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PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS CONTINUS POUR CUISSON DE CERAMIQUE
Dans la cuisson de certains produits céramiques, 1' 'expérience a montré qu'il fallait soustraire les produits aux gaz de la combustion des fours dans lesquels s'effectue la cuisson. Jusqu'àci, deux moyens principaux sont utilisés pour atteindre ce but.
Dans l'un d'eux, les produits sont plaoés à l'inté-;, rieur de boites ou constructions provisoires dites "cazettes".Les cazettes sont, elles-mêmes, faites de matériaux céramiques de conception appropriée, et elles sont souvent empilées les unes sur les autres jusqu'à de grandes hauteurs, Pour éviter que les
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gaz brûlés ne pénètrent dans les interstices entre cazettes, celles-ci sont jointoyées au moyen d'argile fraîche en cordons dénommée " colombins ".
Cette méthode est celle que l'on emploie dans la cuisson de la faïence, de la procelaine, etc.. Pour de plus gros produits tels que les pièces en " grès sanitaires" on place des pièces judicieusement calées sur les soles des fours ou des chariots et l'on construit autour d'elles des petits murs faits de briques ou de pièces spéciales, de façon à les enfermer dans le but indiqué plus haut.
On se rend compte que l'emploi des cazettes ou de constructions maçonnées provisoires entraîne les céramistes dans de grandes dépenses. Ce soht celles de la fabrication et de l'entretien des cazettes proprement dits auxquelles s'ajoutent les frais de main d'oeuvre pour empilage et opérations de jointoiement.
L'autre moyen employé pour soustraire les produits aux gaz de combustion consiste à enfermer les produits de combustion dans des corps réfiactaires creux qui rayonnent sur les produits constituant la charge du four ou assurent, dans celle-ci, des mouvements deoonvection de l'air du four. En fait, cette méthode n'a qu'un rendement réduit parce que la surface de rayonnement des corps creux est faible par rapport à la masse de la charge, et que les mouvements de convection sont loin de remplacer le rayonnement d'un moufle qui entoure pratiquement toute la masse à cuire. La réalisation de ce système conduit de plus à des dispositifs complexes et coûteux.
La présente invention a pour objet un four continu pour cuisson de céramique, dans lequel les cazettes, ou chambres maçonnées provisoires, sont entièrement éliminées, et dans
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lequel le contact entre les gaz brûlés et les produits à cuire est évité en faisant circuler ceux-ci à l'intérieur d'un moufle continu chauffé extérieurement.
Le four objet de l'invention comprend, par conséquent, un tunnel ou moufle dans lequel circulent une-série de chariots protégés par un garnissage réfractaire, sur lequel sont posées, et calées, les pièces à traiter.Ce moufle est chauffé extérieurement. Le chauffage peut s'effectuer par exemple au moyen de foyers automatiques à charbon, disposés de part et d'autre du moufle, dans la zone dite "de plein feu". Dans leur prograssion depuis l'entrée jusqu'à la sortie, les pièces à cuire sont donc soumises successivement à une montée en température plus ou moins progressive, à la période de plein feu, puis à un refroidissement gradué.
Dans la,description qui va suivre en regard du dessin, le four plus particulièrement décrit a pour bbjet la cuisson des grès sanitaires, mais le processus serait le même dans le cas de la faïence, de. la porcelaine ou de tout autre article autrefois recuit en cazettes.
La fig.l représente une coupe verticale longitudinale du four que les chariots parcourent de la fauche vers la droite
La fig. 2 est une coupe horizontale de ce même four supposé coupé par le moufle et par les chambres de combustion des foyers.
La fig. 3 est une coupe transversale verticale par 3-3 de la fig.l, la coupe passant par les chambres de combustion de la zone de plein feu.
La fig.4 est une coupe par 4-4 de la fig.2 dans la zone de préchauffage.
La fig.5 est une coupe par 5-5 de la fig. 2 dans
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la zone de refroidissement.
Les foyers automatiques 1 assurant la cuisson sont alimentes en charbon ou combustible solide et généralement placés de part et d'autre du moufle. Leur nombre est variable: 2,4, 6 etc.. Rien ne s'oppose à ce qu'ils ne soient pas en face l'un de l'autre, de l'un et l'autre côté du moufle. Ils peuvent donc être groupés d'une façon autre que celle indiquée sur le dessin, en particulier quand il s'agit de réaliser une courbe déterminée de température à l'intérieur du four, on les distribue et on les répartit alors judicieusement entre l'entrée du tunnel et la zona de plein feu, pour satisfaire à ces conditions.
Les foyers, qui sont généralement du type dit " foyers automatiques à vis", peuvent aussi être des foyers à poussoir.
Chaque foyer comprend, en principe, une trémie de réserve de combustible, une vis de reprise de celui-ci à la partie inférieu re de la trémie, un creuset pourvu de tuyères d'arrivée d'air,un ventilateur, une boite de vitesse, un moteur de commande,ainsi que des plaques latérales pourvues, ou non, d'arrivées d'air additionnel. Le combustible introduit par la vis à la partie inférieure du creuset monte dans celui-ci, est brûlé par l'air sortant des tuyères, puis les cendres se déversent latéralement sur les plaques. On n'insiste pas sur la description de ces foyers qui ne constituent pas l'objet principal de l'invention.
Les produits de combustion sortant des foyers se déversent dans les chambres de combustion2, fig.3.Si l'on veut faire marcher les foyers en gazogènes,de l'air secondaire pénètre,par des ouvertures réservées, dans les murs des chambres de combustion 2 et, en particulier en 30, dans le mur entre foyers 3. le chiffre de référence 4 désigne le moufle réfractai re conforme à l'invention qui s'étend sur une certaine longueur d@
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four et à l'intérieur duquel circulent les chariots et la charge. Ce moufle est naturellement constitué en produits de tout premier choix, debbonne conductibilité, comme le produit connu sous le non de carborundum ou tout autre produit réfractaire.Le moufle est constitué par des parois latérales 5 et une voûte 6.
Des dispositions judicieuses sont prises pour que les différentes pièces du moufle soient maintenues à distancef des murs latéraux du tunnel ou de la voûte du four par des entretoises 40 ( fig.3 ).
Le moufle peut, soit faire partie intégrante de la construction, c'est-à-dire être lié aux murs, soit être constitué de pièces indépendantes de ces murs et simplement butées contre eux pour des raisons de stabilité.
Les parois latérales 5 sont constituées par des panneaux assemblés. Cet assemblage peut s'effectuer par feuillures, c'est-à-dire avec rainures mâle et femelle, soit par simple recouvrement à mi-épaisseur. Dans les deux cas il s'agit d'assurer une étanchéité aussi bonne que possible.
Au lieu d'avoir des panneaux tous identiques, on peut aussi concevoir des montants avec piliers entre lesquels viennent des panneaux de remplissage. Quant à la voûte, elle peut être faite en une ou plusieurs pièces articulées, généralement deux. Les pièces constituant cette voûte peuvent aussi être de petites dimensions et assemblées par feuillures,( rainures et languettes), comme il est d'usage courant.
Toutes ces dispositions ont pour but d'assurer la libre dilatation des pièces ou leur déformation à la chaleur, sans que cependant le moufle ne cesse d'être une enceinte partiquement fermée et étanche s'opposant aux communications entre l'atmosphère qui remplit ce moufle et les conduits de fumée.
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On s'efforce surtout de chauffer la partie inférieure du moufle. Les gaz brûlés sortant des chambres de combustion 2 montent verticalement en léchant les parois 5 du moufle, puis la voûte 6 de celui-ci. Ils sont ensuite rabattus sur les côtés et circulent dans les tunnels latéraux 8 ( fig. 4) qui s'étendent sur toute la longueur du tunnel de préchauffage entre les parois du four proprement dites et les parois 5 du moufle. Dans certains cas, on évite de chauffer la voûte, et les gaz brûlés peuvent dont être dirigés directement vers ces conduits 8 ( fig.4 ), sans qu'ils soient admis à réchauffer la voûte 6. Des barrages verticaux 9 ou horizontaux peuvent être prévus pour l'isolemant de certaines portions des conduits offertes à l'écoulement des gaz autour de la voûte 6 et des parois 5.
La charge est représentée par les pièces 10 disposées sur les chariots 11. Ces chariots sont garnis de matériaux réfractaires 12 et pourvus, sur chaque côté, de plaques pénétrant dans des rigoles garnies de sable de façon à former des joints de sable 13 évitant la communication entre l'enceinte du moufle proprement dite et le canal de visite 14 éventuellement réservé sous les chariots . Ainsi l'étanchéité aux gaz, comme à l'air extérieur, est assurée pour toute l'enceinte comprise à l'intérieur du moufle.
Le sens de circulation de la charge et', des chariots est indiqué par les flèches. L'entrée est représentée en 15.
La zone dite"de plein feu" est celle qui est en face des foyers et, comme il a été dit plus haut, ces foyers peuvent être, ou cencentrés en une seule zone, ou bien répartis en plusienrs points. L'espace compris entre la porte d'entrée et la zone de plein feu est dite:" zone de préchauffage 16 ".
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Après la zone de plein feu 17, les chariots et leur charge pénètrent dans le tunnel de refroidissement 18 et atteignent ainsi la sortie 19.
Une pousseuse effectue l'introduction d'un nouveau chariot dans le tunnel et la poussée de tous ceux qui l'ont précédé.
Il peut être nécessaire de prélever une certaine quantité de gaz brûlés en un ou plusieurs points du tunnel, afin d'éviter que la courbe de montée en température des produits ne soit trop rapide. Dans ce cas, une cheminée auxiliaire 21 est disposée en un point du tunnel de préchauffage et elle évacue à l'atmosphère l'excédent de gaz. On peut se servir de celui-ci pour disposer, dans cette cheminée auxiliaire ou en dérivation, soit une chaudière de récupération, soit un réchauffeur d'air 22. L'air réchauffé pourra, soit servir comme air secondaire pour le chauffage des fours, soit pour tout autre usage dans l'atelier de céramique. Les gaz de oombustion utilisés au préchauffage du four seront évacués à l'entrée du four par un carneau 23 ( fig. 2 ) relié à une cheminée 24 ou à un ventilateur.
On remarquera, dans la coupe de la fig.4, que le moufle proprement dit a pour voûte la voûte même du four. Cette disposition, qui n'est pas impérative, a été choisie ici pour illustrer les cas où l'on se contente de chauffer les parois latérales 5 sur la plus grande longueur du moufle.
Dans la zone de refroidissement 18, le moufle est bien entendu supprimé et le four se réduit à ses propres parois latérales et à sa propre voûte. Eventuellement, des refroidisseurs auxiliaires 25 peuvent être disposés de façon à accélérer la chute de température, si cela est reconnu nécessaire
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Dans certaines applications, il est nécessaire de maintenir, à l'intérieur du moufle, une atmosphère réductrice.
Pour cela, un générateur auxiliaire 26 constitué en principe par un petit gazogène avec appareils d'épuration, est installé dans le voisinage du four, et les gaz provenant de ce générateur sont introduits en un ou plusieurs points dans le moufle.
Il va de soi que, sans sortir du domaine de l'invention on peut lui faire subir des modifications de détail.
REVENDICATIONS
Cette invention comprend : 1 ) Un four continu pour la cuisson des produits céramiques, grès sanitaire, porcelaine, etc.. dans lequel les produits à cuire disposés sur des chariots de support circulent dans un moufle réfractaire continu aménagé à l'intérieur et sur une portion de la longueur du four, la sole du moufle pouvant être constituée par les matériaux réfractaires qui recouvrent les chariots de support, tandis que les parois et la voûte dudit moufle sont montées à l'intérieur du four, cette disposition permettant de supprimer l'empaquetage en cazettes des produits à cuire.
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CONTINUOUS OVENS FOR CERAMIC COOKING
In the firing of certain ceramic products, experience has shown that it is necessary to remove the products from the combustion gases of the furnaces in which the firing takes place. So far, two main means have been used to achieve this goal.
In one of them, the products are placed inside boxes or temporary constructions called "cazettes". The cazettes are, themselves, made of ceramic materials of suitable design, and they are often stacked on top of each other to great heights, To prevent
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burnt gases do not enter the interstices between cazettes, these are jointed by means of fresh clay in beads called "coils".
This method is the one used in the firing of earthenware, procelaine, etc. For larger products such as pieces in "sanitary stoneware" pieces are placed judiciously wedged on the floors of ovens or wagons and small walls made of bricks or special pieces are built around them, so as to enclose them for the purpose indicated above.
We realize that the use of cazettes or temporary masonry constructions involves the potters in great expenses. This is for the manufacture and maintenance of the actual cazettes to which are added the labor costs for stacking and grouting operations.
The other means employed to remove the products from the combustion gases consists in enclosing the combustion products in hollow refiactories which radiate on the products constituting the charge of the furnace or ensure, in this latter, deoonvection movements of the air. from the oven. In fact, this method has only a reduced efficiency because the radiating surface of the hollow bodies is small compared to the mass of the load, and the convection movements are far from replacing the radiation of a muffle which surrounds practically all of the cooking mass. The realization of this system also leads to complex and expensive devices.
The present invention relates to a continuous furnace for ceramic firing, in which the cazettes, or temporary masonry chambers, are completely eliminated, and in
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in which contact between the burnt gases and the products to be cooked is avoided by circulating the latter inside a continuous muffle heated on the outside.
The furnace which is the subject of the invention consequently comprises a tunnel or muffle in which circulate a series of carriages protected by a refractory lining, on which the parts to be treated are placed and wedged. This muffle is heated externally. Heating can be carried out for example by means of automatic charcoal hearths, arranged on either side of the muffle, in the so-called "full fire" zone. As they progress from entry to exit, the pieces to be fired are therefore successively subjected to a more or less gradual rise in temperature, to the period of full fire, then to graduated cooling.
In the description which will follow with regard to the drawing, the furnace more particularly described is intended for the firing of sanitary stoneware, but the process would be the same in the case of earthenware, of. porcelain or any other item formerly annealed in cazettes.
Fig.l shows a longitudinal vertical section of the oven that the carriages travel from the mowing to the right
Fig. 2 is a horizontal section of the same oven supposedly cut by the muffle and by the combustion chambers of the hearths.
Fig. 3 is a vertical cross section through 3-3 of fig.l, the section passing through the combustion chambers of the full fire zone.
Fig.4 is a section through 4-4 of Fig.2 in the preheating zone.
Fig.5 is a section through 5-5 of fig. 2 in
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the cooling zone.
The automatic hearths 1 ensuring cooking are supplied with charcoal or solid fuel and generally placed on either side of the muffle. Their number is variable: 2.4, 6, etc. There is nothing to prevent them not being opposite each other, on either side of the mitten. They can therefore be grouped in a way other than that indicated in the drawing, in particular when it comes to achieving a determined temperature curve inside the oven, they are distributed and they are then distributed judiciously between the entrance to the tunnel and the fire zone, to meet these conditions.
The hearths, which are generally of the type known as "automatic screw hearths", can also be push hearths.
Each fireplace comprises, in principle, a fuel reserve hopper, a screw for taking it back to the lower part of the hopper, a crucible provided with air inlet nozzles, a fan, a gearbox. , a control motor, as well as side plates with or without additional air inlets. The fuel introduced by the screw at the bottom of the crucible rises in it, is burned by the air coming out of the nozzles, then the ashes flow laterally onto the plates. We do not insist on the description of these fireplaces which do not constitute the main object of the invention.
Combustion products leaving the fireplaces flow into the combustion chambers2, Fig. 3. If the fireplaces are to be operated with gasifiers, secondary air enters the walls of the combustion chambers through reserved openings. 2 and, in particular at 30, in the wall between hearths 3. the reference numeral 4 denotes the refractory muffle according to the invention which extends over a certain length d @
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oven and inside which circulate the carts and the load. This muffle is naturally made up of top-quality products with good conductivity, such as the product known as carborundum or any other refractory product. The muffle is made up of side walls 5 and a vault 6.
Judicious arrangements are made so that the various pieces of the muffle are kept at a distance from the side walls of the tunnel or from the vault of the furnace by spacers 40 (fig.3).
The block can either be an integral part of the construction, that is to say be linked to the walls, or be made up of parts independent of these walls and simply abutting against them for reasons of stability.
The side walls 5 are formed by assembled panels. This assembly can be carried out by rabbets, that is to say with male and female grooves, or by simple overlap at mid-thickness. In both cases, the aim is to ensure as good a seal as possible.
Instead of having all identical panels, one can also design uprights with pillars between which come infill panels. As for the vault, it can be made in one or more articulated parts, generally two. The parts constituting this vault can also be of small dimensions and assembled by rabbets (grooves and tongues), as is common use.
All these provisions are intended to ensure the free expansion of the parts or their deformation to heat, without however the muffle ceasing to be a partially closed and sealed enclosure opposing communications between the atmosphere which fills this muffle. and the flues.
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We try especially to heat the lower part of the muffle. The burnt gases leaving the combustion chambers 2 rise vertically, licking the walls 5 of the muffle, then the vault 6 of the latter. They are then folded over to the sides and circulate in the side tunnels 8 (FIG. 4) which extend over the entire length of the preheating tunnel between the walls of the furnace proper and the walls 5 of the muffle. In some cases, heating the vault is avoided, and the burnt gases can therefore be directed directly to these ducts 8 (fig.4), without being allowed to heat the vault 6. Vertical barriers 9 or horizontal can be used. provided for the insulation of certain portions of the conduits offered to the gas flow around the vault 6 and the walls 5.
The load is represented by the parts 10 arranged on the carriages 11. These carriages are lined with refractory materials 12 and provided, on each side, with plates penetrating into channels lined with sand so as to form sand joints 13 avoiding communication. between the enclosure of the muffle proper and the inspection channel 14 possibly reserved under the carriages. Thus the gas tightness, as to the outside air, is ensured for the entire enclosure included inside the muffle.
The direction of movement of the load and of the carriages is indicated by the arrows. The entrance is shown in 15.
The zone called "full fire" is that which is in front of the hearths and, as it was said above, these hearths can be, either centered in a single zone, or distributed in several points. The space between the front door and the full fire zone is called: "preheating zone 16".
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After the full fire zone 17, the carriages and their load enter the cooling tunnel 18 and thus reach the exit 19.
A pusher carries out the introduction of a new carriage into the tunnel and the pushing of all those which preceded it.
It may be necessary to take a certain quantity of flue gas at one or more points of the tunnel, in order to prevent the temperature rise curve of the products from being too rapid. In this case, an auxiliary chimney 21 is arranged at a point of the preheating tunnel and it discharges the excess gas to the atmosphere. It can be used to have, in this auxiliary chimney or in bypass, either a recovery boiler or an air heater 22. The heated air can either be used as secondary air for heating the furnaces, or for any other use in the ceramic workshop. The combustion gases used for preheating the oven will be evacuated at the entrance to the oven through a flue 23 (fig. 2) connected to a chimney 24 or to a fan.
It will be noted, in the section of fig. 4, that the muffle itself has the vault of the oven itself. This arrangement, which is not imperative, was chosen here to illustrate the cases where one is satisfied with heating the side walls 5 over the greatest length of the muffle.
In the cooling zone 18, the muffle is of course eliminated and the oven is reduced to its own side walls and to its own vault. Optionally, auxiliary coolers 25 may be arranged to accelerate the temperature drop, if recognized as necessary.
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In certain applications, it is necessary to maintain, inside the muffle, a reducing atmosphere.
For this, an auxiliary generator 26 consisting in principle of a small gasifier with purification devices, is installed in the vicinity of the furnace, and the gases coming from this generator are introduced at one or more points in the muffle.
It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, it can be subjected to modifications of detail.
CLAIMS
This invention comprises: 1) A continuous furnace for the firing of ceramic products, sanitary stoneware, porcelain, etc. in which the products to be fired arranged on support carriages circulate in a continuous refractory muffle fitted inside and on a portion of the length of the furnace, the sole of the muffle possibly being formed by the refractory materials which cover the support carriages, while the walls and the vault of said muffle are mounted inside the furnace, this arrangement making it possible to eliminate the packaging of products to be cooked in boxes.
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