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FOUR A COKE A REGENERATION.
La présente invention est relative à un four à coke à régénéra',,- tion du type connu dans lequel les régénérateurs sont parallèles aux chambres . de cokéfaction et sont divisés par des cloisons verticales transversales en compartiments qui communiquent à leur-sommet avec des carneaux de chauffage des chambres de cokéfaction et à leur base avec des canaux sous-jacents s'étendant parallèlement aux régénérateurs et dans lequel un organe de régla- go de la section de passage est prévu entre la base de chaque compartiment et le canal sous-jacent au régénérateur correspondant, le dit organe;
'de réglage étant manoeuvrable d'en-dessous d'une dalle qui supporte les régéteurs et la maçonnerie qui surmonte ceux-ci, à l'aide d'un support vertical qui est mobile à travers la dalle susdite qu'il traverse en permanence et dont la po- sition peut être lue sur une graduation.
On connaît des fours de ce genre dans lesquels l'organe de réglage susdit est constitué par un pointeau qu'on déplace axialement pour faire varier la section de passage entre la base de chaque compartiment et le canal qui lui est sous-jacent. Ce pointeau est pourvu d'une graduation mobile en face d'un index fixe situé en-dessous de la dalle susdite. A cause des déplacements re- lativement réduits auxquels ce pointeau doit être soumis pour faire varier sensiblement la section de passage, la précision de la lecture laisse à désirer.
En outre,,la lecture exacte de la position du pointeau ne peut pas être faite sans qu'on examine la graduation de près.
La présente invention a comme objet un-four à coke dans lequel le repérage exact de la position de l'organe de réglage susdit peut être fait avec plus de précision, plus facilement et de plus loin, - .
A cet effet dans le four suivant l'invention, le support de l'organe de réglage susdit est mobile par rotation en regard d'une graduation fixe circulaire. En donnant un grand rayon à cette graduation circulaire, on augmente donc la précision et la facilité des lectures.
La position de l'index tournant avec le support devant la gradua- tion circulaire fixe indique, même de loin, quelle est la position de l'organe
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de réglage.
On sait,que dans les fours à coke du type susdit, connu sous le nom de four "underjet", il est désirable que les admissions de l'air'et du gaz pauvre à chauffer dans;les régénérateurs puissent être réglées indépendam- ment de l'évacuation des fumées,. C'est pour cette raison que dans ces fours les organes de réglage du gaz pauvre, de l'air, des fumées, ainsi quedu gaz' riche dans le cas où les carneaux de chauffage doivent également pouvoir être chauffés au gaz riche, sont yous disposés en-dessous de la dalle susdite;
La construction de celle-ci devient très compliquée quand le nombre de compar- timents de chaque régénérateur est élevé, comme c'est le cas pour les fours dé- nommés "underjet intégral!!, dans lesquels chaque compartiment ne communique par sa partie supérieure qu'avec un seul carneau de chauffage.
En effet, dans les fours à coke où le mur de chauffage, dénommé ci-après piédroit", est constitué de paires indépendantes de carneaux jumelés à leur extrémité supérieure dont l'un, dénommé ci-après "carneau motant"", est parcouru de bas en haut et l'autre, dénommé ci-après "carnean descendant" est parcouru de haut en bas par les gaz de chauffage, chaque carneau montant est alimenté en gaz pauvre et en air par deux compartiments distincts qui sont pourvus chacun d'un organe de réglage du débit du fluide qui le traverse.
Cet organe de réglage est généralement constitué par un diaphrag- me amovible situé dans un tuyau vertical reliant une conduite à gaz pauvre on à air sous pression située sous la dalle susdite, à la base du compartiment correspondant, '
Les fumées qui s'échappent de chaque carneau descendant traversent en parallèle deux compartiments de régénérateurs qui sont parcourus l'un par le gaz pauvre, l'autre par l'air et qui alimentent ce carneau lorsque, après l'inversion périodique du sens de circulation des fluides de chauffage, ce car- neau est devenu carneau montant.
Tous les compartiments d'un régénérateur quel- conque qui sont parcourus de haut en bas par les fumées sont en communication avec deux canaux sous-jacents s'étendant parallèlement à l'axe du régénératear considéré, par des conduits pourvus chacun d'un organe de réglage de -la section de passage des fumées.
Ce sont ces derniers organes de réglage' qui servent à régler la combustion dans chacun des carneaux montants et la pression dans chacun des circuits indépendants constitués par les paires de carneaux jumelés et par les quatre compartiments de régénérateurs qui leur correspondent.
'
Etant donné qu'on a avantage à régler séparément les sections de passage par lesquelles les fumées sortent des compartiments- de régénérateurs et les sections de passage par lesquelles lé gaz pauvre et l'air entrent dans les compartiments où ils doivent être chauffés avant leur mélange, un four dont le piédroit est constitué de paires indépendantes de carneaux jumelés est, s'il doit également pouvoir être chauffé au gaz riche, généralement pourvu de cinq organes de réglage pour chaque paire de carneaux jumelés.
Par conséquent , dans un four "underjet intégral" moderne dont chaque piédroit comprend généra- lement 28 carneaux, il doit y avoir, par chambre de cokéfaction, 140 organes de réglage accessibles d'en-dessous de la dalle susdite, ce qui complique r- mément la construction de celle-ci. @
En vue de réduire de moitié le nombre d'organes servant au régla- ge de l'admission de l'air et du gaz pauvre- ainsi que,de ceux servant au régla- ge de l'évacuation des fumées, on a proposé de connecter chacun des comparti- ments des régénérateurs à deux carneaux dont un est inclus dans le piédroit chauffant une face d'une chambre de cokéfaction et dont l'autre est inclus dans le piédroit chauffant l'autre face de cette chambre.
Avec cette solution, tous les groupes de carneaux jumelés de pié- droit à égale distance des extrémités des piédroits communiquent les uns avec les autres sur toute la longueur de la batterie par l'intermédiaire des sommets des compartiments appartenant à des régénérateurs différents. Il en résulte aucune modification du réglage dans un seul circuit a une répercussion sur Le réglage de tous les circuits situés à la même distance des extrémités des pié- droits.
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-La présente invention a comme objet un four qui ne présente pas cet inconvénient et qui cependant permet de réduire de moitié le nombre de pas- sages à ménager dans la dalle supportant le four pour les organes servant au réglage de l'admission de l'air et du gaz pauvre et de ceux servant à l'évacua- tion des fumées.
A cet effet, dans le four suivant l'invention, le support vertical de l'organe de réglage par rotation de la section de passage entre chaque com- partiment de régénérateur et le canal sous-jacent correspondant est constitué par un tuyau en communication, d'une part, avec l'extrémité inférieure du com- partiment correspondant, et, d'autre part, en-dessous de la dalle susdite, avec une conduite de fluide gazeux à chauffer dans ce compartiment, le dit tuyau étant pourvu, de manière connue en soi, d'un diaphragme:
,pour le réglage du dé- bit du fluide gazeux qui le traverse,
En d'autres termes, le tuyau pourvu d'un diaphragme qui sert à amener' l'air ou le gaz pauvre dans un compartiment servant au réchauffage de ce fluide gazeux est monté de façon à pouvoir être mis en rotation et porte l'organe qui règle la section de passage des fumées évacuées par le même com- partiment après inversion de la circulation des fluides chauffants.
Lors de la mise en marche de la batterie, la dalle, qui supporte celle-ci ne se dilate pas autant que les maçonneries réfractaires constituant les parois des régénérateurs et des canaux sous-jacents. Il en résulte que les supports verticaux susdits, qui ne peuvent pas se déplacer latéralement par rapport à la dalle qu'ils traversent, sont soumis, par l'intermédiaire des organes de réglage qu'ils doivent pouvoir faire tourner, à des efforts latéraux, si ces organes sont montés rigidement sur eux et si un jeu relative- ment important n'est pas ménagé entre eux et la maçonnerie réfractaire consti- tuant les conduits dans lesquels ils sont disposés.
Pour éviter cet inconvénient, il est prévu de monter ces organes de réglage sur leurs supports par l'intermédiaire d'un joint d'Oldham.
L'invention est également relative à un four à eoke'à régénéra- tion dans lequel les régénérateurs sont parallèles aux,chambres de cokéfaction et sont divisés par des cloisons verticales transversales en compartiments'qui communiquent à leur sommet avec des carneaux de chauffage des chambres de co- kéfaction et à leur base avec des canaux sous-jacents s'étendant parallèlement aux régénérateurs et dans lequel un organe de réglage de la section de passa- ge est prévu entre la base de chaque compartiment et le canal sous-jacent au régénérateur correspondant,
le dit organe de réglage étant manoeuvrable d'en- dessous d'une dalle qui supporte les régénérateurs et la maçonnerie qui sur- monte ceux-ci et étant monté dans un tube scellé dans la dalle et fermé à son extrémité inférieure en-dessous de la dalle.
Les canaux sous-jacents aux régénérateurs ne sont parcourus par 'des fumées évacuées par la cheminée que pendant la moitié du temps. Pendant l'autre moitié, ils. sont remplis de fumées qui y restent emprisonnées, s'y re- froidissent et provoquent des condensations. Si certains des organes en con- tact avec ces fumées stagnantes, par exemple, les organes de réglage de la sec - tion de passage des fumées ou des tuyaux amenant du gaz pauvre ou de l'air sous pression,sont métalliques, ces organes peuvent être corrodés par des condën4 sations, ce qui est préjudiciable à la bonne conservation, à l'étanchéité ou à la facilité de manoeuvre de ces organes.
Pour remédier à cet inconvénient, il est prévu que le dit tube présente à sa partie inférieure une lumière par laquellé le canal sous-jacent où aboutit ce tube est en communication avec l'atmosphère.
La petite quantité d'air aspirée à travers cette lumière a comme effet d'empêcher la stagnation des organes qu'il entoure. ,
La présente invention est également relative à un four à coke à régénération dans lequel les régénérateurs sont parallèles aux chambres de co- kéfaction qui s'évasent vers l'extrémité par laquelle on défourne le coke et sont divisés par des cloisons verticales transversales en autant de comparti-
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ments qu'il y a, dans chaque piédroit, de groupes indépendants de carneaux de chauffage qui communiquent avec ces compartiments..
Le rayonnement des façades de la batterie fait que, pour réaliser une cokéfaction convenable du charbon sur toute la longueur du four, il faut fournir plus de chaleur dans les carneaux aux extrémités des piédroits que dans les autres et proportionner le débit de gaz et d'air à fournir à ces carneaux.
Chaque groupe de carneaux aux extrémités des piédroits, par exem- ple, chaque paire de carneaux jumelés dont un est montant et l'autre descendant, reçoit donc des quantités de gaz et d'air plus grandes que les autres groupes et, conséquemment, évacue des quantités de famées plus grandes.
Jusqu'à présent, tous les compartiments des régénérateurs ont une section horizontale identique et renferment généralement tous un même poids de briques d'empilage. Il en résulte que la récipération de la chaleur sensi- ble des gaz brûlés s'effectue, pour les groupes de carneaux ,d'extrémité d'un''.. même piédroit, avec des efficacités différentes de celles pour les autres greu- pes. Il est, de ce fait, impossible d'obtenir un rendement uniforme des com- partiments des régénérateurs.
En outre; les vitesses d'écoulement des fluides gazeux dans les deux compartiments d'un régénérateur correspondant à un même' piédroit à chaque extrémité de ce régénérateur sont sensiblement plus grandes que les vitesses d'écoulement dans les autres compartiments, de sorte que , les dépressions régnant à la base de ces compartiments sont également différen- tes, ce qui rend le réglage délicat et malaidé,
De plus, par le fait que les cloisons séparant les compartiments des régénérateurs sont nécessairement de faible épaisseur, et, par conséquent, peut étanches,les différences de pression qui règnent de part et d'autre de celles-ci provoquent inévitablement des courts-circuits entre compartiments, qui compromettent gravement le réglage.
Ce réglage aléatoire est très difficile à réaliser du fait qu'il est souvent impossible de mesurer la dépression qui règne à la base de chaque compartiment traversé par un courant descendant et d'y prélever pour analyse des échantillons de fumées.
La présente invention a comme objet un four à coke ne présentant pas cet inconvénient.
Dans le four suivant l'invention, les régénérateurs ont à chaque extrémité une paire de compartiments dont la section horizontales est plus gran- de que celle des autres compartiments.
En proportionnant la section horizontale des compartiments au dé- bit de fluides gazeux qui doit passer dans ces compartiments, c'est-à-dire en tenant compte du refroidissement provoqué au voisinage des extrémités par le rayonnement des deux façades de la batterie, on réalise les mêmes pertes de dar- ge sur toute la hauteur des compartiments et il suffit de réaliser la même pres- sion statique aux endroits analogues de chaque circuit pour éviter les courts,- circuits entre les compartiments adjacents.
En vue de parfaire l'efficacité des compartiments des régénérateurs compris entre les deux paires susdites de compartiments de chaque régénérateur, on prévoit, en outre, de donner à au moins une partie de ces compartiments in- termédiaires une section horizontale plus grande que celle d'autres comparti- ments intermédiaires du régénérateur considéré situés plus loin qu'eux de l'ex- trémité de la chambre de cokéfaction correspondante par laquelle on défourne le coke. La mesure dans laquelle on fait varier la section horizontale de ces compartiments intermédiaires dépend de la variation de l'épaisseur de la cou- che de charbon à cokéfier depuis l'extrémité où se trouve la défourneùse jus- qu'à l'extrémité opposée par laquelle le coke est évacué.
La présente invention est enfin relative à un four à coke à régé- nération dans lequel les régénérateurs sont parallèles aux chambres de cokéfac- tion et sont divisés par des cloisons verticales transversales en compartiments qui communiquent à leur sommet avec des carneaùx de chauffage des chambres de cokéfaction et à leur base avec des canaux sous-jacents s'étendant parallèle,;:
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ment aux régénérateurs, dans lequel,à la base de chaque compartiment, débou- che un tuyau d'amenée de gaz pauvre ou un tuyau d'amenée d'air, dans lequel tous les tuyaux d'amenée de gaz pauvre et to.us les tuyaux d'amenée d'air. correspondant aux compartiments d'un marne régénérateur sont raccordés, en-des- sous d'une dalle qui supporte les régénérateurs et la maçonnerie qui les sur- monte, à deux tuyauteries horizontales perpendiculaires à l'axe dela batterie et communiquant l'une avec une canalisation de gaz pauvre et l'autre avec une canalisation d'air sous pression parallèles à l'axe de la batterie, chacune par une tubulure verticale pourvue d'une vanne d'arrêt,
dans'lequel une déri- vation est établie entre la canalisation à air sous pression et un endroit de chaque tubulure à gaz pauvre située entre la vanne d'arrêt de celle-ci et la tuyauterie correspondante perpendiculaire à l'axe de la batterie, une vanne d'arrêt étant également prévue sur cette dérivation et dans lequel des tuyaux en communication avec une source de gaz riche sous le contrôle de vannes d'ar- rêt aboutissent à la base de tous les carneaux. de chauffage.
Quand une batterie ou une partie de batterie de fours à coke de ce genre doit être chauffée au gaz pauvre, les vannes d'arrêt pour le gaz riche sont fermées tandis que celles pour l'air et pour le gaz pauvre sont ouvertes, chaque régénérateur à gaz pauvre est en communication avec les carneaux montants des deux piédroits qui sont de part et d'autre de la chambre de cokéfaction en- dessous de laquelle se trouve le régénérateur considéré.
Un régénérateur à air est situé à côté de chaque régénérateur à gaz pauvre et communique avec les mêmes carneaux montants que celui-ci. Deux régénérateurs à fumées sont situés en-dessous de chacune des deux chambres de cokéfaction adjacentes à celle qui vient d'être considérée et sont connectés à tous les carneaux descendants des piédroits servant au chauffage de la chan- bre de cokéfaction qui les surmonte.
Quand la batterie ou une partie de la batterie doit être chauffée au gaz riche, les vannes d'arrêt pour le gaz riche et pour l'air sont ouvertes tandis que celles pour le gaz pauvre sont fermées. Mais en même temps, il est nécessaire de faire passer l'air dans les deux régénérateurs à fluides gazeux montants qui se trouvent en-dessous de la même chambre de cokéfaction. C'est pour cette raison que les 'vannes d'arrêt qui équipent les dérivations entre les tubulures à gaz pauvre et la canalisation à,air sous pression doivent être ouvertes.
Il importe donc de ne pas ouvrir les vannes d'arrêt qui équipent ces dérivations avant que les vannes d'arrêt qui équipent les tubulures à gaz pauvre n'aient été fermées car cela aurait comme effet d'envoyer, soit de l'air dans la canalisation à gaz pauvre, soit du,gaz pauvre, dans la canalisation à air, soit encore un mélange d'air et de gaz pauvre dans les compartiments de certains régénérateurs. Il en résulterait donc, soit des mélanges tonnants dans les canalisations, soit une combustion dans ces régénérateurs avec, comme conséquence, le danger d'une fusion de ceux-ci et une mauvaise combustion du gaz riche dans les carneaux de chauffage.
La présente invention a comme objet un four à coke avec lequel ces inconvénients ne peuvent pas se produire.
A cet effet, dans le four suivant l'invention, entre la vanne d'ar- rêt de chaque tubulure à gaz pauvre et la vanne d'arrêt de chaque dérivation entre: cette tubulure et la canalisation à air sous pression, est disposé un verrou tel qu'il empêche l'ouverture simultanée de ces deux vannes d'arrêt et qu'il ne puisse être amené dans l'une ou l'autre des deux positions pour les- quelles il rend possible l'ouverture .d'une de ces vannes que pendant qu'il con- tinue à empêcher l'ouverture de l'autre vanne.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description dès dessins annexés au présent mémoire, qui repré- sentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution d'une batterie de fours a coke suivant 1'invention,
La figure 1 est une' coupe verticale longitudinale, après brisures
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partielles,en partie dans l'axe d'une chambre de cokéfaction'et en partie dans l'axe d'un'piédroit d'un four à coke suivant l'invention, à chauffage au gaz riche ou au gaz pauvre, du type connu sous la dénomination "unterjet in- tégral"., la première coupe étant faj,te suivant la ligne I-I de la figure 2, après suppression des canalisations relatives au gaz riche, et la deuxième suivant la ligne I'-I' de la figure 3,
après suppression. des canalisations re- latives au gaz pauvre et à l'air.
La figure 2 est une coupe verticale transversale par un plan re- présenté par la ligne II-II à la figure 1.
La figure 3 est une autre coupe verticale transversale par un plan représenté par la ligne III-III à la figuré 1.
La figure 4 représente schématiquement, en plan, à plus grande échelle, une partie des canalisations pour l'amenée d'air, de gaz pauvre et de gaz riche.
La figure 5 est, à plus grande échelle, une coupe verticale à - travers le dispositif de réglage de l'évacuation des fumées sortant d'un com- partiment d'un régénérateur et le dispositif d'amenée d'air ou de gaz pauvre dans ce compartiment, cette coupe étant faire par un plan représenté par,la ligne V-V à la figure 6. la figure 6 est une coupe horizontale par un plan représenté par la ligne VI-VI à la figure 5.
La figure 7 est'.Une coupe analogue à celle de la figure 6 pour une autre position du dispositif de réglage de l'évacuation des fumées.
La figure 8 est une vue de bas en haut après coupe par un plan représenté par la ligne VIII-VIII à la figure 5.
La figure 9 est une coupe verticale analogue à celle de la figure 5 dans une variante du dispositif de réglage de l'évacuation des fumées et du dispositif d'amenée de gaz pauvre ou d'air à la base d'un compartiment de ré- générateur.
La figure 10 est une coupe horizontale par un plan représenté par la ligne X-X à la figure 9.
La figure 11 est une coupe analogue à celle de la figure 10 pour une autre position du dispositif de réglage de l'évacuation des fumées d'un com- partiment de régénérateur.
Lafigure 12 représente, en perspective, écartés.les uns des autres, les différents éléments d'un joint d'Oldham.
La figure 13 est une coupe horizontale dans deux régénérateurs de la batterie suivant l'invention.
La figure 14 est une coupe horizontale au niveau d'une 'chambre de cokéfaction et des piédroits adjacents.
La figure 15 représente, à plus grande échelle, un dispositif de' verrouillage des amenées d'air et de gaz pauvre à la base d'un même régénéra- teur pouvant servir, soit au réchauffage de l'air, soit au réchauffage de gaz pauvre.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Aux figures 1 à 3, on a représenté une batterie de fours à coke à régénération à chauffage au gaz pauvre ou au gauche riche-dans laquelle des chambres de cokéfaction 2 sont séparées l'une de l'autre par des murs 3 servant à leur chauffage et dénommés ci-après "piédroits". Ces murs comprennent des paires indépendantes de carneaux verticaux 4 et 5 (figure 1) qui sont jumelés à leur extrémité supérieure.
Dans chaque paire, un de ces carneaux est dénom- mé ci-après "carneau montant'' lorsqu'il'est parcouru, à un moment donné, de bas en haut par des gaz provenant de .la-combustion d'un mélange de gaz combus-
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tible et d'air formé à sa partie inférieure tandis queil'autre carneau'dela' , même paire, est dénommé au même moment "carneau descendant" parce qu'il est parcouru de haut en bas par les gaz de chauffage.
En-dessous de chaque chambre de cokéfaction et parallèlement à celle-ci, se trouvent deux régénérateurs 6 (figures 2 et 3) qui sont divisés en compartiments 7 (figure 1) par des cloisons verticales transversales 8.
Il y a dans chaque régénérateur-autant de compartiments qu'il y a de carneaux verticaux dans un piédroit. Chaque compartiment 7 communique à son sommet avec un carneau de l'un des piédroits entre lesquels se trouve la chambre de coké- faction située au-dessus du régénérateùr considéré. Cette communication est établie par l'intermédiaire d'un canal 9 (figures 1 et 2) qui aboutit à la base du carneau considéré. Dans le piédroit d'un côté d'une chambre de coké- faction, le premier carneau à une extrémité est un carneau montant tandis que dans le piédroit de l'autre côté de la même chambre de cokéfaction, c'est le pre- mier carneauà l'autre extrémité du piédroit qui est un carneau montant.
C'est ce qui explique qu'à la figure 2, un des canaux 9 aboutissant à un régénéra- teur quelconque est un trait plein e'l'autre canal 9 aboutissant au même régé- nérateur est en trait interrompu.
Les différents compartiments d'une même régénérateur communiquent à leur base avec un canal sous-jacent 10 s'étendant parallèlement au régénéra- teur considéré.
Les paires de régénérateurs en-dessous des chambres de cokéfaction servent alternativement au chauffage de fluide intervenant dans le chauffage des piédroits et à la récupération de la chaleur contenue dans les fumées qui sont évacuées par une cheminée non représentée. Celle-ci peut aspirer les gaz brûlés de l'ensemble des piédroits de la batterie. Les canaux sous-jacents 10 sont, à cet effet, reliés à une de leurs extrémités, celle désignée par 11 à la figure 1, à un collecteur non représenté qui aboutit au pied de la chemi- née. Chaque canal spus-jacent 10 est pourvu, près de ce collecteur, d'une vanne non représentée qui permet de l'isoler de la cheminée quand le régénérateur correspondant n'est pas traversé par les fumées.
Entre les paires de régénérateurs traversés par les fumées, se trouvent les paires de régénérateurs traversés par les deux fluides gazeux ser- vant au chauffage dansJe cas du chauffage au gaz pauvre. Dans chaque paire, il y a un régénérateur traversé de bas en haut par l'air comburant et un ré- générateur traversé dans le même sens par le gaz combustible. A la base de chaque compartiment 7 débouche un tuyau 12 (figures 1 et 2) qui traverse une dalle 13 supportant les régénérateurs et la maçonnerie au-dessus de ceux-ci.
Tous les tuyaux 12 en-dessous d'un même régénérateur sont accordés à une tuyau- terie horizontale perpendiculaire à l'axe de la batterie.
A la figure 2, on voit quatre tuyauteries de ce genre qui corres- pondent aux quatre régénérateurs représentés. Ellles sont désignées par 14, 15, 16 et 17. Les deux tuyauteries 14 et 16 peuvent être réunies alternative- ment à une canalisation d'air sous pression 18 (figures 1, 2 et 4) c'est-à-dire que lorsque l'une est raccordée à cette canalisation, l'autre en est déconnec- tée. ' Leur réunion à cette canalisation est effectuée par des tubulures verti- cales 19 et 20 pourvues chacune, d'une vanne d'arrêt 21 et'd'un robinet d'inver- sipn 21'.
- De même,les deux tuyauteries 15 et 17 peuvent être réunies alter- nativement à une canalisation de gaz pauvre 22 (figures 1 et 4) par des tubulu- res verticales 23 et 24 pourvues chacune d'une vanne d'arrêt 25 et d'un robi- net d'inversion 25'. Les canalisations 18 et 22 sont parallèles à l'axe de la batterie.
La base de chaque compartiment 7 communique avec le canal sous- jacent 10 par un conduit cylindrique 26 (figure 5) dans lequel est prévu un organe de réglage de la section de passage des fumées. Cet organe de réglage est manoeuvrable d'en-dessous dé la dalle 13 à l'aide d'un support vertical mobile par rotation. A la figure 5, ce support vertical est constitué par un des tuyaux 12 dont il a été question ci-avant et qui servent à amener, soit de l'air, soit du gaz pauvre à,la base des compartiments des régénérateurs.
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Le tuyau 12 est muni d'un diaphragme 27 qui sert à- régler le débit du fluide gazeux qui le traverse. Il porte un index 28 qui est mobile en regard d'une graduation circulaire fixe 29 (figures 5 et 8) placée en-dessous de la dalle 13.
L'organe de réglage de la section de passage du conduit 26 est constitué par un manchon à axe vertical 30 fermé par un fond 31 à son extrémi- té inférieure et présentant son extrémité 'supérieure 32 dans' le conduit 26.
Ce manchon est disposé partiellement dans une encoche semi-cylindrique 33 mé- nagée dans une des parois latérales 34 du canal 10 considéré. Il présente une fenêtre semi-cylindrique 35.
Lorsque le manchon est dans la position représentée aux figures 5 et 6, les fumées peuvent passer facilement par la fenêtre 35 qui est complè- tement en regard du canal 10. S'il était amené dans la position représentée à la figure 7, pour laquelle la fenêtre 35 est complètement en regard de la paroi 34, dans l'encoche 33, les fumées ne pourraient presque plus passer dans le canal 10. Seul l'espace ménagé entre la paroi de l'encoche 33 et, d'une part, le fond 31, d'autre part, les lèvres verticales 36 de la fenêtre 35 permet encore le passage des fumées, En plaçant le manchon 30 dans une posi- tion angulaire intermédiaire, on peut facilement régler le débit des fumées sortant du compartiment correspondant.
Le réglage peut être fait aisément avec précision grâce à la graduation circulaire 29 visible en-dessous de la dalle 13. De plus, le contrôle de la position adoptée peut être fait à n'importe quel moment en se promenant en-dessous de la dalle.
Aux figures 9 et 10, on a représenté un autre dispositif de régla- ge de la section de passage des fumées sortant des compartiments 7. Il comprend un obturateur semi-annulaire 37 porté par le tuyau 12 et qu'on peut amener plus ou moins en regard de l'extrémité 38 du conduit 26. Celui-ci est en permanen- ce fermé partiellement par une nervure semi-annulaire 39 en-dessous de laquelle l'obturateur 37 est complètement situé dans la position où il est représenté aux figures 9 et 10.
Si l'obturateur 37 était dans la position représentée à la figure 11, c'est-à-dire dans une position angulaire à 180 par rapport à celle des figures 9 et 10, le débit serait presque nul.
Il est à nôter que l'obturateur 37 ne doit pas nécessairement ê- tre logé dans le conduit 26 comme représenté aux figures 9 à 11 mais qu'il pour- rait également être disposé au-dessus ou en-dessous de ce conduit près d'une des extrémités de celui-ci.
Le tuyau 12 est monté de manière étanche dans un tube 40 (figure 5) qui est scellé dans la dalle 13. Celle-ci subit, lors du chauffage, des dilatations différentes de celles auxquelles est soumise la maçonnerie dans laquelle le conduit 26 est ménagé. Par conséquent, pour ne pas devoir laisser subsister un jeu relativement grand entre le conduit 26 et l'organe de réglage qui y est disposé, il est avantageux de monter cet organe de réglage sur son support rotatif 12 par l'intermédiaire d'un joint d'Oldham, c'est-à-dire d'un joint qui permet un déplacement latéral de deux pièces coaxiales dont l'une doit pouvoir entraîner l'autre par rotation.
Un joint de ce genre appliqué à la forme d'exécution représentée aux figures 5 et 6 est schématisé en perspective à la figure 12. Dans celle- ci,les différentes pièces ont été dessinéesà une certaine distance l'une de l'autre afin de mieux faire apparaître le joint d'Oldham proprement dit.
Celui-ci comprend deux pièces 41 ayant à peu près la forme d'un demi-anneau qui sont fixées au tuyau 12 en laissant subsister entré elles deux rainures 42. Sur ces pièces 41, reposé librement un anneau. 43 dont le diamètre intérieur est sensiblement plus grand que le diamètre extérieur du tuyau 12. Cet anneau est pourvu vers le bas de deux nervures 44 qui sont, engagées dans les rainures 42 et vers le haut de deux 'nervures 45 qui sont orientées à angle droit par rapport aux nervures 44.
Le manchon 30 repose sur cet anneau 43 et présente vers le bas
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deux rainures 46 dans lesquelles on peut loger les nervures supérieures 45 de l'anneau 43. A sa base, le manchon 30 présente vers l'intérieur un rebord 47 dont le diamètre intérieur est sensiblement plus grand que le diamètre extérieur du tuyau 12. Un anneau 48 entoure ce tuyau et repose sur le rebord susdit de façon à obturer l'espace annulaire entre celui-ci et le' ' tuyau 12.
Le tube 40 (figure 5) scellé dans la dalle en béton 13 est fermé à son extrémité inférieure par une pièce 49 qui porte la graduation 29.
Pendant les périodes où le tuyau 12 amène de l'air ou du gaz pauvre dans un compartiment de régénérateur, des gaz brûlés restent emprisonnés entre ce tuyau et le tube 40. Ces gaz se refroidissent donc au contact de pièces' métalliques et les condensations qui en résultent provoquent des corrosions qui peuvent être préjudiciables à la bonne conservation, à l'étanchéité ou à la facilité de manoeuvre. Pour éviter ces condensations, il est prévu, à la partie inférieure du tube 40, en-dessous dé la dalle 13, une lumière par la- quelle le canal 10 correspondant est en communication avec l'atmosphère. Cette lumière est, par exemple, ménagée en 50 dans la pièce 49.
A la figure 13, on a représenté deux régénérateurs qui présentent chacun, à chaque extrémité, une paire de compartiments dont la section horizon- tale est plus grande que celle des autres compartiments. Les compartiments d'une paire sont désignés par 51. Ils sont situés près de l'extrémité 52 (fi- gure 14) de la chambre de cokéfaction par laquelle on défourne le coke. Les compartiments de la paire à l'extrémité opposée sont désignées par 53. Les compartiments 51 ont une section horizontale plus grande que celle des compar- timents 53.
On sait que pour compenser les pertes calorifiques par les faça- des des batteries de fours à coke, on doit distribuér plus de chaleur aux car- neaux d'extrémité des piédroits qu'aux autres.
En donnant aux compartiments 51 et 53 correspondant à ces paires de. carneaux montants et descendants une section horizontale plus grande que celle des autres compartiments, on peut proportionner leur puissance de récu- pération de chaleur aux quantités de fluides distribuées aux carneaux d'ex- trémité.
D'autre part, à la figure 14, on voit que la largeur de la chambre de cokéfaction décroît régulièrement depuis l'extrémité 52 du côté défournement jusqu'à l'extrémité opposée. Pour uniformiser la durée de la cokéfaction du charbon sur toute la longueur de la chambre, il convient donc de fournir d'autant moins de chaleur dans les carneaux de piédroits qu'ils sont plus éloignés de la façade du côté défournement.
Pour tenir compte de cette variation des débits de fluides dans les carneaux des piédroits et, conséquemment, dans les compartiments de régé- nérateurs qui leur correspondent, on donne aux compartiments 51.une section horizontale plus grande que celle des compartiments 53 et on fait varier la section des compartiments compris entre les compartiments 51 et 53 proportion- nellement aux débits de fluides qui les traversent, On uniformise ainsi le rendement thermique de tous les compartiments d'un même régénérateur. Par le fait que tous les compartiments- ont la même hauteur et que la vitesse des flui- des qui les traversent est le mëme pour tous, les pertes de charges sont iden- tiques dans tous les compartiments.
Conséquemment, en créant la même dépres- sion à la base de tous les compartiments, on évite des passages de fluides de l'un à l'autre des compartiments à travers les cloisons qui les séparent.
Dans la réalité, il n'est pas indispensable, pour obtenir un ré- sultat satisfaisant, de faire varier la section horizontale de toutes les pai- res de compartiments correspondant chacune à une paire de carneaux montants et descendants. On peut, comme représenté par exemple à la figure 13, grouper les compartiments entre les compartiments 51 et 53 en cinq groupes désignés respectivement par 55, 56, 57, 58 et 59. Dans chaque groupe, la section hori- zontale de chaque compartiment est la même mais d'un groupe au suivant dans l'ordre croissant de leurs numéros de référence, la section horizontale des
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compartiments augmente.
On voit donc qu'au moins une partie des compartiments éntre, les deux paires d'extrémité 51 et 53 ont une section horizontale plus grande que celle d'autres compartiments intermédiaires situés plus loin qu'eux de l'extrémité 52 de la chambre de cokéfaction 2 par laquelle on défourne'.
La batterie de fours à coke représentée aux dessins peut être chauffée non seulement au gaz pauvre mais également totalement ou partielle- ment au gaz riche. A cet effet, des tuyaux 60 (figures 1, 3 et.4) aboutissent dans des tubulures 61 ménagées dans la maçonnerie et qui communiquent avec' la base de tous les carneaux de chauffage; les tuyaux 60 correspondant à un' même piédroit sont, pour une moitié, en communicatiom avec une tuyauterie ho- rizontale 62 s'étendant en-dessous de la dalle 13 et, pour l'autre moitié, avec une tuyauterie analogue 63. Les tuyaux en communication avec une de; ces tuyauteries alternent avec ceux en communication avec l'autre tuyauterie.
Ces deux tuyauteries peuvent être mises en communication alternativement avec un conduit distributeur de gaz riche 64, par l'intermédiaire de robinets inver- seurs 65 de façon à n'alimenter en gaz que les carneaux qui servent dé carneaux montants à un moment donné. Entre les robinets inverseurs 65 et le conduit distributeur 64 sont disposées des vannes d'arrêt 66 permettant de supprimer le chauffage au gaz riche en tout ou en partie.
Lorsqu'on chauffe au gaz riche, les paires de régénérateurs en refroidissement servent toutes au chauffage de l'air au lieu de servir par moitié au chauffage de l'air et par moitié au chauffage du gaz pauvre quand on chauffe au gaz pauvre.
La canalisation d'air sous pression 18 soit donc pouvoir communi- quer avec les deux régénérateurs en-dessous d'une même chambre-de cokéfaction .
A cet effet, deux conduites de dérivation 67 et 68 (figure 4) ' sont établies en- - dessous de chaque chambre de cokéfaction entre la canalisation 18 et un endroit 69 (figures 1 et 15) des tubulures verticales à gaz pauvre 23 et 24 voisines* (figure 2) qui est situé entre la vanne d'arrêt 25 de la tubulure 23 ou 24 con- sidérée et la tuyauterie horizontale correspondante 15 ou 17 dirigée perpendi- culairement à l'axe de la batterie. Une vanne d'arrêt 70 (figure 1) est éga- lement prévue sur chaque conduite de dérivation.
Pour éviter qu'on puisse envoyer simultanément du gaz pauvre et de l'air dans un même régénérateur, on a disposé un verrou,'71 (figures 1 et 15) entre la vanne d'arrêt 25 de chaque tubulure à gaz pauvre 23 ou 24 et la vanne d'arrêt 70 de chaque conduite de dérivation d'air 67 ou 68. Ce verrou est agencé de façon à empêcher l'ouverture simultanée de ces deux vannes d'ar- rêt mais à permettre dans l'une ou l'autre des deux positions qu'il peut occu- per, l'ouverture d'Orne de ces vannes pendant qu'il continue à empêcher l'ouver- ture de l'antre vanne.
A la figure 15, ce verrou est constitué par un coulisseau guidé verticalement. Il occupe une position pour laquelle il est en regard d'une tige filetée 72 actionnant la vanne d'arrêt 25 et pouvant être déplacée axia- lement par la rotation d'un volant 73. Cette tige ne peut donc pas être dé- placée vers le verrou, c'est-à-dire que la vanne d'arrêt' 25 ne peut pas être ouverte. Dans cette disposition, le verrou 71 permet d'ouvrir la vanne 21 par- ce qu'il n'est pas en regard d'une tige filetée 74 servant à déplacer cette v an- ne quand on agit dans le sens convenable sur un volant 75.
Pour admettre du gaz pauvre dans le régénérateur, il faut d'abord soulever le verrou 71,et, pour cela, il faut d'abord faire pénétrer la tige filetée 74 à peu près complètement dans la vanne et en même temps supprimer le passage de l'air dans la conduite de dérivation 68.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme d'exécution représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec. l'objet ,de chacune des revendications sui- vantes.
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COKE OVEN WITH REGENERATION.
The present invention relates to a regeneration coke oven of the known type in which the regenerators are parallel to the chambers. coking chamber and are divided by transverse vertical partitions into compartments which communicate at their top with the heating flues of the coking chambers and at their base with underlying channels extending parallel to the regenerators and in which a control organ - Go of the passage section is provided between the base of each compartment and the channel underlying the corresponding regenerator, said organ;
'adjustment being manoeuvrable from below a slab which supports the regulators and the masonry which surmounts them, by means of a vertical support which is movable through the aforesaid slab which it crosses permanently and whose position can be read on a scale.
Furnaces of this type are known in which the aforesaid adjustment member is constituted by a needle which is displaced axially to vary the passage section between the base of each compartment and the channel which is underlying it. This needle is provided with a movable graduation opposite a fixed index located below the aforementioned slab. Because of the relatively small displacements to which this needle must be subjected in order to vary the passage section appreciably, the reading precision leaves much to be desired.
Furthermore, the exact reading of the needle position cannot be made without examining the graduation closely.
The present invention has as an object a coke oven in which the exact marking of the position of the aforesaid adjustment member can be done more precisely, more easily and from further away, -.
For this purpose in the furnace according to the invention, the support of the aforesaid adjustment member is movable by rotation opposite a fixed circular graduation. By giving a large radius to this circular graduation, we therefore increase the precision and ease of readings.
The position of the rotating index with the support in front of the fixed circular graduation indicates, even from a distance, what is the position of the organ
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adjustment.
It is known that in coke ovens of the aforesaid type, known as an "underjet" oven, it is desirable that the inlets of air and lean gas to be heated into the regenerators can be independently regulated. smoke evacuation ,. It is for this reason that in these ovens the regulators for the lean gas, the air, the fumes, as well as the rich gas in the case where the heating flues must also be able to be heated with rich gas, are available. arranged below the aforementioned slab;
The construction of this becomes very complicated when the number of compartments of each regenerator is high, as is the case for the furnaces called "integral underjet !!, in which each compartment does not communicate by its upper part. than with a single heating flue.
In fact, in coke ovens where the heating wall, hereinafter referred to as the pedestal ", is made up of independent pairs of twin flues at their upper end, one of which, hereinafter referred to as" motant flue "", is traversed. from bottom to top and the other, hereinafter called "descending carnean" is traversed from top to bottom by the heating gases, each rising flue is supplied with lean gas and air by two distinct compartments which are each provided with a member for adjusting the flow rate of the fluid passing through it.
This adjustment member is generally constituted by a removable diaphragm located in a vertical pipe connecting a lean gas or pressurized air pipe located under the aforesaid slab, at the base of the corresponding compartment, '
The fumes which escape from each descending flue cross in parallel two compartments of regenerators which are traversed one by the lean gas, the other by the air and which feed this flue when, after the periodic reversal of the direction of circulation of heating fluids, this flue has become a rising flue.
All the compartments of any regenerator which are traversed from top to bottom by the fumes are in communication with two underlying channels extending parallel to the axis of the regenerator in question, by ducts each provided with an organ adjustment of the flue gas passage section.
It is these latter adjustment members' which serve to adjust the combustion in each of the rising flues and the pressure in each of the independent circuits formed by the pairs of twin flues and by the four compartments of regenerators which correspond to them.
'
Since it is advantageous to regulate separately the passage sections through which the fumes leave the regenerator compartments and the passage sections through which the lean gas and the air enter the compartments where they must be heated before mixing , an oven whose pedestal is made up of independent pairs of twin flues is, if it must also be able to be heated with rich gas, generally provided with five regulators for each pair of twin flues.
Consequently, in a modern "full underjet" furnace where each pedestal generally comprises 28 flues, there must be, per coking chamber, 140 regulators accessible from below the aforesaid slab, which complicates the task. - even the construction of it. @
With a view to halving the number of members serving to regulate the admission of air and lean gas - as well as those serving to regulate the discharge of fumes, it has been proposed to connect each of the compartments of the regenerators to two flues, one of which is included in the heating pedestal on one side of a coking chamber and the other of which is included in the heating pedestal on the other side of this chamber.
With this solution, all the groups of paired pedestal flues equidistant from the ends of the piers communicate with each other along the entire length of the battery via the tops of the compartments belonging to different regenerators. This results in no change in setting in a single circuit having an effect on the setting of all circuits located the same distance from the ends of the pedestals.
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The present invention relates to an oven which does not have this drawback and which, however, makes it possible to reduce by half the number of passages to be made in the slab supporting the oven for the members serving to adjust the admission of the air and lean gas and those used for smoke evacuation.
To this end, in the furnace according to the invention, the vertical support of the adjustment member by rotation of the passage section between each regenerator compartment and the corresponding underlying channel is formed by a pipe in communication, on the one hand, with the lower end of the corresponding compartment, and, on the other hand, below the aforesaid slab, with a duct for gaseous fluid to be heated in this compartment, said pipe being provided with manner known per se, of a diaphragm:
, for adjusting the flow rate of the gaseous fluid passing through it,
In other words, the pipe provided with a diaphragm which serves to bring the air or the lean gas into a compartment serving for heating this gaseous fluid is mounted so as to be able to be rotated and carries the member. which regulates the section of passage of the fumes evacuated by the same compartment after inversion of the circulation of the heating fluids.
When the battery is started, the slab, which supports it, does not expand as much as the refractory masonry constituting the walls of the regenerators and the underlying channels. As a result, the aforementioned vertical supports, which cannot move laterally with respect to the slab which they pass through, are subjected, by means of the adjustment members which they must be able to turn, to lateral forces, if these members are mounted rigidly on them and if a relatively large clearance is not left between them and the refractory masonry constituting the conduits in which they are placed.
To avoid this drawback, provision is made to mount these adjustment members on their supports by means of an Oldham seal.
The invention also relates to a regenerative eoke oven in which the regenerators are parallel to the coking chambers and are divided by transverse vertical partitions into compartments which communicate at their top with the heating flues of the chambers. cokefaction chamber and at their base with underlying channels extending parallel to the regenerators and in which a passage section adjusting member is provided between the base of each compartment and the channel underlying the regenerator corresponding,
the said regulating member being operable from below a slab which supports the regenerators and the masonry which surmounts them and being mounted in a tube sealed in the slab and closed at its lower end below. the slab.
The channels underlying the regenerators are only traversed by the fumes evacuated by the chimney for half the time. During the other half, they. are filled with fumes which remain trapped there, cool down and cause condensation. If some of the components in contact with these stagnant fumes, for example the regulating members of the flue gas passage section or the pipes supplying lean gas or air under pressure, are metallic, these components may be corroded by condën4 sations, which is prejudicial to the good conservation, to the tightness or to the ease of operation of these members.
To remedy this drawback, provision is made for said tube to have at its lower part a lumen by which the underlying channel where this tube ends is in communication with the atmosphere.
The small amount of air sucked through this lumen has the effect of preventing the stagnation of the organs it surrounds. ,
The present invention also relates to a regeneration coke oven in which the regenerators are parallel to the coke chambers which widen towards the end through which the coke is discharged and are divided by transverse vertical partitions into as many comparti-
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that there are independent groups of heating flues in each side which communicate with these compartments.
The radiation of the facades of the battery means that, in order to achieve a suitable coking of the coal over the entire length of the furnace, it is necessary to provide more heat in the flues at the ends of the piers than in the others and to proportion the flow of gas and air to be supplied to these flues.
Each group of flues at the ends of the piers, for example, each pair of twin flues, one of which is rising and the other descending, therefore receives greater quantities of gas and air than the other groups and, consequently, evacuates larger quantities of famées.
Until now, all the compartments of the regenerators have an identical horizontal section and generally all contain the same weight of stacking bricks. It follows that the recovery of the sensible heat of the burnt gases is carried out, for the groups of flues, at the end of a '' .. same side wall, with different efficiencies than for the other groups. . It is therefore impossible to obtain a uniform performance of the regenerator compartments.
In addition; the flow velocities of the gaseous fluids in the two compartments of a regenerator corresponding to the same side wall at each end of this regenerator are appreciably greater than the flow velocities in the other compartments, so that, the depressions prevailing at the base of these compartments are also different, which makes the adjustment delicate and unhelpful,
In addition, by the fact that the partitions separating the compartments of the regenerators are necessarily thin, and therefore can be tight, the pressure differences which prevail on either side of them inevitably cause short circuits. between compartments, which seriously compromise the adjustment.
This random adjustment is very difficult to achieve owing to the fact that it is often impossible to measure the depression which prevails at the base of each compartment crossed by a downdraft and to take smoke samples therein for analysis.
The object of the present invention is a coke oven which does not have this drawback.
In the oven according to the invention, the regenerators have at each end a pair of compartments the horizontal section of which is larger than that of the other compartments.
By proportioning the horizontal section of the compartments to the flow of gaseous fluids which must pass through these compartments, that is to say by taking into account the cooling caused in the vicinity of the ends by the radiation from the two facades of the battery, one achieves the same load losses over the entire height of the compartments and it suffices to achieve the same static pressure at similar points on each circuit to avoid short circuits, - between the adjacent compartments.
In order to improve the efficiency of the compartments of the regenerators included between the aforementioned two pairs of compartments of each regenerator, provision is also made to give at least a part of these intermediate compartments a horizontal section greater than that of other intermediate compartments of the regenerator in question situated further than them from the end of the corresponding coking chamber through which the coke is discharged. The extent to which the horizontal section of these intermediate compartments is varied depends on the variation in the thickness of the layer of coal to be coked from the end where the defourne is located to the opposite end by where the coke is discharged.
The present invention finally relates to a regenerating coke oven in which the regenerators are parallel to the coking chambers and are divided by transverse vertical partitions into compartments which communicate at their top with the heating ducts of the heating chambers. coking and at their base with underlying channels extending parallel,;:
.
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regenerators, in which, at the base of each compartment, opens a lean gas supply pipe or an air supply pipe, into which all the lean gas supply pipes and all. the air intake pipes. corresponding to the compartments of a regenerator marl are connected, below a slab which supports the regenerators and the masonry which surmounts them, to two horizontal pipes perpendicular to the axis of the coil and communicating one with a lean gas pipe and the other with a pressurized air pipe parallel to the axis of the coil, each by a vertical pipe provided with a shut-off valve,
in which a bypass is established between the pressurized air line and a point on each lean gas line located between the shut-off valve thereof and the corresponding pipe perpendicular to the axis of the coil, a shut-off valve also being provided on this bypass and in which pipes in communication with a source of rich gas under the control of shut-off valves terminate at the base of all the flues. of heating.
When a battery or part of a battery of such coke ovens is to be heated with lean gas, the stop valves for the rich gas are closed while those for air and for the lean gas are open, each regenerator lean gas is in communication with the rising flues of the two piers which are on either side of the coking chamber below which the regenerator in question is located.
An air regenerator is located adjacent to each lean gas regenerator and communicates with the same riser flues as this one. Two smoke regenerators are located below each of the two coking chambers adjacent to that which has just been considered and are connected to all the flues descending from the piers serving for heating the coking chamber which surmounts them.
When the battery or a part of the battery is to be heated with rich gas, the stop valves for the rich gas and for the air are opened while those for the lean gas are closed. At the same time, however, it is necessary to pass the air through the two upright gaseous fluid regenerators which are located below the same coking chamber. It is for this reason that the shut-off valves which equip the by-passes between the lean gas pipes and the pressurized air pipe must be opened.
It is therefore important not to open the shut-off valves fitted to these by-passes before the shut-off valves fitted to the lean gas pipes have been closed as this would have the effect of sending either air into the lean gas line, either lean gas in the air line, or a mixture of air and lean gas in the compartments of certain regenerators. The result would therefore be either thunderous mixtures in the pipes, or combustion in these regenerators with, as a consequence, the danger of melting them and poor combustion of the rich gas in the heating flues.
The present invention relates to a coke oven with which these drawbacks cannot occur.
To this end, in the furnace according to the invention, between the stop valve of each lean gas pipe and the stop valve of each bypass between: this pipe and the pressurized air pipe, is arranged a latch such that it prevents the simultaneous opening of these two stop valves and that it cannot be brought into one or the other of the two positions for which it makes it possible to open one of these valves only while it continues to prevent the opening of the other valve.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto, which represent schematically, and by way of example only, one embodiment of a coke oven battery. according to the invention,
Figure 1 is a 'longitudinal vertical section, after broken
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partial, partly in the axis of a coking chamber 'and partly in the axis of a' pier of a coke oven according to the invention, heated with rich gas or lean gas, of the type known under the name "unterjet integrale"., the first section being faj, te following line II of FIG. 2, after removal of the pipes relating to the rich gas, and the second following line I'-I 'of figure 3,
after deletion. lean gas and air pipes.
Figure 2 is a vertical cross section through a plane represented by line II-II in Figure 1.
Figure 3 is another transverse vertical section through a plane represented by the line III-III in Figure 1.
FIG. 4 shows schematically, in plan, on a larger scale, part of the pipes for the supply of air, lean gas and rich gas.
FIG. 5 is, on a larger scale, a vertical section through the device for adjusting the discharge of the fumes leaving a compartment of a regenerator and the device for supplying air or lean gas in this compartment, this section being taken by a plane represented by the line VV in FIG. 6. FIG. 6 is a horizontal section by a plane represented by the line VI-VI in FIG. 5.
FIG. 7 is a section similar to that of FIG. 6 for another position of the device for regulating the discharge of fumes.
Figure 8 is a bottom-up view after section through a plane represented by the line VIII-VIII in Figure 5.
FIG. 9 is a vertical section similar to that of FIG. 5 in a variant of the device for regulating the discharge of fumes and of the device for supplying lean gas or air to the base of a combustion compartment. generator.
Figure 10 is a horizontal section through a plane represented by the line X-X in Figure 9.
FIG. 11 is a section similar to that of FIG. 10 for another position of the device for adjusting the discharge of fumes from a regenerator compartment.
Figure 12 shows, in perspective, separated from each other, the different elements of an Oldham seal.
FIG. 13 is a horizontal section through two regenerators of the battery according to the invention.
Figure 14 is a horizontal section through a coking chamber and adjacent piers.
FIG. 15 shows, on a larger scale, a device for locking the air and lean gas supplies at the base of the same regenerator which can be used either for heating the air or for heating gas. poor.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
In Figures 1 to 3, there is shown a battery of regenerative coke ovens heating with lean gas or rich left-in which coking chambers 2 are separated from each other by walls 3 serving for their heating and hereinafter referred to as "piers". These walls consist of independent pairs of vertical flues 4 and 5 (figure 1) which are twinned at their upper end.
In each pair, one of these flues is hereinafter referred to as a "rising flue" when it is traversed, at a given moment, from bottom to top by gases originating from the combustion of a mixture of combustion gas
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tible and air formed at its lower part while the other flue 'of the', same pair, is called at the same time "downward flue" because it is traversed from top to bottom by the heating gases.
Below each coking chamber and parallel to it, there are two regenerators 6 (Figures 2 and 3) which are divided into compartments 7 (Figure 1) by transverse vertical partitions 8.
There are as many compartments in each regenerator as there are vertical flues in a side wall. Each compartment 7 communicates at its top with a flue of one of the piers between which is the coking chamber located above the regenerator in question. This communication is established through a channel 9 (Figures 1 and 2) which ends at the base of the flue considered. In the porch on one side of a coking chamber, the first flue at one end is a rising flue while in the porch on the other side of the same coking chamber, it is the first flue at the other end of the side wall which is a rising flue.
This explains why in FIG. 2, one of the channels 9 leading to any regenerator is a solid line and the other channel 9 leading to the same regenerator is in broken lines.
The different compartments of the same regenerator communicate at their base with an underlying channel 10 extending parallel to the regenerator in question.
The pairs of regenerators below the coking chambers serve alternately for the heating of the fluid involved in the heating of the piers and for the recovery of the heat contained in the fumes which are discharged through a chimney, not shown. This can suck the burnt gases from all the sides of the battery. The underlying channels 10 are, for this purpose, connected at one of their ends, that designated by 11 in FIG. 1, to a collector, not shown, which ends at the foot of the chimney. Each spus-jacent channel 10 is provided, near this manifold, with a valve (not shown) which enables it to be isolated from the chimney when the corresponding regenerator is not crossed by the fumes.
Between the pairs of regenerators through which the flue gases pass, there are the pairs of regenerators through which the two gaseous fluids are used for heating in the case of heating with lean gas. In each pair, there is a regenerator crossed from bottom to top by the combustion air and a regenerator crossed in the same direction by the fuel gas. At the base of each compartment 7 opens a pipe 12 (Figures 1 and 2) which passes through a slab 13 supporting the regenerators and the masonry above them.
All the pipes 12 below the same regenerator are attached to a horizontal pipe perpendicular to the axis of the battery.
In FIG. 2, four pipes of this type can be seen which correspond to the four regenerators shown. They are designated by 14, 15, 16 and 17. The two pipes 14 and 16 can be joined alternatively to a pressurized air pipe 18 (figures 1, 2 and 4) that is to say that when one is connected to this pipe, the other is disconnected from it. 'Their connection to this pipe is effected by vertical pipes 19 and 20 each provided with a shut-off valve 21 and a reversing valve 21'.
- Similarly, the two pipes 15 and 17 can be joined alternately to a lean gas pipe 22 (figures 1 and 4) by vertical pipes 23 and 24 each provided with a shut-off valve 25 and d 'a 25' reversing valve. The pipes 18 and 22 are parallel to the axis of the battery.
The base of each compartment 7 communicates with the underlying channel 10 via a cylindrical duct 26 (FIG. 5) in which a member for adjusting the section of the passage of the fumes is provided. This adjustment member is operable from below the slab 13 using a vertical support movable by rotation. In FIG. 5, this vertical support consists of one of the pipes 12 which has been discussed above and which serve to bring either air or lean gas to the base of the compartments of the regenerators.
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The pipe 12 is provided with a diaphragm 27 which serves to regulate the flow rate of the gaseous fluid which passes through it. It has an index 28 which is movable opposite a fixed circular graduation 29 (Figures 5 and 8) placed below the slab 13.
The member for adjusting the passage section of the duct 26 is constituted by a sleeve with a vertical axis 30 closed by a bottom 31 at its lower end and having its upper end 32 in the duct 26.
This sleeve is partially disposed in a semi-cylindrical notch 33 formed in one of the side walls 34 of the channel 10 in question. It has a semi-cylindrical window 35.
When the sleeve is in the position shown in Figures 5 and 6, the fumes can easily pass through the window 35 which is completely opposite the channel 10. If it was brought into the position shown in Figure 7, for which the window 35 is completely opposite the wall 34, in the notch 33, the fumes could hardly pass into the channel 10. Only the space formed between the wall of the notch 33 and, on the one hand, the bottom 31, on the other hand, the vertical lips 36 of the window 35 still allow the passage of the fumes. By placing the sleeve 30 in an intermediate angular position, the flow rate of the fumes leaving the corresponding compartment can easily be adjusted.
The adjustment can be easily done with precision thanks to the circular graduation 29 visible below the slab 13. In addition, the control of the position adopted can be done at any time by walking under the slab. .
In FIGS. 9 and 10, another device has been shown for adjusting the section of passage of the fumes leaving the compartments 7. It comprises a semi-annular shutter 37 carried by the pipe 12 and which can be brought more or less. facing the end 38 of the duct 26. The latter is permanently partially closed by a semi-annular rib 39 below which the shutter 37 is completely situated in the position in which it is shown in FIGS. 9 and 10.
If the shutter 37 were in the position shown in Figure 11, that is to say in an angular position 180 relative to that of Figures 9 and 10, the flow would be almost zero.
It should be noted that the shutter 37 does not necessarily have to be housed in the duct 26 as shown in Figures 9 to 11 but that it could also be placed above or below this duct near to 'one end of it.
The pipe 12 is mounted in a sealed manner in a tube 40 (FIG. 5) which is sealed in the slab 13. The latter undergoes, during heating, different expansions from those to which the masonry in which the conduit 26 is formed is subjected. . Consequently, so as not to have to leave a relatively large clearance between the duct 26 and the adjustment member which is disposed therein, it is advantageous to mount this adjustment member on its rotary support 12 by means of a seal. Oldham, that is to say a joint which allows a lateral displacement of two coaxial parts, one of which must be able to drive the other by rotation.
A seal of this kind applied to the embodiment shown in Figures 5 and 6 is shown schematically in perspective in Figure 12. In the latter, the different parts have been drawn at a certain distance from each other in order to better to show the Oldham seal proper.
This comprises two parts 41 having approximately the shape of a half-ring which are fixed to the pipe 12 leaving two grooves 42 between them. On these parts 41, a ring rests freely. 43, the inner diameter of which is substantially greater than the outer diameter of the pipe 12. This ring is provided downwards with two ribs 44 which are engaged in the grooves 42 and upwards with two ribs 45 which are oriented at an angle. straight to ribs 44.
The sleeve 30 rests on this ring 43 and presents downwards
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two grooves 46 in which the upper ribs 45 of the ring 43 can be accommodated. At its base, the sleeve 30 has inwardly a flange 47, the internal diameter of which is substantially greater than the external diameter of the pipe 12. A ring 48 surrounds this pipe and rests on the aforementioned rim so as to close the annular space between it and the `` pipe 12.
The tube 40 (figure 5) sealed in the concrete slab 13 is closed at its lower end by a part 49 which bears the graduation 29.
During the periods when the pipe 12 brings air or lean gas into a regenerator compartment, burnt gases remain trapped between this pipe and the tube 40. These gases therefore cool on contact with metal parts and the condensations which this causes corrosions which can be prejudicial to good conservation, to waterproofing or to ease of handling. To avoid these condensations, a lumen through which the corresponding channel 10 is in communication with the atmosphere is provided at the lower part of the tube 40, below the slab 13. This light is, for example, provided at 50 in room 49.
In FIG. 13, two regenerators have been shown which each have, at each end, a pair of compartments the horizontal section of which is greater than that of the other compartments. The compartments of a pair are designated 51. They are located near the end 52 (Figure 14) of the coking chamber through which the coke is discharged. The compartments of the pair at the opposite end are designated 53. The compartments 51 have a larger horizontal section than that of the compartments 53.
We know that to compensate for the heat losses through the facades of coke oven batteries, more heat must be distributed to the end flanges of the piers than to the others.
By giving the compartments 51 and 53 corresponding to these pairs of. rising and falling flues a greater horizontal section than that of the other compartments, their heat recovery power can be proportioned to the quantities of fluids distributed to the end flues.
On the other hand, in FIG. 14, it can be seen that the width of the coking chamber decreases regularly from the end 52 on the discharge side to the opposite end. In order to make the duration of the coking of the coal uniform over the entire length of the chamber, it is therefore necessary to provide the less heat in the flues of the piers the farther away from the facade on the discharge side.
To take into account this variation in the flow rates of fluids in the flues of the piers and, consequently, in the regenerator compartments which correspond to them, the compartments 51 are given a horizontal section greater than that of the compartments 53 and one varies the section of the compartments comprised between the compartments 51 and 53 in proportion to the flow rates of fluids which pass through them, the thermal efficiency of all the compartments of the same regenerator is thus standardized. By the fact that all the compartments have the same height and that the speed of the fluids which pass through them is the same for all, the pressure drops are identical in all the compartments.
Consequently, by creating the same depression at the base of all the compartments, the passage of fluids from one of the compartments to the other is avoided through the partitions which separate them.
In reality, it is not essential, in order to obtain a satisfactory result, to vary the horizontal section of all the pairs of compartments each corresponding to a pair of rising and falling flues. As shown for example in Figure 13, it is possible to group the compartments between compartments 51 and 53 into five groups designated respectively by 55, 56, 57, 58 and 59. In each group, the horizontal section of each compartment is the same but from one group to the next in ascending order of their reference numbers, the horizontal section of the
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compartments increases.
It can therefore be seen that at least part of the compartments between the two pairs of ends 51 and 53 have a horizontal section greater than that of other intermediate compartments located further than them from the end 52 of the chamber. coking 2 by which we defour '.
The coke oven battery shown in the drawings can be heated not only with lean gas but also totally or partially with rich gas. For this purpose, pipes 60 (Figures 1, 3 and 4) terminate in pipes 61 formed in the masonry and which communicate with the base of all the heating flues; the pipes 60 corresponding to a same side wall are, for one half, in communication with a horizontal pipe 62 extending below the slab 13 and, for the other half, with a similar pipe 63. The pipes in communication with one of; these pipes alternate with those in communication with the other pipe.
These two pipes can be placed in communication alternately with a rich gas distributor duct 64, by means of change-over taps 65 so as to supply gas only to the flues which serve as rising flues at a given time. Between the reversing valves 65 and the distributor pipe 64 are arranged shut-off valves 66 making it possible to eliminate the heating with rich gas in whole or in part.
When heating with rich gas, the pairs of cooling regenerators are all used for heating the air instead of half for heating the air and half for heating the lean gas when heating with lean gas.
The pressurized air line 18 is therefore able to communicate with the two regenerators below the same coking chamber.
For this purpose, two bypass pipes 67 and 68 (figure 4) 'are established below each coking chamber between line 18 and a place 69 (figures 1 and 15) of the vertical lean gas pipes 23 and 24 adjacent * (Figure 2) which is located between the stop valve 25 of the pipe 23 or 24 considered and the corresponding horizontal pipe 15 or 17 directed perpendicular to the axis of the coil. A shut-off valve 70 (Figure 1) is also provided on each bypass line.
To avoid being able to simultaneously send lean gas and air to the same regenerator, a latch, '71 (Figures 1 and 15) has been placed between the stop valve 25 of each lean gas pipe 23 or 24 and the stop valve 70 of each air bypass line 67 or 68. This lock is arranged to prevent the simultaneous opening of these two stop valves but to allow in one or more The other of the two positions which he can occupy, the opening of Orne of these valves while he continues to prevent the opening of the other valve.
In Figure 15, this lock is constituted by a slide guided vertically. It occupies a position for which it is opposite a threaded rod 72 actuating the stop valve 25 and being able to be moved axially by the rotation of a handwheel 73. This rod can therefore not be moved towards the latch, that is, the stop valve '25 cannot be opened. In this arrangement, the lock 71 makes it possible to open the valve 21 because it is not opposite a threaded rod 74 serving to move this valve when one acts in the appropriate direction on a handwheel. 75.
To admit lean gas into the regenerator, it is first necessary to lift the latch 71, and for this, it is first necessary to make the threaded rod 74 penetrate almost completely into the valve and at the same time to eliminate the passage of air in bypass line 68.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiment shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications do not contradict. the subject of each of the following claims.