<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un procédé et un disposi- tif de récupération ou de régénération de la chaleur emportée par les fumées des fours industriels et en particulier des fours de verrerie.
L'invention a notamment pour but : - d'améliorer le rendement de la récupération calori- fique et d'augmenter ainsi la température dans le four sans aug- menter la consommation de .combustible; - d'améliorer la stabilité du régime thermique du four; - d'augmenter la durée des régénérateurs à empilages et, par conséquent, la durée des campagnes du four; - de permettre, dans le cas de très longues campagnes, lorsqu'une partie des empilages se trouve endommagée, la répara- tion des empilages sans devoir arrêter le four ou sans perturber le régime thermique de celui-ci.
<Desc/Clms Page number 2>
On connaît des régéaécateurs thermiques constitués par des chambres plus ou moins remplies d'empilages de matériaux réfractaires, dans lesquelles les fumées chaudes et l'air à échauffer circulent alternat! vendent suivant des trajets verti- caux ou horizontaux, ou autres, et on a imaginé, dans ce domaine, de multiples modes d'appareillage des matériaux constituant les empilages, ainsi que divers modes de circulation des gaz. Dans tous les cas ces empilages se détériorent plus ou moins rapide- ment en certains points, et le régime des courants gazeux varie corrélativement.
On connaît par exemple de nombreux types de régénéra- teurs dans lesquels les courants gazeux suivent un trajet verti- cal dans la partie active des empilages.
Quelles que soient leurs caractéristiques, tous ces dispositifs présentent l'inconvénient de se détériorer en rela- tivement peu de temps à leur partie supérieure, c'est-à-dire là où les températures des fumées sont les plus élevées. Les produits d'altération tombent dans la partie inférieure des empilages et finissent par les obstruer partiellement, ou même entièrement, en certaines parties, forçant ainsi les gaz à pas- ser par les parties restées en plus ou moins bon état, ce qui modifie la répartition des gaz entre les différents brûleurs.
Le régime thermique des brûleurs est ainsi modifié ce qui donne lieu à un changement, - souvent important - de la répartition des températures dans le four.
Dans les fours de verrerie continus, par exemple, on s'efforce de maintenir constantes les températures dans les différentes zones, et même en chaque point de l'appareil. Si l'on relève la courbe detempératures suivait l'axe longitudinal du four, on obtint généralement une courbe ascendante à partir de l'enfour@ement Jusqu'à un maximum situe en un endroitappelé généralement "point: ch@ud", puls la courbe s'infléchit jusqu'au point où le produit est évacua du four.
<Desc/Clms Page number 3>
Si pour l'une ou l'autre raison, cette courbe vient à subir certaines modifications et; en particulier, si le point chaud vient à se déplacer, le processus de fabrication peut en subir des effets préjudiciables.
Bien entendu, pour lès fours travaillant à hautes températures, cette situation n'a pas un caractère absolu et, en pratique, on doit s'efforcer de maintenir le régime thermique en tous points dans certaines limites raisonnables. En dehors de celles-ci, la fabrication se trouve plus ou moins exposée à divers inconvénients.
On a tenté de pallier aux destructions de la partie supérieure des empilages verticaux en donnant aux cheminées de circulation des gaz une section croissant progressivement du haut vers le bas de l'.empilage, ce qui est défavorable au point de vue de la circulation des gaz, vu que les sections sont les plus faibles aux endroits où les températures, et par con-. séquent les volumes des gaz, sont les plus importants. Cette disposition est également préjudiciable au rendement, vu que les vitesses sont les plus faibles aux endroits où les températures sont les plus basses, alors que, c'est en ces endroits qu'il y aurait intérêt à accroître le rendement des échanges calori- fiques par de grandes vitesses de circulation.
Ces dispositions présentent encore un autre inconvénient: la détérioration des parties les plus chaudes des empilages pro- voque une diminution progressive de la masse de celles-ci et, par conséquent, de leur capacité d'accumulation calorifique.
Au bout d'un certain temps, le volume de ces parties est réduit parfois dans des proportions considérables et leur efficacité devient négligeable. A parbir de ce moment, si l'on ne peut pas réparer les parties endommagées, la masse de l'empi- lage reste donc notablement réduite.
D'autre part, il est connu que les empilages verticaux doivent avoir une grande hauteur pour être efficaces. Celle-ci
<Desc/Clms Page number 4>
est généralement limitée par la topographie des usines et en outre, on ne peut pas défisse? une certaine limite sous peigne de voir les réfractaires de'la partie inférieure s'écraser sous l'effet combiné de la charge et de la température.
Un autre inconvénient des régénérateurs connus est, qu'en raison de leur destruction relativement rapide, leur régime thermique varie dans le temps, et leur rendement diminuant progressivement., le régime thermique du four proprement dit évolue parallèlement. On doit arrêter la campagne à un moment donné, alors que les matériaux réfractaires actuellement utilisés dans les fours mêmes permettraient généralement de les maintenir encore en activité et, par conséquent, d'amortir plus aisément ' l'installation.
Dans les régénrateurs à circulation horizontale, par contre, on évite les inconvénients des empilages verticaux, mais l'évacuation des produits d'altération s'effectue diffici- lement et la partie la plus chaude finit par s'obstruer, ce qui a, sur le rendement, un effet absolument désastreux.
On évite tous les inconvénients signalés plus haut par le procédé et le dispositif faisant l'objet de la présente invention.
Le procédé suivant l'invention consiste, en termes généraux, en ce qu'on conduit les fumées, sortant de la chambre de combustion du four, dans au moins une chambre collectrice et de celle-ci, par au moins deux chanbres à empilages à circulation verticale préalable-Tient mises en série, en parallèle ou en série- parallèle, on met hors circuit la ou les chambres à empilages à réparer tout en poursuivant la récupération thermique par l'autre ou les autres chambres à empilages, de façon à maintenir constant le régime du four, et on remet en circuibla ou les chambres à empilages réparées.
En procédant de cette façon, le travail d'échange
<Desc/Clms Page number 5>
thermique de la ou des chambres à.empilages à circulation ver- ticale à réparer, mises hors circuit, peut être fourni soit en imposant un supplément de travail temporaire correspondant à la chambre ou aux chambres à empilages restées en circuit, soit en intercalant dans le circuit une ou des chambres à empilage à circulation verticale, de réserve.
En d'autres termes, suivant l'invention, on fractionne l'empilage ou le ruchage , nécessaire dans les conditions d'emploi données, en au moins deux empilages ou ruchages à circulation verticale placés dans des chambres distinctes qu'on met en série, en parallèle, ou en série-parallèle, et on continue le travail de façon à maintenir constant le régime du four avec les chambres à empilages à circulation verticale restées en circuit, sans ou avec substitution d'une ou de plusieurs chambres à empilage de @ réserve aux chambres à empilages mises hors circuit pour répara- tion. tion.
Quant au dispositif régénérateur faisant l'objet de la présente invention, il comprend plusieurs chambres à empilages à circulation verticale qui sont combinées avec au moins un conduit d'amenée, au moins un conduit de sortie, et des conduits intermédiaires, de façon à pouvoir être mises en série en paral- lèle, ou en série-parallèle, être remplacées l'une par l'autre et être mises hors circuit séparément ou par groupes.
Ceci donne artificiellement une grande hauteur totale d'empilage et permet, grâce à l'interchangeabilité des chambres à empilages à circulation verticale, de réparer l'un ou l'autre de ces empilages, à volonté, c'est-à-dire, de mettre hors cir- cuit et de réparer aussitôt tout élément dont le rendement ther- mique vient à baisser, sans arrêter le four et sans changer le régime de ce dernier.
Cette façon d'augmenter la hauteur totale des empilages évite en même temps les inconvénients, les procédés et dispositifs traditionnels qui ont été décrits plus haut.
<Desc/Clms Page number 6>
Les dispositions suivant l'invention résumées ci-dessus permettent de monter les empilages dans des chambres ou cheminées à section croissant de bas en haut, donc de conserver en tous points la même vitesse de circulation des gaz, ce qui permet d'obtenir, sur toute la longueur de leur parcours, la vitesse la plus favorable au bon rendement de l'échange calorifique.
On peut ainsi obtenir des températures et un rendement très élevés grâce à une grande hauteur totale d'empilage, et la stabilité du régime thermique du four dans le temps et dans
EMI6.1
l'espace sontbarfaitement assurées.
Les produits d'altération d'un empilage ou ruchage établi suivant l'invention, ne peuvent donc pas altérer le régime ni le rendement des empilages ou ruchages suivants.
Comme le premier, seul, se détériore sensiblement, il suffit de le réparer dès que son rendement commence à diminuer, - chose que l'on peut faire à volonté - et de lui substituer, pendant ce temps, le ruchage de réserve qui présente les mêmes caracté- ristiques .
On voit également, de ce qui précède, qu'au cas où - à l'occasion de très longues campagnes par exemple - il serait nécessaire de réparer un second ruchage de la série, il est pos- sible, suivant l'invention, de mettre celui-ci hors circuit et d'utiliser, en parallèle, le premier et un ruchage de réserve, pour procéder ensuite à la réparation du second avec le minimum de perturbation dans le régime thermique.
On peut ainsi améliorer le rendement de l'échange calo- rifique grâce a) au maintien d'une vitesse élevée des fumées sur tout leur chemin de récupération, moyennant la variation pro- gressive des sections de passage sur toute la longueur dudit chemin; b) à la possibilité de créer une turbulence des fumées
<Desc/Clms Page number 7>
moyennant un ruchage en quinconce dans le sens longitudinal et transversal; c) à l'augmentation de la surface et de la durée de contact pratiquement illimitées entre les fumées et des empilages à circulation verticale se succédant dans le sens horizontal.
Les dessins annexés représentent quatre exemples d'exé- cution d'un régénérateur thermique suivant l'invention, à savoir:
La fig.l en représente schématiquement une première forme d'exécution.
Les fig. 2 à 9 représentent respectivement des coupes horizontales suivant A - B et C - D fig. 4 à 9, des coupes verticales longitudinales suivant K - L, M - N, et 0 - P fig.7, 8 et 9, et des coupes verticales transversales suivant E - F, G - H, et I - J.fig. 2 à 6, dans une seconde forme d'exécution.
Les figures 10 à 17 représentent respectivement des coupes semblables à celles suivant les figures 2 à 9, dans une troisième forme d'exécution.
Les figures 18 à 25 représentent respectivement des coupes semblables à celles suivant les fig.2 à 9 dans une qua- trième forme d'exécution.
Suivant la fig.l, une chambre de mélange 1 est rac- cordée d'une part à la chambre de combustion du four, par exemple à la chambre de fusion d'un four de verrerie (non représenté) par les carneaux 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, etc. menant aux brûleurs situés d'un côté du four (non représentés) et d'autre part à une chambre de distribution 3, raccordée à son tour, par les conduits réglables 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, etc. à l'extrémité supérieure d'une série de chambres à empilages à circulation verticale 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, etc. raccordées par leur extrémité inférieure et par les conduits réglables 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, etc. au conduit collecteur 7 allant à la cheminée.
En outre la chambre de distribution 3 est reliée au conduit collecteur 7 par les conduits intermédiaires ou de court-circui-
<Desc/Clms Page number 8>
tage réglables 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, etc. Finalement, la chambre de distribution 3 et le conduit collecteur 7 sont munis de vannes ou registres 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, etc. et 10a, 10b, 10c, 10d, 10, etc. pour chaque chambre à empilages à circulation verticale et chaque conduit intermédiaire de court-circuitage correspondant 5a-8a, 5b-8b, etc.
On voit, de ce qui précède, que par l'ouverture de tous les conduits 4-6-8 et la fermeture de tous les registres 9-10, toutes les chambres à empilages 5 sont mises en-série; que par l'ouverture de tous les conduits 4-6, la fermeture de tous les conduits 8 et l'ouverture de tous les registres 9-10, toutes les chambres à empilages 5 sont mises en parallèle; que, par exemple, par l'ouverture de tous les conduits 4'et 6, la fermeture des conduits 8a, 8c, 8e, l'ouverture des conduits 8b., 8d, etc. l'ouverture des registres 9a, 9c, 9e, la fermeture des registres 9b, 9d, etc., l'ouverture des registres 10a, 10c, 10e et la fermeture des registres 10b, 10d, etc. les groupes de chambres à empilages 5a-b, 5c-d, 5e-f,sont mis en série- parallèle.
On voit également que si l'un et/ou l'autre des empi- lages, par exemple des empilages 5a et 5d, sont devenus défec- tueux et doivent être réparés, il suffit de fermer les registres 4a-6a. et 4d-6d, pour mettre ces empilages hors circuit, et de régler les registres 8, 9,10 correspondants de façon à court- circuiter les empilages en question et-à faire continuer la marche de l'installation sans interruption du travail avec les autres empilages montés et groupés (série, parallèle, ou série- parallèle) de la façon voulue.
Souvent il y aura intérêt à grouper les empilages en deux groupes fondamentaux à savoir: le groupe amont, exposé aux plus haut-; températures etparlant aux détériorations les plus fréquentes, constitué par l'empilage de service 5a, l'empilage de réserve 5b et l'empilage additionnel 5c, d'une part, et le
<Desc/Clms Page number 9>
groupe aval, moins exposé aux détériorations, constitué par,les empilages de service 5d et 5e, ainsi que par un empilage de réserve ou additionnel 5f.
En travail normal, seul l'empilage de service 5a du groupe amont sera utilisé, tandis que les empilages 5b et 5c du groupe amont seront tenus en réserve hors circuit, alors que dans le groupe aval les empilages 5d et 5e seront branchés en série l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'empilage amont 5a, alors que l'empilage 5f sera tenu en réserve hors circuit.
Pour réparer l'empilage 5a. il suffit de le remplacer par l'empilage 5b sans arrêter le travail, et lorsque l'empilage 5b devra être réparé il suffira de le remplacer par l'empilage réparé 5a, élgalement sans arrêter le travail.
Si la température de régime de l'installation est aug- mentée pour une raison quelconque, il suffit d'intercaler les empilages additionnels 5±'et 5f dans le circuit soit en série, soit en parallèle, soit en série-parallèle avec les autres empi- lages appartenant aux groupes respectifs.
Ainsi, par exemple, le groupe amont pourrait compren- dre les empilages 5a, 5b, 5c et 5d, dont deux seulement (5a, 5b ou 5c, 5d) seraient branchés en parallèle sur le circuit, tandis que les deux autres (5c, 5d ou 5a, 5b) seront tenus en réserve, alors que le groupe aval comprendra les empilages 5e, 5f branchés en série l'un par rapport à l'autre et par rapport aux empilages parallèles 5a, 5b ou 5c, 5d, du groupe amont.
Suivant les figures 2 à 9, le régénérateur comprend une chambre de mélange 11 servant de dépoussiéreur, deux chambres interchangeables 12 et 13 à empilages à circulation verticale 12a, 13a pouvant fonctionner soit alternativement, soit en parallè- le, soit en série, et de' plusieurs chambres (dont le nombre est fonction des dimensions des empilages ou ruchages nécessaires suivant la quantité de fumée à évacuer), dans le cas présent de
<Desc/Clms Page number 10>
deux chambres interchangeables 14, 15 à empilages à circulation verticale 14a et 15a.
Les fumées venant des brûleurs du four, descendent par les carnaux I, II, III, IV, V dans le dépoussiéreur 11 d'où elles pénètrent dans la chambre à empilages 12, 12a, par une série d'ouvertures latérales 16. Elles y descendent verticalement à travers l'empilage 12a et pénètrent dans le canal collecteur sous-jacent 17. De là elles passent par les ouvertures latérales 18 dans le canal collecteur 19 qui les conduit longitudinalement; sous le dépoussiéreur 11 jusqu'à la cheminée de connexion 20 située à l'extrémité du régénérateur.
Par cettecheminée 20, les fumées arrivent à la partie supérieure de la chambre permanente à empilage à circulation ver- ticale 14 dans laquelle elles descendent verticalement à travers l'empilage de matériaux réfractaires 14a. Elles arrivent ainsi dans le canal 22 et remontent par la cheminée 23 à la partie su- périeure de la chambre 15 à empilage à circulation verticale 15a, dans laquelle elles descendent verticalement à travers l'empilage 15a jusqu'au canal 25 qui les évacue vers la cheminée.
Si l'empilage 12a de la chambre 12 vient à se dété- riorer, on peut le mettre hors circuit en vue de le réparer et on lui substitue la chambre à empilage à circulation verticale de réserve 13, 13a. Pour cela, il suffit d'ouvrir les portes 24 et 25 ménagées dans la paroi extérieure de la chambre 13 et d'ouvrir les ouvertures 26, 27 ménagées respectivement dans la paroi entre les canaux 28 et 19 et entre les chambres 13 et 11.
Puis on referme les portes 24, 25, on ouvre les portes 29,30 ménagées dans la paroi extérieure de la chambre 12 et on ferme les ouvertures 16 et L8.
Les furies qui suivaient le trajet 11-16-12-17-18-19-20- 14- etc... sont alors détournéespar le trajet 11-27-13-28-26-19- 20-14- etc...
<Desc/Clms Page number 11>
On peut donc indifféremment travailler avec la chambre 12 ou la chambre 13 et réparer sans difficulté celle qui est hors circuit.
La forme d'exécution de l'invention représentée sur les figures 2 à 9 concerne des chambres à empilages 12 et 13 dont la hauteur est limitée (par exemple lorsque, le mazout rem- plaçant le gaz de gazogène comme' combustible, les chambres à em- pilages qui avaient été utilisées pour le chauffage des gaz de gazogène deviennent disponibles et on les utilise comme complé- ment aux chambres pour le chauffage de l'air. Dans certains de ces cas, la hauteur des chambres à empilages en question est relativement faible -et on ne dispose pas, à leur partie supérieure d'une chambre d'expansion suffisante pour servir de canal d'ame- née des fumées.
C'est la raison pour laquelle on introduit celles-ci dans la chambre 12 par une série d'ouvertures laté-' raies 16.
Les figures 10 à 17 représentent un exemple suivant lequel les chambres 12 et 13 sont de hauteur suffisante pour réserver, au-dessus des empilages 12a, 13a, une chambre d'expansion 12b, 13b largement conditionnée.
Dans ce cas, les fumées descendent des brûleurs par I, II, III, IV, V vers le dépoussiéreur 11, comme dans le cas des figures 2 à 9, mais ells passent à la chambre 12 (ou 13), par une seule ouverture 16 (ou 27) placée à l'extrémité de ladite chambre, - et de la même façon elles sortent du'canal 17 par une seule ouverture 18 placée également au bout du canal 17. Le reste du circuit est identique à celui suivant les figures 2 à 9.
L'avantage de cette disposition réside dans le mélange des fumées (ou de l'air), dans les chambres d'expansion 12b,13b, (fig.12) ou dans le canal 17 ou 28, ce qui permet d'homogénéiser les températures des fluides et des empilages et d'obtenir de l'air à la même température dans les différents brûleurs (tandis
<Desc/Clms Page number 12>
que suivant les figures 2 à 9 il existe toujoursune certaine hétérogénéité entre les courants passant par les différentes @ ouvertures 16 et les ouvertures 18 correspondantes) de telle manière que les différents régimes thermiques d'un brûleur quel- conque soient maintenus automatiquement.
La disposition suivant les figures 10 à 17 permet donc de mieux contrôler le régime de chaque brûleur en réglant corréla- tivement l'alimentation en combustible.
Les figures 18 à 25 représentent un régénérateur légè- rement modifié par rapport à celui suivant les figures 10 à 17 par l'adjonction d'un régénérateur à gaz, à empilages à circulation verticale 44, 44a, 45, pour permettre l'utilisation d'un combusti- ble gazeux (gaz de gazogène par exemple), ce régénérateur à gaz combustible, 44, 44a, 45, fonctionnant de la manière habituelle connue.
Le parcours des fumées est identique à celui suivant les figures 10 à 17, mais les portes 29 et 24 vis-à-vis des ouvertures 18 et 26 sont supprimées et l'accès de celles-ci est rendu possible par les portes 37 et 38.
Comme dans les autres formes de réalisation décrites ci-dessus, les chambres 12 et 13 sont interchangeables et en outre la chambre 14 peut être mise hors circuit et réparée en mettant les chambres 12 et 13 en parallèle. Pour mettre la chambre 14 hors circuit, on ferme l'ouverture 20 par la porte 42 et l'ou- verture 39 par la porte 43, et on ouvre l'ouverture 36 par cette même porte 43. Les ouvertures condamnables 40 et -41 (fig.lS) servent à rendre accessibles, le cas échéant, les empilages 14a, 15a des chambres 21 et 23.
D'autres modifications peuvent évidemment être appor- tées au procédé et au dispositif décrits sans sortir du cadre de). 'invention.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a process and a device for recovering or regenerating the heat carried away by the fumes from industrial furnaces and in particular from glass furnaces.
The object of the invention is in particular: to improve the efficiency of heat recovery and thus to increase the temperature in the furnace without increasing the consumption of fuel; - improve the stability of the thermal regime of the furnace; - to increase the duration of stacked regenerators and, consequently, the duration of the oven campaigns; - to allow, in the case of very long campaigns, when part of the stacks is damaged, the repair of the stacks without having to stop the furnace or without disturbing the thermal regime of the latter.
<Desc / Clms Page number 2>
There are known thermal regenerators consisting of chambers more or less filled with stacks of refractory materials, in which the hot fumes and the air to be heated circulate alternately! sell along vertical or horizontal paths, or others, and in this field, multiple methods of fitting the materials constituting the stacks, as well as various modes of gas circulation have been devised. In all cases, these stacks deteriorate more or less rapidly at certain points, and the regime of the gas streams varies correspondingly.
For example, many types of regenerators are known in which the gas streams follow a vertical path in the active part of the stacks.
Whatever their characteristics, all these devices have the drawback of deteriorating in a relatively short time at their upper part, that is to say where the flue gas temperatures are the highest. The weathering products fall into the lower part of the stacks and end up blocking them partially, or even entirely, in certain parts, thus forcing the gases to pass through the parts which have remained in more or less good condition, which modifies the distribution of gases between the various burners.
The thermal regime of the burners is thus modified which gives rise to a change - often significant - in the temperature distribution in the furnace.
In continuous glass furnaces, for example, an effort is made to keep the temperatures constant in the different zones, and even at each point of the apparatus. If we note the temperature curve followed the longitudinal axis of the oven, we generally obtained an ascending curve from the oven to a maximum located in a place generally called "point: ch @ ud", puls la curve bends to the point where the product is discharged from the oven.
<Desc / Clms Page number 3>
If for one or the other reason, this curve comes to undergo certain modifications and; in particular, if the hot spot moves, the manufacturing process can be adversely affected.
Of course, for ovens working at high temperatures, this situation is not absolute and, in practice, one must try to keep the thermal regime at all points within certain reasonable limits. Apart from these, the manufacture is more or less exposed to various drawbacks.
An attempt has been made to mitigate the destruction of the upper part of the vertical stacks by giving the gas circulation stacks a section progressively increasing from the top to the bottom of the stack, which is unfavorable from the point of view of the gas circulation. , since the sections are weakest at places where temperatures, and by con-. sequent gas volumes are the most important. This arrangement is also detrimental to the efficiency, given that the speeds are lowest at the places where the temperatures are the lowest, whereas, it is in these places that it would be advantageous to increase the efficiency of the heat exchange. by high traffic speeds.
These arrangements have yet another drawback: the deterioration of the hottest parts of the stacks causes a progressive reduction in the mass of the latter and, consequently, in their heat accumulation capacity.
After a certain time, the volume of these parts is sometimes reduced in considerable proportions and their effectiveness becomes negligible. From this point on, if the damaged parts cannot be repaired, the mass of the stack therefore remains appreciably reduced.
On the other hand, it is known that vertical stacks must have a great height to be effective. This one
<Desc / Clms Page number 4>
is generally limited by the topography of the factories and in addition, one cannot undo? a certain limit under the comb to see the refractories of the lower part crashing under the combined effect of load and temperature.
Another drawback of known regenerators is that, due to their relatively rapid destruction, their thermal regime varies over time, and their efficiency decreases progressively., The thermal regime of the furnace itself changes in parallel. The campaign must be stopped at some point, when the refractory materials currently used in the furnaces themselves would generally allow them to still be kept in operation and, therefore, more easily to amortize the installation.
In regenerators with horizontal circulation, on the other hand, the drawbacks of vertical stacking are avoided, but the evacuation of the spoilage products is difficult and the hottest part ends up clogging, which has, on the yield, an absolutely disastrous effect.
All the drawbacks mentioned above are avoided by the method and the device forming the subject of the present invention.
The method according to the invention consists, in general terms, in that the fumes, leaving the combustion chamber of the furnace, are conducted into at least one collecting chamber and from the latter, through at least two stacked tubes. prior vertical circulation-Takes placed in series, in parallel or in series- parallel, the stacking chamber or chambers to be repaired are switched off while continuing the thermal recovery by the other or the other stacked chambers, so as to maintain constant the speed of the furnace, and we put back in circuibla or the repaired stacking chambers.
By proceeding in this way, the exchange work
<Desc / Clms Page number 5>
temperature of the vertical circulation stacking chamber (s) to be repaired, disconnected from the circuit, can be provided either by imposing a temporary supplement of work corresponding to the stacking chamber or chambers left in circuit, or by inserting in the circuit one or more vertical circulation stacking chambers, reserve.
In other words, according to the invention, the stacking or ruchage, necessary under the given conditions of use, is split into at least two stacks or ruchages with vertical circulation placed in separate chambers which are placed in series. , in parallel, or in series-parallel, and the work is continued so as to maintain constant the speed of the furnace with the stacking chambers with vertical circulation remained in circuit, without or with substitution of one or more stacking chambers of @ reserve for stacked chambers taken out of circuit for repair. tion.
As for the regenerator device which is the subject of the present invention, it comprises several stacked chambers with vertical circulation which are combined with at least one supply duct, at least one outlet duct, and intermediate ducts, so as to be able to be placed in series in parallel, or in series-parallel, be replaced one by the other and be switched off separately or in groups.
This artificially gives a great total stacking height and makes it possible, thanks to the interchangeability of the vertical circulation stacking chambers, to repair one or the other of these stacks, at will, that is to say, switch off the circuit and immediately repair any element whose thermal efficiency drops, without stopping the oven and without changing the speed of the latter.
This way of increasing the total height of the stacks at the same time avoids the drawbacks, the traditional methods and devices which have been described above.
<Desc / Clms Page number 6>
The arrangements according to the invention summarized above make it possible to mount the stacks in chambers or chimneys with a section increasing from bottom to top, therefore to keep at all points the same gas circulation speed, which makes it possible to obtain, over the entire length of their journey, the speed most favorable to the good performance of the heat exchange.
It is thus possible to obtain very high temperatures and efficiency thanks to a large total stacking height, and the stability of the thermal regime of the furnace over time and in
EMI6.1
space are perfectly assured.
The alteration products of a stacking or ruchage established according to the invention therefore cannot alter the speed or the yield of the following stackings or ruchages.
As the first, on its own, deteriorates appreciably, it suffices to repair it as soon as its output begins to decrease - something that can be done at will - and to substitute for it, during this time, the reserve beehive which presents the same characteristics.
It can also be seen from the foregoing that in the event that - on the occasion of very long campaigns for example - it would be necessary to repair a second beehive in the series, it is possible, according to the invention, to switch it off and use, in parallel, the first and a reserve beehive, then proceed to repair the second with the minimum of disturbance in the thermal regime.
It is thus possible to improve the efficiency of the heat exchange thanks to a) maintaining a high speed of the fumes throughout their recovery path, by means of the progressive variation of the passage sections over the entire length of said path; b) the possibility of creating smoke turbulence
<Desc / Clms Page number 7>
by means of staggered raking in the longitudinal and transverse directions; c) the increase in the surface area and the practically unlimited duration of contact between the fumes and vertical circulation stacks following one another in the horizontal direction.
The appended drawings represent four exemplary embodiments of a thermal regenerator according to the invention, namely:
The fig.l shows schematically a first embodiment.
Figs. 2 to 9 respectively represent horizontal sections along A - B and C - D fig. 4 to 9, longitudinal vertical sections according to K - L, M - N, and 0 - P fig. 7, 8 and 9, and transverse vertical sections according to E - F, G - H, and I - J. fig. 2 to 6, in a second embodiment.
Figures 10 to 17 respectively show sections similar to those according to Figures 2 to 9, in a third embodiment.
Figures 18 to 25 respectively show cross-sections similar to those according to Figures 2 to 9 in a fourth embodiment.
According to fig.l, a mixing chamber 1 is connected on the one hand to the combustion chamber of the furnace, for example to the melting chamber of a glass furnace (not shown) by the flues 2a, 2b , 2c, 2d, 2e, etc. leading to the burners located on one side of the oven (not shown) and on the other hand to a distribution chamber 3, connected in turn, by the adjustable ducts 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, etc. at the upper end of a series of vertical circulation stack chambers 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, etc. connected by their lower end and by adjustable ducts 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, etc. to the collecting duct 7 going to the chimney.
In addition, the distribution chamber 3 is connected to the collector duct 7 by the intermediate or short-circuit conduits.
<Desc / Clms Page number 8>
adjustable stages 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, etc. Finally, the distribution chamber 3 and the collecting duct 7 are provided with valves or registers 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, etc. and 10a, 10b, 10c, 10d, 10, etc. for each vertical circulation stack chamber and each corresponding short-circuit intermediate duct 5a-8a, 5b-8b, etc.
It can be seen from the above that by opening all the conduits 4-6-8 and closing all the registers 9-10, all the stacked chambers 5 are placed in series; that by opening all the conduits 4-6, closing all the conduits 8 and opening all the registers 9-10, all the stacking chambers 5 are placed in parallel; that, for example, by opening all the conduits 4 ′ and 6, the closing of the conduits 8a, 8c, 8e, the opening of the conduits 8b., 8d, etc. opening registers 9a, 9c, 9e, closing registers 9b, 9d, etc., opening registers 10a, 10c, 10e and closing registers 10b, 10d, etc. the groups of stacked chambers 5a-b, 5c-d, 5e-f, are put in series-parallel.
It can also be seen that if one and / or the other of the stacks, for example stacks 5a and 5d, have become defective and need to be repaired, it suffices to close registers 4a-6a. and 4d-6d, to switch off these stacks, and to adjust the corresponding registers 8, 9,10 so as to bypass the stacks in question and to continue the operation of the installation without interrupting work with the other stacks mounted and grouped (series, parallel, or series-parallel) as desired.
Often it will be advantageous to group the stacks into two fundamental groups, namely: the upstream group, exposed to the above; temperatures and speaking of the most frequent deteriorations, consisting of the service stack 5a, the reserve stack 5b and the additional stack 5c, on the one hand, and the
<Desc / Clms Page number 9>
downstream group, less exposed to deterioration, consisting of the service stacks 5d and 5e, as well as a reserve or additional stack 5f.
In normal operation, only the service stack 5a of the upstream group will be used, while the stacks 5b and 5c of the upstream group will be kept in reserve off circuit, while in the downstream group the stacks 5d and 5e will be connected in series l 'with respect to each other and with respect to the upstream stack 5a, while the stack 5f will be held in reserve off circuit.
To repair the stack 5a. it suffices to replace it with the stack 5b without stopping the work, and when the stack 5b has to be repaired, it will suffice to replace it with the repaired stack 5a, also without stopping the work.
If the operating temperature of the installation is increased for any reason, it suffices to insert the additional 5 ± 'and 5f stacks in the circuit either in series, or in parallel, or in series-parallel with the others. stacks belonging to the respective groups.
Thus, for example, the upstream group could include stacks 5a, 5b, 5c and 5d, of which only two (5a, 5b or 5c, 5d) would be connected in parallel on the circuit, while the other two (5c, 5d or 5a, 5b) will be kept in reserve, while the downstream group will include the stacks 5e, 5f connected in series with one another and with respect to the parallel stacks 5a, 5b or 5c, 5d, of the group upstream.
According to Figures 2 to 9, the regenerator comprises a mixing chamber 11 serving as a dust collector, two interchangeable chambers 12 and 13 with vertical circulation stacks 12a, 13a which can operate either alternately, or in parallel, or in series, and of '' several chambers (the number of which depends on the dimensions of the stacks or ruchages required depending on the quantity of smoke to be evacuated), in the present case of
<Desc / Clms Page number 10>
two interchangeable chambers 14, 15 with vertical circulation stacks 14a and 15a.
The fumes coming from the burners of the oven, descend through the ducts I, II, III, IV, V into the dust collector 11 from where they enter the stacking chamber 12, 12a, through a series of side openings 16. There descend vertically through the stack 12a and enter the underlying collecting channel 17. From there they pass through the side openings 18 into the collecting channel 19 which leads them longitudinally; under the dust collector 11 up to the connection chimney 20 located at the end of the regenerator.
By this path 20, the fumes arrive at the upper part of the permanent vertically circulating stack chamber 14 where they descend vertically through the stack of refractory materials 14a. They thus arrive in the channel 22 and go up through the chimney 23 to the upper part of the stacking chamber 15 with vertical circulation 15a, in which they descend vertically through the stack 15a to the channel 25 which evacuates them towards. the fireplace.
If the stack 12a of the chamber 12 deteriorates, it can be switched off for repair and replaced by the reserve vertical circulation stack chamber 13, 13a. For this, it suffices to open the doors 24 and 25 formed in the outer wall of the chamber 13 and to open the openings 26, 27 formed respectively in the wall between the channels 28 and 19 and between the chambers 13 and 11.
Then the doors 24, 25 are closed, the doors 29,30 formed in the outer wall of the chamber 12 are opened and the openings 16 and L8 are closed.
The furies which followed the route 11-16-12-17-18-19-20- 14- etc ... are then diverted by the route 11-27-13-28-26-19- 20-14- etc .. .
<Desc / Clms Page number 11>
It is therefore possible to work with chamber 12 or chamber 13 without difficulty and without difficulty repairing the one which is off.
The embodiment of the invention shown in Figures 2 to 9 relates to stack chambers 12 and 13 the height of which is limited (for example when, with fuel oil replacing gasifier gas as fuel, the stack chambers Stacks which had been used for gasifier gas heating become available and are used as a complement to air heating chambers. In some of these cases the height of the stack chambers in question is relatively low - and there is not a sufficient expansion chamber in their upper part to serve as a flue gas channel.
This is the reason why these are introduced into the chamber 12 through a series of side openings 16.
FIGS. 10 to 17 represent an example according to which the chambers 12 and 13 are of sufficient height to reserve, above the stacks 12a, 13a, an expansion chamber 12b, 13b largely conditioned.
In this case, the fumes descend from the burners through I, II, III, IV, V towards the dust collector 11, as in the case of figures 2 to 9, but they pass to the chamber 12 (or 13), through a single opening 16 (or 27) placed at the end of said chamber, - and in the same way they leave du'canal 17 by a single opening 18 also placed at the end of channel 17. The rest of the circuit is identical to that according to the figures 2 to 9.
The advantage of this arrangement lies in the mixing of the fumes (or of the air), in the expansion chambers 12b, 13b, (fig. 12) or in the channel 17 or 28, which makes it possible to homogenize the temperatures of the fluids and the stacks and to obtain the air at the same temperature in the different burners (while
<Desc / Clms Page number 12>
that according to Figures 2 to 9 there is always a certain heterogeneity between the currents passing through the different openings 16 and the corresponding openings 18) so that the different thermal regimes of any burner are maintained automatically.
The arrangement according to Figures 10 to 17 therefore makes it possible to better control the speed of each burner by correlating the fuel supply.
Figures 18 to 25 show a regenerator slightly modified from that according to Figures 10 to 17 by the addition of a gas regenerator, with vertical circulation stacks 44, 44a, 45, to allow the use of a gaseous fuel (gasifier gas for example), this fuel gas regenerator, 44, 44a, 45, operating in the usual known manner.
The smoke path is identical to that according to figures 10 to 17, but the doors 29 and 24 opposite the openings 18 and 26 are omitted and access to these is made possible by the doors 37 and 38 .
As in the other embodiments described above, the chambers 12 and 13 are interchangeable and further the chamber 14 can be switched off and repaired by putting the chambers 12 and 13 in parallel. To switch off the chamber 14, the opening 20 is closed by the door 42 and the opening 39 by the door 43, and the opening 36 is opened by this same door 43. The lockable openings 40 and -41 (fig.lS) are used to make accessible, if necessary, the stacks 14a, 15a of the chambers 21 and 23.
Other modifications can obviously be made to the method and to the device described without departing from the scope of). 'invention.