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L'invention vise un tube chauffant par rayonnement, pour fours industriels, par exemple pour des fours à recuire, dans lequel le tube- brûleur intérieur raccordé à la canalisation d'air frais est introduit, avec l'arrivée de combustible disposée à l'intérieur de ce tube et s'avançant jusqu'à une buse d'injection, depuis le coté ouvert vers l'extrémité, fer- mée du côté du four, du tube chauffant, de telle sorte qu'entre la gaine du tube chauffant et le tube-brûleur il se forme un canal annulaire pour l'évacuation des gaz brûlés qui sortent de 1'embouchure du tube-brûleur, dans le sens opposé au sens des gaz enflammés.
Dans les constructions connues de ce type, les amenées d'air et de combustible gazeux ou liquide, ainsi que l'évacuation des gaz brûlés, se réunissent dans un cnapeau à bride qui ferme le tube c@auffant, de sorte qu'il existe le danger d'une étanchéité insuffisante entre les trois courants gazeux, en particulier si, dans le tube chauffant, est incorporé en même temps un récupérateur pour assurer le préchauffage de l'air de combustion. En outre, des difficultés résultent du grand nombre de soudures nécessaires. Etant donné, d'autre part, que le tube de flamme est trop ouvert vers son extrémité de sortie dans les installations connues, toute la chaleur se concentre à l'embouchure de ce tube, et la gaine est aussi particulièrement chauffée dans cette région.
Mais, en pratique, il est nécessaire de tendre à obtenir une température superficielle du tube chauffant aussi réguliers que possible sur toute la longueur chauffée de ce tube.
Le résultat cherché est obtenu, d'après l'invention, en prévoyant que les gaz chauds peuvent passer, avant l'embouchure dudube de flamme, par des ouvertures appropriées de ce tube, dans la canalisation d'évacuation. Il est particulièrement avantageux que le tube de flamme soit fermé en totalité ou tout au moins dans sa plus grande partie à son embouchure, et, qu'on remplace cette embouchure libre par des trous percés dans l'en- veloppe du tube de flamme dans la région comprise entre l'embouchure et la buse d'injection \placé. à environ la moitié de la longueur du tube de flamme), afin de permettre la sortie des gaz chauds.
Les sections des , trous répartis sur toute la longueur chauffée du tube de flamme, et par suite les quantités de gaz chauds qui en sortent, sont avantageusement calculées de telle façon que la température de la gaine du tube soit pratiquement la même dans toute la région chauffée.
Dans le tube chauffant par rayonnement suivant l'invention, la combustion du mélange gazeux s'effectue donc en deux étapes. L'allumage et la précombustion s'effectuent dans la chambre tubulaire comprise entre la buse et la cloison fermant l'extrémité du tube de flamme. Mais comme cette partie du tube de flamme est perforée, les gaz dont-une partie seulement est brûlée tout d'abord, peuvent passer dans l'espace compris entre le tube de flamme et la gaine, et brûler complètement pendant leur retour au canal d'évacuation.
La section du tube chauffant comprise entre le tube de flamme interne et le tube rayonnant externe est de préférence constituée comme un récupérateur dans la région dans laquelle les gaz chauds sont complètement brûlés, c'est-à-dire dans la partie du tube qui se trouve noyée dans la maçonnerie du four, afin d'assurer le préchauffage de la partie du tube- de flamme qui amène l'air frais.
D'âpre une autre caractéristique du tube chauffant suivant l' invention, les sections des trous et les quantités de gaz qui sortent par ces trous sent calculées de telle façon que la température soit à peu près uniforme sur toute la partie chaude du tube chauffant. Mais dans certains cas, il peut être nécessaire d'obtenir une température maxima en un point déterminé du tube chauffant, et dans ce but on donne aux trous des dimensions convenables en tenant compte de la chute de pression entre la buse et l'extrémité du tube. Mais les conditions de température peuvent également être influencées par la conformation du tube de flamme.
Si le tube possède un grand diamètre dans la région de la buse d'injection
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et va en se rétrécissant vers son embouchure, la formation de flamme est différente, et on obtient des vitesses des gaz qui ne sont pas les mêmes que si l'on procède de façon inverse ou si l'on utilise un tube de diamètre constant sur toute sa longueur. Mais la formation de la flamme et la vitesse d'écoulement aes gaz influencent la transmission de chaleur en fonction de la longueur du tube, et par suite également la répartition des températures le long au tube chauffant.
Pour simplifier la réalisation mécanique du tube rayonnant, la gaine externe peut être pourvue à son extrémité en saillie à l'extérieur du mur du four d'un raccord d'évacuation des gaz, et elle peut être fermée par un chapeau ou couvercle amovible qui sert en même temps de support au tube-brûleur.
Au point le plus bas de la section transversale du tube chauffant placé horizontalement ou à peu près horizontalement, on a prévu un canal de forme appropriée qui s'étend sur toute la longueur du. tube et qui est accessible de l'extérieur par une ouverture ménagée dans le couvercle précité, et susceptible d'être obturée. Par cette ouverture, on peut introduire non seulement des outils pour débarrasser l'intérieur de la gaine des résidus de combustion, mais également des instruments qui permettent de déterminer la température régnant en n'importe quel point du tube.
Si ces ouvertures sont obturées par une fenêtre transparente en matière réfractaire telle que du mica ou du quartz, on peut également observer la combustion par cette fenêtre pendant tout le fonctionnement du four, et régler cette combustion suivant les besoins. Etant donné que, avec le temps, -des résidus de combustion se déposent aussi sur cette fenêtre, il est avantageux de placer sur le côté de la fenêtre dirigée' vers la chambre de combustion un outil que l'on peut actionner de l'extérieur, tel qu'un râcloir.
Sur les dessins annexés, on a représenté, schématiquement et à titre d'exemples, divers modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale verticale d'un tube chauffant dont le tube de flamme possède une section constante.
La figure 2 est une coupe analogue d'un tube chauffant dont le tube de flamme va en se rétrécissant vers son extrémité.
Les figures 3 à 5 sont des graphiques montrant les variations de température suivant la section du tube de flambée en liaison avec la disposition et la grandeur des trous.
La figure 6 est une vue latérale d'un tube chauffant comprenant une fenêtre.
La figure 7 est une vue de face du tube de la figure 6.
La figure 8 est une coupe par VIII-VIII de la figure 6.
Le tube chauffant (voir figure 1) comprend une gaine extérieure 1 fermée vers l'intérieur du four, qui est montée dans la maçonnerie 2 du four et dont la surface chauffante 3 pénètre librement à l'intérieur du four. Sur la partie du tube chauffant qui sort vers l'extérieur de la maçonnerie, on a disposé un raccord 4 pour l'évacuation des gaz brûlés.
Derrière ce raccord se trouve une bride 5 fixée à la gaine 1 et servant à assujettir un couvercle ou chapeau 6. Dans ce couvercle est introduite concentriquement à la gaine,le tube de flamme 7 qui se compose du brûleur proprement dit 8, dans lequel s'effectue la combustion du mélange gazeux, et de l'antichambre 9 qui forme arrivée d'air frais et contient également en son centre la canalisation de gaz 10 qui aboutit jusqu'au voisinage de la buse d'injection 11. Pour les amenées de gaz et d'air, on a prévu des raccords 12 et 13. Le gaz et l'air sont amenés directement devant la buse 11. La combustion commence dans le tube 8, qui est percé de trous 23 et est fermé à son extrémité par une plaque 14 qui l'
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obture complètement ou presque complètement.
Dans cette construction, le brûleur est cylindrique et présente une section constante, tandis que dans la construction de la figure 2, la partie du tube de flamme partant de la buse d'injection diminue progressivement de section, sous la forme d'un tronc de cône 15, puis se termine par une partie cylindri- que 16 de plus faible diamètre.
La figure 3 montre la variation de température dans les ré- gions m et 1 d'un tel tube, les sections des trous étant choisies de telle façon qu'il n'existe aucune pointe de température mais qu'au contraire la variation de température s'effectue pratiquement suivant la courbe p. Le schéma de la figure 4 correspond à une dimension des trous qui permet d'obtenir une variation de température suivant la courbe g; les dimensions des trous doivent donc croître constamment du début de la région 1 jusqu'à l'extrémité de la région m. On procède en sens inverse si l'on veut obtenir une courbe de température du type de la figure 5.
Dans tous les cas, on doit considérer que cette courbe de température est obtenue par superposition des températures régnant le long de la gaine de l'antichambre et des températures obtenues par la post-combustion dans la section annulaire extérieure du tube rayonnant.
Dans la réalisation des figures 6 et 7, on a prévu au point le plus bas du tube 17 un canal 18 de préférence en V ou en demi-cercle, qui débouche par une ouverture obturable 19 du couvercle 6.
Cette ouverture est fermée par une fenêtre 20 en mica, derrière laquelle on a disposé un râcloir 21 qui sert à nettoyer la surface interne de la fenêtre et peut être actionné de l'extérieur par une poignée 22.