est introduit dans les régénérateurs 7 par des vannes 20 dont un double clapet isole les galeries de visite des galeries collectrices 50.
La tubulure 22 munie du registre 25 règle l'admission d'air au régénérateur 7.
La tubulure 24 munie du registre 25 règle l'admission d'air dans les carneaux 26 d'où il pénètre par des ouvertures 27 à la base des autres régénérateurs 7.
Le gaz pauvre est amené par une conduite ( non représentée dans des vannes 21 similaires aux vannes 20. Dans chacune de ces vannes 21 une tubulure et un registre spéciaux règlent le débit de gaz aux régénérateurs 6 de tête et par les carneaux 28 et les ouvertures 29 le gaz pénètre dans les au- tres régénérateurs 6. Les fumées sont évacuées à la cheminée par les conduits 51 et les vannes 52 reliant les galeries collectrices 50 aux régénérateurs II et par les conduits 55
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et les vannes 54 reliant les galeries collectrices 30 aux régénérateurs 14.
Ces vannes 52 et 54 sont identiques aux vannes 20 et 21, mais ne possèdent, toutefois, pas de tubulure 22 et de regis- tre 25.
Conformément à l'invention, les carneaux verticaux des piédroits du four représenté aux figures I, 2, 5 et 4 sont bien groupés en faisceaux qui sont reliés directement à des régénérateurs en forme de puits. Ces régénérateurs sont dispo- sés sous la sole des fours et dans la direction des chambres.
Les rangées de régénérateurs destinées à échauffer l'air sont séparés des régénérateurs destinés à échauffer le gaz par des murs supportant la superstructure ; lesrégénérateurs traversés de haut en bas par les fumées sont isolés par deux murs très épais, des régénérateurs traversés de bas en haut par les fluides à réchauffer.
L'examen des figures I, 2, 5 et 4 fait comprendre claire- ment le fonctionnement du four.
L'air froid est introduit des galeries de visite dans les régénérateurs 7 par les vannes 20 en passant par les tubulures 22 et 24 les carneaux 26 et les conduits 27. L'air s'échauffe en traversant de bas en haut les régénérateurs 7 et est admis par les conduits 10 à la base des carneaux montants 8 des pié- droits 3.
Le gaz pauvre est amené de la conduite à gaz pauvre (non représentée au dessin) par des vannes 21 directement dans les régénérateurs 6 de tête et par les carneaux 28 et les conduits 29 dans les autres régénérateurs 6. Le gaz s'échauffe en cir- culant de bas en haut dans les régénérateurs 6 est admis par les conduits 9 à la base des carneaux montants 8 où il rencon- tre l'air chaud distribué aux carneaux montants 8 par les con- duits 10.
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Les gaz en combustion montent dans les carneaux 8 se rassem- blent dans le canal 18 puis descendent dans les carneaux 12.
Des carneaux 12 les fumées sont évacuées aux régénérateurs 11 par les conduits 15 et aux régénérateurs 14 par les conduits 15 Les fumées refroidies circulant de haut en bas dans les régénérateurs 11 et 14 sont évacuées aux galeries collectrices 50 par les carneaux 31 et 55 et les vannes 52 et 54.
Lorsque le sens de la circulation du fluide dans les fours sera inversé, les régénérateurs 14 seront traversés de bas en haut par l'air, les régénérateurs II seront traversés de bas en haut par du gaz, tandis que les régénérateurs 6 et 7 seront traversés de haut en bas:,par les fumées. Les carneaux 12 des piédroits 5 seront montants tandis que les carneaux 8 seront descendants.
Les joints de dilatation 55, que l'on doit disposer de distance en distance suivant les plans verticaux parallèles aux axes des fours pour permettre la libre dilatation des maçonneries pourront être disposés de manière à traverser uniquement les chambres des fours sous lesquelles se trouvent les régénérateurs à air. De la sorte, l'inétanchéité de ces joints n'aura d'autre conséquence qu'un faible repassage d'air dans les fumées uniquement à travers les deux murs 17 mais ne pourra occasionner un repassage de gaz.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux détails de réalisation de la construction décrite et représentée aux figures I, 2, 3 et 4. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu de disposer les carneaux des piédroits de façon à ce qu'une même rangée de régénérateurs soit constituée par trois faisceaux séparés les uns des autres par deux murs épais, on pourrait construire le four de telle façon qu'une même rangée de régé- nérateurs soit composée de quatre ou six faisceaux, les faisceaux impairs étant montants lorsque les faisceaux pairs sont
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descendants ( ou inversement) les faisceaux impairs étant séparés des faisceaux pairs par trois ou cinq murs épais, le canal horizontal du piédroit étant séparé ou non par une ou deux cloisons verticales.
De même, au lieu d'aspirer l'air froid directement des galeries de visite dans les régénérateurs et d'évacuer les fumées par les deux galeries collectrices, on pourrait l'échauffer préalablement en le faisant circuler dans les fondations des fours et par une vanne centrale d'inversion lui faire traverser l'une ou l'autre des galeries collectrices avant de l'introduire à la base des régénérateurs, les fumées étant évacuées à la cheminée par l'autre galerie collectrice.
En vue de permettre le chauffage du four au gaz riche, ' on pourrait disposer sous les piédroits et dans la direction de ceux-ci, des conduits horizontaux de distribution de gaz riche communiquant avec la base des carneaux des piédroits et ménagés entre les conduits connectant la base des dits carneaux avec les régénérateurs.
Dans ce cas, l'appareillage du four serait construit de façon à supprimer la communication entre la conduite à gaz pauvre et les régénérateurs et d'utiliser ceux-ci pour le chauffage de l'air.
De même, dans les fours de grande hauteur, on pourrait, en vue d'allonger la combustion du gaz, admettre de l'air supplémentaire à mi-hauteur des carneaux montants des piédroits en ménageant des canaux dans les cloisons séparant les carneaux des piédroits, canaux communiquant par leur ouverture inférieure avec la partie supérieure des régénérateurs à air et débouchant par leur extrémité supérieure à mi-hauteur des carneaux des piédroits.
Les figures 3, 4, 5 et 6 se rapportent à un second exemple de réalisation dans lequel les carneaux de piédroits et
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les régénérateurs sont groupés en quatre faisceaux, les faisseaux impairs étant montants lorsque les faisceaux pairs sont descendants ou inversement. Dans ce cas, les faisceaux de régénérateurs en refroidissement sont séparés des régénéra- teurs en chauffage par trois murs de forte épaisseur, alors que dans le premier exemple il n'existe que deux murs de séparation entre les faisceaux de régénérateurs traversés par le gaz et l'air d'une part et les fumées d'autre part.
Les figures 4 et 5 ayant des chiffres de repère identiques à ceux des figures I et 2, en lisant le texte relatif au premier exemple et en se reportant aux figures 2, 5, 4 et 5, on peut comprendre clairement le fonctionnement du four construit suivant le second exemple de réalisation.
REVENDICATIONS.
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FOR A COKE A REGENERATION OF HEAT HEATED AT
HAUTS FOURNEAUX GAS. OR GASOGENES.
The present invention relates to coke ovens a. regeneration of heat chached with gas from blast furnaces or gasifiers and in which not only the air is heated beforehand, but also the aestine gas for heating the furnaces.
The weak point of all coke ovens having gas regenerators is the loss of gas which inevitably occurs through the masonry.
These are, in fact, never completely waterproof
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gas, even if they are not cracked and their tightness rapidly decreases as soon as cracks form.
To reduce gas losses, it is important to reduce to a minimum the surfaces of the partitions separating the gas from the fumes, as well as the length of the gas, air and fume circuits, in order to make these circuits as weak. as possible.
In heat-regenerating coge furnaces whose piers are of the "half by half" type, that is to say where all the vertical flues of the piers located between the axis of the battery and one of the platforms are uprights, while the other flues located between the axis of the battery and the other dock are descending, it is relatively easy to arrange the infrastructure of the furnaces so that the surface of the partitions separating the combustible gas from the fumes is very low and the resistance of the gas circuits is relatively low.
However, this type of furnace does not lend itself well to the establishment of large production furnaces, owing to the fact that all the fumes must circulate in the horizontal channel connecting the upper part of the vertical flues of the pedestal.
In order to reduce the resistance of the gas circuits, this channel must have a large cross section and, consequently, a great height. It follows that over the entire extent of this height, the pedestal no longer offers sufficient stability and tightness.
In heat regenerating ovens whose piers have their vertical "hairpin" flues, that is to say where the rising flues alternate with the descending flues, the upper horizontal channel of the pedestal is generally omitted and the stability of the pedestrian
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is, therefore, considerably increased.
However, when, in this type of furnace, the base of the flues of the piers communicates directly with the upper part of the well-shaped regenerators, it is practically impossible to avoid numerous partitions separating the gas or air regenerators from the regenerators crossed. by the fumes.
There are also heat regeneration coke ovens heated with blast furnace gas or gasifier, the piers of which have their vertical flues grouped "in bundles". When the even beams are ascending, the odd beams are descending or vice versa.
In this type of furnace, the combustion adjustment is much easier than in the types of furnaces whose vertical flues of the piers are "hairpin", because one can without fear of unburnt, admit a small excess of combustion air in the piers. In fact, in this oven, as in the "half by half" oven, if one or more rising flues do not receive enough air to burn all the gas, the excess gas will burn, either in the upper horizontal channel, or in the descending flues where it will be in contact with the excess air contained in the fumes coming from the other rising flues.
While in the oven "half by half", all of the smoke passes through the horizontal channel surmounting the vertical flues, in the oven having its piers flues grouped into bundles, only part of the fumes from the podium crosses this channel; as, on the other hand, the path traveled by the fumes in the upper horizontal channel of the pedestal is several times shorter in this furnace than in the "half by half" furnace, it is possible, for the same pressure drop of the fluids passing through this channel, give to that
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Here a much smaller section and, consequently, a height much less great than in the oven "half by half" and under these conditions, the disadvantage of the weakening of the pedestal disappears.
Coke ovens of the flue type of piers grouped in bundles therefore most conveniently carry out the combustion of blast furnace gas or gasifier. Unfortunately, the connection of the flues of the piers with the regenerators is carried out in the known systems of this type of furnace by means of multiple channels extending under the bottom of the furnace, which increases the cost of the construction, seriously compromising. stability and causes significant losses of gas in the fumes or dangerous combustions in the flues of air or gas basements.
There are, however, certain systems of this type of furnace in which the flues of the piers are individually connected to regenerators located under the bottom of the furnaces, each gas or air regenerator being common to a bundle of flues from each of the piers of the furnace in question. .
In these regenerators, the circulation of fluids is defective and this results in a poor calorific efficiency of the furnace and the stable adjustment of the distribution of air and gas to the flues of the side walls can only be achieved by creating pressure drops. significant passage of fluids through the flues of the side wall, pressure drops having the consequence of causing through the masonry of the infrastructure of the furnace significant ironing of gas and air in the fumes.
The object of the present invention is to obtain a heat regeneration coke oven heated by gas from blast furnaces or from gasifiers, the piers of which have vertical flues grouped in bundles which are connected directly to regenerators in the form of wells arranged in
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such that the risk of leakage between regenerators is reduced to a minimum.
For this purpose, this furnace is characterized mainly by the fact that, under the hearth of the furnaces, there are arranged in the direction of the furnace chambers rows of regenerators in the form of wells separated from each other by continuous walls supporting the superstructure of the furnace. construction, regenerators which are crossed in a first row, for example, by air to be heated and fumes to be cooled in a second row by the gas to be heated and fumes to be cooled and so on, or vice versa in a first row by the gas to be heated, in a second row by the air to be heated and so on,
each row of regenerators being formed by bundles grouped in such a way that the groups of vertical flues rising from the piers correspond to the bundles of regenerators crossed from bottom to top by the air or gas to be heated and that the groups of vertical flues descending from the side walls pedestals correspond to the beams of the regenerators crossed from top to bottom by the fumes to be cooled.
In the practical embodiment of the invention, each regenerator is in communication by inclined conduits with the two sides of the chamber of the furnace under which it is located, so that each of these sides can receive on the one hand the gas heated by the regenerator located under the right (or left) chamber and on the other hand the air heated by the regenerator located under the left (or right) chamber.
The exhaust of the fumes is also done by two inclined conduits which lead these fumes in regenerators grouped in bundles interposed in the rows of regenerators serving respectively for heating the gas.
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and air.
This arrangement allows: 1) to connect the regenerators to the flues of the piedroits by conduits to. steep slope and minimum length.
2) to separate the regenerators crossed alternately by lean gas and fumes from those crossed alternately by. air and fumes, by a very thick wall supporting the entire superstructure of the building and thus reduce, to a minimum, the risks of combustion in cooling regenerators.
3) to separate the bundles of regenerators crossed from bottom to top by gas or air from the bundles of regenerators crossed from top to bottom by fumes by two or more very thick walls, parallel to the axis of the coil, which have a small leakage surface for gas, making the gas and air passing through the flue gas negligible. This arrangement makes it possible, moreover, to supply specially gas and air to the regenerators connected to the head flues of the piers by means of special conduits whose flow rates can be regulated with precision by easily accessible registers.
The accompanying drawings show, by way of example, two embodiments of the invention.
Figures I, 2, 3 and 4 relate to the first embodiment, Figures 5, 4, 5 and 6 relate to the second example.
Figure I is a sectional elevation along the plane
I - I of Figures 2 and 5; it shows the connection of the vertical flue bundles of the piers with the groups of regenerators in the form of a heating and cooling well separated by two very thick walls.
Figure 2 is a plan section along the plane II - II
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Figures 1, 5 and 4 showing the arrangement in rows of regenerators crossed by air or fumes under the floor of odd-numbered furnaces as well as the arrangement of the regenerators through which gas or fumes pass under the floor of even-numbered ovens .
This same figure shows the flues bringing air or gas to the lower part of the regenerators in cooling as well as the flues evacuating the fumes from the regenerators in heating.
Figure 5 is a sectional elevation taken through the plane III - III of Figures I and 2 showing the rising flues of the piers and their connections with the regenerators traversed from bottom to top by the air and the gas to be heated arranged on both sides. other of the walls supporting the superstructure.
Figure 4 is a sectional elevation taken along the plane IV - IV of Figures I and 2 showing the connections of the flues descending from the piedroits with the regenerators traversed from top to bottom by the fumes coming from the flues descending from the sidewalls.
In these figures, I designates a battery of coke ovens formed by chambers 2 separated by piers 5 heated internally. Under the floor 4 of the chambers 2 are arranged, in the direction of these chambers and separated from each other by continuous walls 5 serving as a base for the superstructure of the furnace, rows of parallel regenerators, some of them, such as for example, the regenerators 6 are crossed from bottom to top by gas. heat (see arrows with dot), while the other 7 alternate with the first are crossed by air to be heated (see arrows with circle).
The upright flues 8 of the side walls 3 are placed directly in communication with the regenerators by ducts 9
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for the passage or hot gas and through conduits 10 for the passage of hot air.
The regenerators II are arranged in the same rows as the regenerators 6 and are in communication with the descending flues 12 of the piéaroits 5 by ducts 15 for passing fumes, while the regenerators 14 are placed in the rows of regenerators 7 crossed by the air to be heated and communicate with the descending flues 12 of the piers 5 by the conauits 15.
The groups of regenerators 6 are separated from the groups of regenerators II by the two walls 16, while the groups of regenerators 7 are separated from the groups of regenerators. 14 by the two walls 17.
At the upper part of each side wall 5 there is a horizontal channel 18 into which all the flues 8 and 12 emerge. The channel is interrupted in its middle by the partition 19.
The air coming from the inspection galleries is introduced into the regenerators 7 by valves 20, a double valve of which isolates the inspection galleries from the collecting galleries 50.
The pipe 22 provided with the register 25 regulates the air admission to the regenerator 7.
The pipe 24 provided with the register 25 regulates the admission of air into the flues 26 from which it enters through openings 27 at the base of the other regenerators 7.
The lean gas is brought by a pipe (not shown in valves 21 similar to valves 20. In each of these valves 21 a special pipe and register regulate the gas flow to the head regenerators 6 and by the flues 28 and the openings. 29 the gas enters the other regenerators 6. The fumes are evacuated to the chimney through the conduits 51 and the valves 52 connecting the collecting galleries 50 to the regenerators II and through the conduits 55
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and the valves 54 connecting the collecting galleries 30 to the regenerators 14.
These valves 52 and 54 are identical to valves 20 and 21, but do not have, however, tubing 22 and register 25.
In accordance with the invention, the vertical flues of the sides of the furnace shown in Figures I, 2, 5 and 4 are properly grouped into bundles which are connected directly to well-shaped regenerators. These regenerators are placed under the floor of the furnaces and in the direction of the chambers.
The rows of regenerators intended to heat the air are separated from the regenerators intended to heat the gas by walls supporting the superstructure; the regenerators crossed from top to bottom by the fumes are insulated by two very thick walls, the regenerators crossed from bottom to top by the fluids to be heated.
Examination of Figures I, 2, 5 and 4 gives a clear understanding of the operation of the oven.
The cold air is introduced from the inspection galleries into the regenerators 7 by the valves 20, passing through the pipes 22 and 24, the flues 26 and the conduits 27. The air is heated by passing from the bottom to the top of the regenerators 7 and is admitted through the conduits 10 at the base of the upright flues 8 of the pedestals 3.
The lean gas is brought from the lean gas line (not shown in the drawing) through valves 21 directly into the head regenerators 6 and through the flues 28 and lines 29 into the other regenerators 6. The gas heats up in a circle. - flowing from bottom to top in the regenerators 6 is admitted through the ducts 9 at the base of the upright flues 8 where it meets the hot air distributed to the upright flues 8 by the ducts 10.
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The combustion gases rise in the flues 8 collect in the channel 18 then descend into the flues 12.
From the flues 12 the fumes are evacuated to the regenerators 11 via the ducts 15 and to the regenerators 14 via the ducts 15 The cooled fumes circulating from top to the bottom in the regenerators 11 and 14 are evacuated to the collecting galleries 50 via the ducts 31 and 55 and the valves 52 and 54.
When the direction of the circulation of the fluid in the furnaces is reversed, the regenerators 14 will be crossed from bottom to top by air, the regenerators II will be crossed from bottom to top by gas, while the regenerators 6 and 7 will be crossed from top to bottom:, by the fumes. The flues 12 of the piers 5 will be rising while the flues 8 will descend.
The expansion joints 55, which must be placed at distance in distance along the vertical planes parallel to the axes of the furnaces to allow the free expansion of the masonry can be arranged so as to pass only through the rooms of the furnaces under which the regenerators are located. air. In this way, the leakage of these joints will have no other consequence than a weak ironing of air in the fumes only through the two walls 17 but will not be able to cause an ironing of gas.
The invention is obviously not limited to the details of the construction described and shown in Figures I, 2, 3 and 4. Thus, for example, instead of arranging the flues of the piers so as to Even though the same row of regenerators is made up of three bundles separated from each other by two thick walls, the furnace could be constructed in such a way that the same row of regenerators is made up of four or six bundles, the bundles odd being rising when the even beams are
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descending (or vice versa) the odd beams being separated from the even beams by three or five thick walls, the horizontal channel of the side wall being separated or not by one or two vertical partitions.
Likewise, instead of sucking in the cold air directly from the inspection galleries in the regenerators and evacuating the fumes through the two collecting galleries, it could be heated beforehand by circulating it in the foundations of the ovens and through a central reversing valve make it pass through one or other of the collecting galleries before introducing it to the base of the regenerators, the fumes being discharged to the chimney through the other collecting gallery.
In order to allow the heating of the rich gas furnace, 'one could place under the piers and in the direction thereof, horizontal rich gas distribution ducts communicating with the base of the flues of the piers and arranged between the ducts connecting the base of the said flues with the regenerators.
In this case, the furnace equipment would be constructed so as to eliminate communication between the lean gas line and the regenerators and to use the latter for heating the air.
In the same way, in the ovens of great height, one could, in order to lengthen the combustion of the gas, admit additional air at mid-height of the rising flues of the piers by leaving channels in the partitions separating the flues from the piers. , channels communicating through their lower opening with the upper part of the air regenerators and opening through their upper end at mid-height of the flues of the side walls.
Figures 3, 4, 5 and 6 relate to a second exemplary embodiment in which the flues of side walls and
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the regenerators are grouped into four bundles, the odd bundles rising when the even bundles are descending or vice versa. In this case, the cooling regenerator bundles are separated from the heating regenerators by three very thick walls, whereas in the first example there are only two separation walls between the regenerator bundles crossed by the gas and air on the one hand and smoke on the other.
Figures 4 and 5 having identical reference numbers to those of Figures I and 2, by reading the text relating to the first example and referring to Figures 2, 5, 4 and 5, one can clearly understand the operation of the oven constructed according to the second embodiment.
CLAIMS.
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