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On sait que, pour assurer le traitement thermique ou le recuit de pièces métalliques soudées, forgées, ou tra- vaillées de toute autre manière,,on soumet pendant un cer- 'tain temps ces piècesà une température adéquate dans un four parcouru par des gaz chauds.
La présente intention a pour objet l'application à un four destiné au traitement thermique des métaux, au principe de la récupération des gaz, suivant lequel une partie des sa s'échappant du four est remi se en circula- tion avec les :frais ae chauffage.
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Les avantages de cette récupération, dans le cas d'un four ae traitement thermique, sont les suivants :
Tout en réalisant d'abord une diminution de la consommation des gaz, on assure une homogénéité de tempéra- tire .beaucoup plus granae à l'intérieur du four . En effet dans un four ordinaire la température des gaz 1± l'entrée est nettement supérieure à leur température de sortie. Le recyclage des gaz permet.d'abaisser la température d'entrée des gaz ,mais comme on s'arrange pour maintenir leur tem- pérature de sortie, on réduit ainsi l'intervalle séparant les températures-d'entrée et de sortie des gaz, ce qui, en donnant une température plus homogène à 'l'intérieur du four, permet une: efficacité plus grande du traitement ther- mique .
D'autre part, comme on fait circuler, une plus grande masse de gaz à l'intérieur du four, on. doit avoir une vitesse de circulation plus grande pour ces gaz, ce qui améliore le coefficient de transmission de chaleur d'où une accélération de la montée en température du four; qui diminue considérablement la durée de toute l'opération.
Enfin, les gaz s'échappant du four et recyclés viennent compléter la combustion des gaz frais' et le mé- lange final est un gaz non oxydant, pouvant même être réducteur, sans que l'on ait pour cela à consommer une quantité exagérée de gaz fi ais .
Conformément à l'invention, les gaz récupérés peuvent être remis en recirculation par tout moyen conve- nable, ventilation, circulation sous pression, et ..Mais il est prévu spécialement que ces gaz peuvent être. amenés dans un convergent-divergent à l'intérieur duquel débou-
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chént les gaz frais de chauffage qui provoquent alors l'aspiration au gaz à recycler . La quantité de gaz à recycler peut être réglée par l'intermédiaire d'un pa- pillon, registre, eto obturant plus ou moins la canalise tion d'évacuation des gaz .
Des éléments de four à récupération conçu suivant le principe de l'invention peuvent être juxtaposés, de manière à réaliser des fours dont la longueur correspond à celle des pièces à traiter, ce qui permet une économie des moyens de cnauffage en adaptant, sans espace vide, le volume du four à celui des pièces à traiter .
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera mieux com- prendre comment l'invention peut être réalisée .
Les fig.l à 3 sont relatives à un premier mode de réalisation de four à récupération pour le traitement de tubulures sur collecteur . La fig.l est une coupe verticale du four ; la fig. 2 en est une coupe horizontale et la fig.3 est une coupe par III-III de la fig.l .
La fig. 4 représente schématiquement en coupe un petit four, destiné à fournir les gaz de chauffage .
Les fig.5 et 6 sont relatives à un four de récu- pération parallélipiiédique pour le traitement. de pièoes tubulaires empilées à son intérieur . La fi g. 5 représente une coupe verticale du four ; la fig.6 représente une coupe à angle droit par VI-VI de la fig.5 dans le cas où plusieurs éléments ae four sont associés pour constituer un four de dsoute longueur voulue .
Sur la fig.l est représenté un moae -.le réalisation ue foura récupération, conforme a l'invention, spécia-
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lement approprie au Tirai Renient d'un collecteur ¯a sur lequel on vient ae fabriquer une tubulure b . Le four est - essentiellement constitua en deux parties symétriques com- portant une enveloppe rjfractaire c, et qui s'adaptent ae part et d'autre du collecteur a.comme on Ke voit sur la , fig.l, de manière à entourer la tubulure b à traiter.
De part et d'autre dans chacune aes moitiés du four sont pré- vus des convergents-divergents à , e .dans lesquels dé- bouchent par exemple les chalumeaux f destinés à fournir les gaz frais ae chauffage . Aux extrémités des diver- gents d, e s'adaptent des tôles destinées, comme on le voit fig.2 , à entourer spécialement la tubulure b . Les gaz frais de chauffage fournis par la combustion des cha- lumeaux f alimentés en air pénétrant dans le sens des flèches A , envoient les gaz chauds à l'intérieur des tôles g autour de la tubulure b, dans le sens aes flèches B .
Des diffuseurs h peuvent être prévus sur le trajet pour assurer une répartition rationnelle des Gaz chauds .
Après avoir balayé la tubulure b, ces gaz pas- sent de l'autre côté des tôles g dans le sens.des flèches C ( fig. 2) et sont, conformément à l'invention, recyclés, c'est-à-dire qu'ils repassent en partie avec les gaz frais de chauffage, grâce à la présence d'orifices i prévus à hauteur au col des convergents-divergents d et e,La dépression créée dans le col de ces divergents aspire dans le sens des flèches E ( fig.3) les gaz à recycler.
Pour régler la quantité des gaz qui sont recyclés, on agit sur les registres ou papillons, tels que prévus dans des canalisations k, 1 servant & l'évacuation de l'excès aes gaz utilisée . Il est évident que plus le
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papillon est ouvert, moins il y aura de gaz recycles, et inversement .
Les avantages qui résultent du recyclage des gaz brûlés ont été exposés au début de la description.
Les chalumeaux 1. peuvent être alimentés par tout combustible, éventuellement sous pression, tel que l'acé- tylène, le propane, etc ...
On peut aussi remplacer le chalumeau f par un petit four tel que celui qui est représenté sur la fig..Ce four m est constitué par une enveloppe en terre réfractaire dans laquelle débouche un pulvérisateur n de combustible, liquida par exemple, avec adjonction d'air comburant dans le sens des flèches F, ce qui assure la formation, éventuellement sous pression, de gaz de chauffage à l'intérieur du four.
Le mélange gazeux produit à l'intérieur du four est ensuite injecté par la tuyère o , avec appel d'air secondaire dans le sens aes flèches G, dans le convergent-divergent tel que d du four à récupération.
Dans les exemples qui viennent d'être décrits, les gaz à recycler sont aspirés par l'effet des oonvergents divergents . Mais la combustion des carburants peut être conduite sous pression et la pression résultante des gaz à l'intérieur du four à récupération être suffisante pour assurer la circulation et le recyclage des gaz . On peut aussi prévoir des ventilateurs, ou autres moyens, pour assurer la circulation desdits gaz et leur retour dans lé circuit de chauffage .
Dans le cas où l'on veut traiter simultanément un grar.d nombre ue pièces, on les empile a l'intérieur d'un four parallélipipédique tel que celui qui est représenté
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sur les fig.5 et 6 .
Ce four se compose essentiellement d'une enveloppe en matière réfractaire p à l'in-cérieur ae laquelle est prévue une sorte de bac fait de aeux tôles ci montées sur un fond perforé r . Les éléments à traiter s sont empilés sur le fond r , lequel repose sur un plancher en matière réfractaire t percé de convergents-divergents u,u1,u2,etc..
A l'intérieur de chacun de ces divergents débouche un chalumeau v alimenté en combustible frais par des rampes w, au nombre de trois sur la figure 5, et qui courent tout le long du four, comme on le voit sur la fig.6
Les gaz qui arrivent à la partie supérieure du bac q passent dans le sens des flèches H ,latéralement au four, entre le bac q et les parois réfraotaire s p, pour revenir dans le sens des flèches I, à l'entrée des.:; convergents-divergents u , comme on le voit sur les figures, . et être là rRcopriés avec les gaz frais de ohauffage . Le four comporte à sa partie supérieure un conduit d'évancuation z des gaz utilisés, aveo papillon de réglage pour régler, ocmem dans le cas précédent, la quantité des gaz recyclés.
Le=faces extrêmes x y du four- sont de préférence amovibles pour permettre la juxtaposition de plusieurs foura qui ont alors la longueur suffisante pour assurer en une seule fois le traitement de pièces longues, comme des élé- ments ae surohauffeur, par exemple . A cet effet, il suffit d'enlever comme on le voit fig. 6, la paroi ± du premier élément et ae juxtaposer, à cet élément de four un second élément identique p1, Le raocora des collecteurs w amenait le combustible se fait égalme t aisément sur toute la longueur au four .
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Il va de soi que aes modifications de détail pourraient être apportées à la réalisation de cette in- vention sans pour cela sortir de son cadre
REVENDICATIONS 1 ) Four de traitement thermique pour le recuit des pièces métalliques ou autres, dont la particularité consiste en ce que une partie des gaz de chauffage ayant trave? se le four est remise en circulation avec les gaz frais de chauffage .
2 ) Four comme spécifié sous 1 caractérisé en ce que les gaz frais de chauffage sont injectés par l'intermé diaire de convergents-divergents dans lesquels débou- chent les orifices par lesquels sont amenés les gaz recyclés .
3 ) Four comme spécifié sous 1 ) caractérisé en ce que' des registres, papillons, ou autres moyens de réglage sont prévus dans le conduit d'évacuaton de=! .gaz de chauffage, ae manière à régler la quantitédes gaz recyclés .
4 ) Variante du.:.four comme spécifié sous la) cai. ' brisée en ce que la circulation des gaz recyclés est effectuée au moyen de dispositifs, tels que ventilateurs ou autres, ou par la combustion de gaz sous pression obtenus a l'intérieur d'un four annexe .
5 ) Four cornue spécifié sous 1 ) caractérisé en ce que le four est conçu en cieux parties symétriques, de ma- nire à s'adapter transversalement sur un collecteur dont on veut recuire la ou les tuoulures, qui se trou- vent alors incluses à l'intérieur du four.
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It is known that, in order to ensure the heat treatment or annealing of welded, forged, or otherwise worked metal parts, these parts are subjected for a certain time to a suitable temperature in a furnace traversed by gases. hot.
The present intention relates to the application to a furnace intended for the heat treatment of metals, to the principle of gas recovery, according to which part of the sa escaping from the furnace is put back into circulation with the: fresh ae heater.
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The advantages of this recovery, in the case of a heat treatment furnace, are as follows:
While first achieving a reduction in gas consumption, a much greater temperature homogeneity is ensured inside the oven. In fact, in an ordinary oven the temperature of the gases 1 ± the inlet is clearly higher than their outlet temperature. The recirculation of the gases makes it possible to lower the inlet temperature of the gases, but as we manage to maintain their outlet temperature, the interval between the inlet and outlet temperatures of the gases is thus reduced. , which, by giving a more homogeneous temperature inside the furnace, allows a greater efficiency of the heat treatment.
On the other hand, as we circulate, a greater mass of gas inside the furnace, we. must have a greater circulation speed for these gases, which improves the heat transmission coefficient, hence accelerating the temperature rise of the furnace; which considerably reduces the duration of the entire operation.
Finally, the gases escaping from the furnace and recycled complete the combustion of the fresh gases' and the final mixture is a non-oxidizing gas, which may even be reducing, without having to consume an exaggerated quantity of gas for this. fi ais gas.
In accordance with the invention, the recovered gases can be recirculated by any suitable means, ventilation, pressurized circulation, etc. But it is specially provided that these gases can be. brought into a convergent-divergent inside which opens
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exhaust the fresh heating gases which then cause the gas to be recycled to be sucked in. The quantity of gas to be recycled can be regulated by means of a butterfly valve, register, and more or less blocking the gas evacuation channel.
Recovery furnace elements designed according to the principle of the invention can be juxtaposed, so as to produce furnaces whose length corresponds to that of the parts to be treated, which allows savings in the means of cnauffage by adapting, without empty space , the volume of the furnace to that of the parts to be treated.
The description which follows, with reference to the accompanying drawings given by way of example, will make it easier to understand how the invention can be implemented.
The fig.l to 3 relate to a first embodiment of a recovery furnace for the treatment of pipes on a manifold. The fig.l is a vertical section of the oven; fig. 2 is a horizontal section and fig.3 is a section through III-III of fig.l.
Fig. 4 shows schematically in section a small oven, intended to supply the heating gases.
Figs. 5 and 6 relate to a rectangular recovery furnace for treatment. of tubular pieces stacked inside it. The fi g. 5 shows a vertical section of the oven; fig.6 shows a section at right angles through VI-VI of fig.5 in the case where several elements ae furnace are associated to constitute a furnace of dsoute desired length.
In fig.l is shown a moae -.le realization ue recovery furnace, according to the invention, specia-
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lely suitable for Tirai Renient of a manifold ¯a on which we have just made a tubing b. The furnace is essentially made up of two symmetrical parts comprising a refractory casing c, and which fit on either side of the manifold a.as seen in, fig.l, so as to surround the tubing b to be processed.
On either side in each of the halves of the furnace are provided convergent-divergent, e. In which, for example, the torches f intended to supply the fresh gases to the heating emerge. At the ends of the diverging d, e are adapted sheets intended, as can be seen in fig.2, to specially surround the pipe b. The fresh heating gases supplied by the combustion of the torches f supplied with air entering in the direction of the arrows A, send the hot gases inside the sheets g around the pipe b, in the direction of the arrows B.
Diffusers h can be provided on the path to ensure a rational distribution of the hot gases.
After having swept the pipe b, these gases pass to the other side of the sheets g in the direction of the arrows C (fig. 2) and are, according to the invention, recycled, that is to say that they partially pass again with the fresh heating gases, thanks to the presence of orifices i provided at the height of the neck of the convergent-diverging d and e, The depression created in the neck of these diverging aspirates in the direction of the arrows E (fig. 3) the gases to be recycled.
To regulate the quantity of the gases which are recycled, one acts on the registers or butterflies, as provided in the pipes k, 1 serving & the evacuation of the excess aes gas used. It is evident that the more the
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throttle is open, the less recycled gas there will be, and vice versa.
The advantages which result from the recycling of the burnt gases have been explained at the beginning of the description.
Torches 1. can be supplied with any fuel, optionally under pressure, such as acetylene, propane, etc.
It is also possible to replace the torch f by a small furnace such as the one shown in fig. This furnace m consists of a refractory earth casing into which a fuel atomizer emerges, liquid for example, with the addition of combustion air in the direction of arrows F, which ensures the formation, possibly under pressure, of heating gas inside the furnace.
The gas mixture produced inside the furnace is then injected by the nozzle o, with a secondary air supply in the direction of the arrows G, into the convergent-divergent such as d of the recovery furnace.
In the examples which have just been described, the gases to be recycled are sucked in by the effect of the divergent oonvergents. But the combustion of the fuels can be carried out under pressure and the resulting pressure of the gases inside the recovery furnace be sufficient to ensure the circulation and recycling of the gases. Fans, or other means, can also be provided to ensure the circulation of said gases and their return to the heating circuit.
In the event that one wishes to simultaneously process a large number of pieces, they are stacked inside a parallelepipedic oven such as the one shown
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in fig. 5 and 6.
This furnace is essentially composed of an envelope of refractory material p inside ae which is provided a kind of tray made of aeux sheets mounted on a perforated bottom r. The elements to be treated are stacked on the bottom r, which rests on a floor of refractory material t pierced with convergent-divergent u, u1, u2, etc.
Inside each of these diverging lines opens a torch v supplied with fresh fuel by ramps w, three in number in figure 5, and which run all along the furnace, as seen in fig. 6
The gases which arrive at the upper part of the tank q pass in the direction of the arrows H, laterally to the oven, between the tank q and the refraotaire walls s p, to return in the direction of the arrows I, at the entrance of the.:; convergent-divergent u, as can be seen in the figures,. and be there suitable with the fresh heating gases. The furnace comprises at its upper part an evacuation duct z for the gases used, with an adjustment butterfly valve to regulate, ocmem in the preceding case, the quantity of recycled gases.
The = end faces x y of the furnace are preferably removable to allow the juxtaposition of several furnaces which then have sufficient length to ensure at one time the treatment of long parts, such as superheater elements, for example. For this purpose, it suffices to remove as seen in fig. 6, the wall ± of the first element and ae juxtapose, to this furnace element a second identical element p1, the raocora of the collectors w brought the fuel is also easily done over the entire length of the furnace.
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It goes without saying that aes modifications of detail could be made to the realization of this invention without departing from its scope.
CLAIMS 1) Heat treatment furnace for annealing metal or other parts, the particularity of which is that part of the heating gases having trave? if the oven is recirculated with the fresh gas heating.
2) Furnace as specified under 1 characterized in that the fresh heating gases are injected through the intermediary of convergent-divergent into which open the orifices through which the recycled gases are fed.
3) Furnace as specified under 1) characterized in that 'registers, butterflies, or other adjustment means are provided in the exhaust duct of =! .heating gas, ae so as to regulate the quantity of recycled gas.
4) Variant du.:.four as specified under the) cai. 'broken in that the circulation of the recycled gases is effected by means of devices, such as fans or others, or by the combustion of gas under pressure obtained inside an annex furnace.
5) Retort furnace specified under 1) characterized in that the furnace is designed in symmetrical parts, so as to fit transversely on a collector of which one wants to anneal the pipe (s), which are then included in inside the oven.
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