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pour-: "Perfectionnements à la disposition des obtura- teurs et carneaux des fours ou analogues à récupérateurs par inversion"
La présente invention concerne la disposition des obturateurs et des carneaux des fours ou analogues qui nécessitent des obturateurs d'inversion de courant, tels que par exemple les fours ouverts à récupérateurs de chaleur comme les fours Martin.
On exige ce qui suit des obturateurs d'inversion de courant. des fours ou analogues à récupérateurs de cha- leur : a) L'inversion du courant gazeux doit être opérée sans perte de gaz, c'est-à-dire sans que le conduit de gaz soit mis en communication directe avec la cheminée.
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b) Les obturateurs doivent être étanches de façon à ne pouvoir donner lieu à des fuites de gaz. c) La perte de charge créée par les obturateurs doit être la plus faible possible, ces derniers étant à cet effet idéalement formés par des registres ou tiroirs. d) Les inversions doivent avoir lieu sans dan- ger d'explosion .
e) Les obturateurs d'inversion doivent permettre le réglage simple et efficace de la répartition des gaz entre les différentes chambres ainsi que du tirage à tra- .vers l'ensemble du four sans qu'il soit besoin d'obtura- teurs supplémentaires. f) Le système d'obturateurs doit être de fonc- tionnement sur et, d'autre part, d'installation et d'usage peu coûteux. g) Le système d'obturateurs ne doit occuper qu'un faible espace.
Le système d'obturateurs d'inversion le plus parfait au point de vue de l'utilisation est celui qui comprend des obturateurs à siège plan dans les conduits de gaz et d'air et des tiroirs dans les carneaux abou- tissant à la cheminée, et dans lequel les obturateurs sont commandés par groupes couplés de deux de façon que les deux obturateurs d'un même groupe ne puissent être ouverts en même temps en vue d'éviter les fuites de gaz, même au cours des inversions (voir à ce sujet le brevet suédois No. 73.179 et le brevet allemand No. 561.555).
Comme les tiroirs n'assurent jamais une étanchéité abso- lue dans les carneaux de fumée des chambres de gaz par suite de la formation de dépôts goudronneux par les gaz, on subsitue usuellement à ceux-ci des soupapes en chapeau à refroidissement par eau coopérant avec un joint hydrau-
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lique. Cette disposition entraine toutefois une perte de charge créée par le changement de direction des fumées et un abaissement de la température de ces dernieres créé par l'évaporation de l'eau. La substitution d'une soupape' en chapeau à un tiroir augmente de plus les frais d'ins- tallation et l'encombrement.
La présente invention indique un moyen pratique et bon marché pour empêcher les fuites de gaz des tiroirs sans diminuer aucun des avantages que présentent les ti- roirs sur les obturateurs de type différent.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d' exemple, on a représenté schématiquement, pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, la disposition . des registres et carneaux d'un four Martin, à la fig. 1 selon l'invention et à la fig. 2 selon le système indiqué ci-dessus et actuellement usuel.
Les deux figures du dessin montrent, en coupe horizontale, une partie des chambres de récupération, obturateurs et carneaux. Les gaz à brûler passent alter- nativement à travers les obturateurs à siège plan 5 et 11 (fig. 2), 25 et 31 (fig.'l), dans les.chambres de gaz 1 et 3 (fig. 2), 21 et 23 (fig. 1). L'air de combustion est,amené en même temps à travers.les obturateurs 7 et 9 (fig. 2), 27 et 29 (fig. 1), aux chambres d'air 2 et 4 (fig. 2), 22 et 24 (fig. 1); des tiroirs 6,' 8, 10, 12 et
13 (fig..2), 66, 28, 30 et 32 (fig. 1) se trouvent inter- posés dans les carneaux reliant les chambres de gaz et d'air à la cheminée 14 (fig. 2), 34 (fig. 1).
Dans ltagencement selon l'ancien système (fig.2). la position des obturateurs entre deux inversions est la suivante, alors que, par exemple, la combustion a lieu à la partie gauche du four, la direction des flux de gaz et
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d'air étant représentée par les flèches : les obtura- teurs 5 et 7 sont ouverts et les tiroirs 6 et 8 fermés, de sorte que les gaz pénètrent dans la chambre de gaz 1 et l'air dans la chambre d'air 2. Du coté droit du four, les obturateurs 9 et 11 sont fermés et les tiroirs 10 et 12 ouverts, de sorte que l'entrée de l'air et des gaz est obturée et que les fumées quittant le four traversent la chambre de gaz 3 ou la chambre d'air 4 avant de parve- nir à la cheminée 14 à travers le.tiroir 13 dont le degré d'ouverture est celui qui est nécessaire au réglage du tirage de l'ensemble du four.
Après inversion pour amener la combustion à la droite du four, la position des obtu- rateurs et tiroirs est exactement' contraire, indpendam- ment du fait que le tiroir 13 reste dans la même position ou n'est déplacé que de la quantité éventuellement néces- saire pour le réglage de la marche de l'ensemble du four.
En position de fermeture, les 'tiroirs 6 et 10 sont au contact des gaz du côté du four de sorte que leur surface ainsi que leur siège sont facilement recouverts de suie et la fermeture.des obturateurs réalisée devient progres- sivement moins étanche. Par ailleurs, du fait que le gaz se trouve sous pression dans une certaine mesure et que le tiroir est soumis directement du côté de la cheminée à une forte dépression créée par l'aspiration d.e la che- minée, il se produit une fuite importante de gaz vers la cheminée même lorsque le tiroir ne présente qu'une non- étanchéité très minime.
La disposition représentée schématiquement à la fig. 1 empêche cette fuite de gaz de façon simple sans qu'il soit nécessaire de remplacer les tiroirs se trouvant dans les carneaux par des soupapes en chapeau.
Les obturateurs 25, 31 et les tiroirs 26, 32 se trouvant dans les carneaux d'entrée et de sortie des
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chambres de gaz 21, 23 ont un agencement identique à celui de l'ancien système (fig. 2). Les obturateurs à siège plan 27, 29 pour l'arrivée d'air de combustion aux chambres d'air 22, 24 sont disposés dans la voûte du carneau de fumées comme le montre la fig. 2 ou peu- vent également être disposés dans des carneaux latéraux spéciaux comme indiqué à la fig. 1.
La différence entre le's deux systèmes réside avantageusement dans la dispo- sition de tiroirs dans les carneaux des'chambres d'air tiroirs qui, 'selon l'invention (voir fig. 1), sont dis- posés-dans les carneaux communs d'air et de gaz corres- pondant respectivement à la partie gauche et à la partie droite du four et qui, en aval des tiroirs 28 et 30, sont réunis en un seul carneau de fumées commun à l'en-' semble du four, ou bien se continuent chacun indépendam- ment jusqut à la cheminée.
Lorsque la combustion a lieu à la partie gau- che du four entre deux inversions, la position des obtu- rateurs est la suivante : les obturateurs 25,'27 sont- ouverts et les tiroirs 26, 28 sont fermés, de sorte que les gaz entrent dans la chambre de gaz.21 et l'air dans la chambre dtair 22 comme indiqué par les flèches. Du côté des gaz brûlés, les obturateurs 29; 31 sont fermés et les tiroirs 30, 32 ouverts, de sorte que l'entrée des et de l'air gaz/dans le four par ce côté est obturée et que les fumées peuvent s'écouler librement de la chambre de gaz 23 et de la chambre d'air 24 à la'cheminée'34.
Comme l'air et les gaz amenés au four ont à l'entrée des'chambres la même ou sensiblement la même pression, en général de quelques millimètres supérieure ou inférieure à la pression atmos- phérique, cette disposition des 'obturateurs permet d'ob- tenir un avantage.certain. Lors de la combustion à gauche,
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c'est-à-dire quand les tiroirs 26, 28 se trouvant à gauche du four sont fermés, l'air a sensiblement la même pression que le gaz à la surface extérieure du tiroir 26 au lieu d'être exposé à l'aspiration de la cheminée, c'est-à-dire à une forte dépression qui s'é-' lève usuellement à -60 mm. d'eau et plus. Il ne se pro- duit par suite pas de fuites de gaz à la cheminée, même quand le tiroir n'assure pas une étanchéité complète.
Lorsque les tiroirs 26-32 ne sont pas étanches et qu'il existe une certaine différence de pression entre le gaz et l'air amenés, il peut naturellement s'établir un cer- tain courant d'air ou de gaz à travers les tiroirs 26-32, mais ceci est sans importance du fait qu'il ne peut y avoir de différences de pression importantes et que la quantité de chaleur développée par une combustion de gaz de l'un ou l'autre côté du tiroir 26-32 est amenée au four.
La disposition des obturateurs selon l'inven- tion permet, mal gré l'absence de tiroir entre la chambre d'air et le conduit commun de'cette chambre et de la chambre de gaz se. trouvant du même côté, de régler indi- viduellement et absolument complètement le tirage du four dans chacune des- diverses chambres du fait que les cham- bres à gaz ont toujours tendance être plus fortement chauffées et qu'il suffit par suite de régler ces derniè- res en étranglant leurs.carneaux d'évacuation.de fumées à l'aide des tiroirs 26-52. La présente invention apporte également un autre avantage.
Du fait que les tiroirs 28 et 30 se trouvent dans le carneau commun des chambres de gaz et d'air du c8té correspondant, on peut régler le ti- rage de l'ensemble du four à l'aide de ces registres de sorte qu'aucun tiroir supplémentaire, tel que le tiroir
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13 à la fig. 2, n'est nécessaire dans le carneau de cheminée commun à ltensemble du four.
On procède avantageusement comme suit pour l'inversion de la direction des gaz en vue de passer de la combustion à gauche à la'combustion à droite: on ferme l'obturateur d'air 27 et on ouvre ensuite immédia- , tement le tiroir 28 pendant qu'en même temps est opérée la fermeture du tiroir 32 suivie de l'ouverture de l'ob- turateur 31. L'air chaud s'échappe par suite de la cham- bre d'air 82 à la cheminée et le gaz pénètre dans la chambre de gaz 23 où il rencontre des fumées, de sorte qu'aucune explosion n'est à cralindre. L'inversi'on peut ainsi être opérée sans risque d'explosion.
A l'instant suivant de l'opération d'inversion, on ferme l'obturateur 25 et on ouvre immédiatement après le tiroir 26 pendant qu'en même temps est opérée l'ouver- ture de l'obturateur 29 suivie immédiatement de la ferme- ture du tiroir 30. Les gaz sortant de la chambre de gaz
21 rencontrent dans le carneau contenant le tiroir 26 l'air fortement chauffé sortant de la chambre d'air 22, de sorte que l'inflammation des-gaz se produit sans dan- ger d'explosion. ger (ïiexplosion. en modifiant l'ordre des opérations
On peut naturellement procéder autrement,/éven- tuellement en inversant en même temps les obturateurs.
La répartition du tirage entre les chambres à gaz et à air a lieu à l'aide, de ,celui des tiroirs 26-32 correspondant et le réglage du tirage de l'ensemble du four est opéré à l'aide de celui des tiroirs 28-30 cor- respondant.
Naturellement, l'invention n'est nullement li- mitée aux modes de réalisation représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple 'et, en particulier, les obturateurs ou tiroirs pourraient être de construction différente .
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for-: "Improvements available to shutters and flues of ovens or the like with inversion recuperators"
The present invention relates to the arrangement of shutters and flues of ovens or the like which require current reversal shutters, such as, for example, open ovens with heat recovery such as Martin ovens.
The following are required for reverse current shutters. ovens or the like with heat recuperators: a) The reversal of the gas stream must be carried out without loss of gas, that is to say without the gas duct being placed in direct communication with the chimney.
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b) The shutters must be tight so that they cannot give rise to gas leaks. c) The pressure drop created by the shutters must be as low as possible, the latter being ideally formed for this purpose by registers or drawers. d) Reversals must take place without risk of explosion.
e) The reversal shutters must allow simple and efficient adjustment of the distribution of gases between the various chambers as well as of the draft through the whole oven without the need for additional shutters. f) The shutter system must be safe to operate and, on the other hand, inexpensive to install and use. g) The shutter system should occupy only a small space.
The most perfect reversal shutter system from the point of view of use is that which includes flat seat shutters in the gas and air ducts and drawers in the flues leading to the chimney, and in which the shutters are controlled in coupled groups of two so that the two shutters of the same group cannot be opened at the same time in order to avoid gas leaks, even during reversals (see on this subject Swedish Patent No. 73,179 and German Patent No. 561,555).
As the drawers never ensure an absolute seal in the flue pipes of the gas chambers owing to the formation of tarry deposits by the gases, these are usually replaced by water-cooled cap valves cooperating with a hydraulic seal
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lique. However, this arrangement leads to a pressure drop created by the change in direction of the fumes and a lowering of the temperature of the latter created by the evaporation of the water. Substitution of a bonnet valve for a spool further increases installation costs and space requirements.
The present invention discloses a practical and inexpensive way to prevent gas leakage from the spools without diminishing any of the advantages that spools have over shutters of a different type.
In the accompanying drawing, given solely by way of example, the arrangement has been shown schematically, in order to allow a better understanding of the invention. registers and flues from a Martin oven, in fig. 1 according to the invention and in FIG. 2 according to the system indicated above and currently usual.
The two figures in the drawing show, in horizontal section, part of the recovery chambers, shutters and flues. The gases to be burned pass alternately through the flat seat shutters 5 and 11 (fig. 2), 25 and 31 (fig.'l), into the gas chambers 1 and 3 (fig. 2), 21 and 23 (fig. 1). Combustion air is supplied at the same time through shutters 7 and 9 (fig. 2), 27 and 29 (fig. 1), to air chambers 2 and 4 (fig. 2), 22 and 24 (fig. 1); drawers 6, '8, 10, 12 and
13 (fig..2), 66, 28, 30 and 32 (fig. 1) are located in the flues connecting the gas and air chambers to the chimney 14 (fig. 2), 34 (fig. . 1).
In the arrangement according to the old system (fig. 2). the position of the shutters between two inversions is as follows, while, for example, the combustion takes place at the left side of the furnace, the direction of the gas flows and
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air being represented by the arrows: the shutters 5 and 7 are open and the drawers 6 and 8 closed, so that the gases enter the gas chamber 1 and the air into the air chamber 2. On the right side of the oven, the shutters 9 and 11 are closed and the drawers 10 and 12 open, so that the air and gas inlet is blocked and the fumes leaving the oven pass through the gas chamber 3 or the air chamber 4 before reaching the chimney 14 through the drawer 13, the degree of opening of which is that necessary for adjusting the draft of the entire oven.
After inversion to bring the combustion to the right of the oven, the position of the shutters and drawers is exactly the opposite, regardless of whether the drawer 13 remains in the same position or is only moved by the amount that may be required. - necessary for adjusting the operation of the entire oven.
In the closed position, the drawers 6 and 10 are in contact with the gases on the oven side so that their surface as well as their seats are easily covered with soot and the closing of the shutters achieved gradually becomes less tight. Furthermore, because the gas is under pressure to a certain extent and the drawer is subjected directly to the side of the chimney to a strong depression created by the aspiration of the chimney, a significant leakage of gas occurs. gas to the chimney even when the drawer has very little leakage.
The arrangement shown schematically in FIG. 1 prevents this gas leak in a simple way without the need to replace the drawers in the flues with hatch valves.
The shutters 25, 31 and the drawers 26, 32 located in the inlet and outlet flues of the
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gas chambers 21, 23 have an identical layout to that of the old system (fig. 2). The flat-seat shutters 27, 29 for the combustion air supply to the air chambers 22, 24 are arranged in the roof of the flue as shown in FIG. 2 or can also be arranged in special side flues as shown in fig. 1.
The difference between the two systems lies advantageously in the arrangement of drawers in the flues of the 'drawer air chambers which, according to the invention (see fig. 1), are arranged in the common flues of the drawers. air and gas corresponding respectively to the left part and to the right part of the oven and which, downstream of the drawers 28 and 30, are united in a single flue of smoke common to the whole of the oven, or each one continues independently up to the fireplace.
When the combustion takes place at the left part of the furnace between two inversions, the position of the shutters is as follows: the shutters 25, '27 are open and the drawers 26, 28 are closed, so that the gases enter the gas chamber 21 and air into the air chamber 22 as indicated by the arrows. On the burnt gas side, the shutters 29; 31 are closed and the drawers 30, 32 open, so that the entry of the gas / air into the oven from this side is blocked and the fumes can flow freely from the gas chamber 23 and from the air chamber 24 to the 'chimney' 34.
As the air and the gases supplied to the furnace have the same or substantially the same pressure at the inlet to the chambers, generally a few millimeters higher or lower than the atmospheric pressure, this arrangement of the shutters makes it possible to ob - hold a certain advantage. When burning on the left,
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that is, when the drawers 26, 28 on the left of the oven are closed, the air has substantially the same pressure as the gas on the outer surface of the drawer 26 instead of being exposed to suction of the chimney, that is to say to a strong depression which usually rises to -60 mm. water and more. As a result, no gas leaks from the chimney occur, even when the drawer does not ensure a complete seal.
When the drawers 26-32 are not airtight and there is a certain pressure difference between the gas and the air supplied, a certain current of air or gas may naturally be established through the drawers. 26-32, but this is irrelevant since there cannot be large pressure differences and the amount of heat developed by gas combustion on either side of the spool 26-32 is brought to the oven.
The arrangement of the shutters according to the invention allows, in spite of the absence of a drawer between the air chamber and the common duct of this chamber and of the gas chamber. on the same side, to individually and absolutely completely regulate the draft of the oven in each of the various chambers, since the gas chambers always tend to be more strongly heated and it is therefore sufficient to adjust the latter. - res by throttling their smoke exhaust ducts using drawers 26-52. The present invention also provides another advantage.
Since the drawers 28 and 30 are located in the common flue of the gas and air chambers of the corresponding side, the draft of the entire oven can be adjusted with the aid of these registers so that no additional drawer, such as drawer
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13 in fig. 2, is required in the chimney flue common to the entire oven.
One proceeds advantageously as follows for the reversal of the direction of the gases with a view to passing from combustion on the left to combustion on the right: the air shutter 27 is closed and the drawer 28 is then immediately opened. while at the same time closing the drawer 32 followed by the opening of the shutter 31. The hot air escapes as a result of the air chamber 82 to the chimney and the gas enters the gas chamber 23 where it encounters fumes, so that no explosion is to be scalded. The reversal can thus be carried out without risk of explosion.
At the next instant of the reversal operation, the shutter 25 is closed and the drawer 26 is opened immediately after, while at the same time the opening of the shutter 29 is operated, followed immediately by the closing. - ture of the drawer 30. The gases leaving the gas chamber
21 meet in the flue containing the drawer 26 the strongly heated air coming out of the air chamber 22, so that the ignition of the gases takes place without danger of explosion. manage (the explosion. by modifying the order of operations
It is of course possible to proceed otherwise, / possibly by reversing the shutters at the same time.
The distribution of the draft between the gas and air chambers takes place using that of the corresponding drawers 26-32 and the adjustment of the draft of the entire oven is operated using that of the drawers 28 -30 corresponding.
Naturally, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been given only by way of example and, in particular, the shutters or drawers could be of different construction.