Four à parois de chauffage. L'invention a pour objet un four à parois de chauffage, par exemple un four à coke.
Le dessin annexé en représente une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple, et cons tituant un four à coke horizontal.
ri ig. 1 est une vue de face de trois des cornues qui, juxtaposées en plus ou moins grand nombre, constituent le four, la cornue médiane ayant été seule figurée avec sa porte antérieure, cette dernière ayant d'ailleurs subi un arrachement partiel; Fig. 2 est, à plus grande échelle, une coupe transversale verticale de ladite cornue médiane, les deux cornues contiguës ayant été, comme dans la fig. 1, dessinées en vue de face; Fig. 3 est une coupe verticale partielle, par un plan longitudinal passant par 3-3 de la fig. 2;
Fig. 4 est une coupe semblable à la précé dente, mais selon 4-4 de fig. 2, et Fig. 5, une coupe selon 5-5 de fig. 2 égalemen'f; Fig. 6 est la vue en plan de l'un des types des blocs qui constituent les parois desdites cornues; Fig. 7 est la vue en élévation du même bloc; Fig. 8 est la vue en plan d'un autre type de blocs, et Fig. 9 en est la vue en élévation.
Dans la fig. 2, 25, 26 e'±' 27 sont trois cornues contiguës quelconques du four. Cha cune de ces cornues comporte deux parois la térales, comme, par exemple, 38 et 39 dans la cornue 26; entre deux cornues contiguës se trouve une cloison intermédiaire 40 et deux espaces vides 41, espaces assez grands pour que chaque cornue puisse se dilater librement jusqu'à une température un peu inférieure à la température normale de service, mais assez petits pour qu'à cette dite température, toutes les parois viennent fortement en contact' les unes avec les autres;
à ce moment, les pous sées qu'exerce le coke .dans les cornues de part et d'autre d'un groupe de parois 39, 40 et 38, s'équilibrent sensiblement, et les matériaux qui constituent lesdites parois ne sont plus soumis qu'à des efforts de compression.
Les parois 38 et 39 d'une cornue compor tent des canaux intérieurs 54, dont la forme sera décrite plus loin, et qui sont parcourus par des gaz chauds; ce genre de parois sera désigné dans la suite par "parois de chauf fage".
Elles sont constituées par un assemblage de blocs parmi lesquels sont ceux que repré sentent les fig. 6 et 7 et les fig. 8 et 9, blocs dont la longueur est égale à l'épaisseur des- dites parois, et dont certaines faces compor tent des entailles qui, après assemblage for ment justement les canaux 54; il est évident que la section de ces derniers dépend de la profondeur des entailles; cette profondeur est telle que la section desdits canaux 54 diminue graduellement entre l'entrée des gaz chauds et leur sortie.
Dans une couche horizontale de blocs, ceux que représente la fig. 6 sont placés entre deux de ceux que représente la fig. 8; la forme en plans inclinés des extrémités des blocs donne à cet assemblage une très grande rigidité. En outre, tout glissement entre deux couches ho rizontales consécutives est impossible, grâce à des saillies 64 et à des rainures 63 ména gées sur chaque bloc. Dans deux couches con sécutives on a. d'ailleurs soin de faire alterner les joints, afin d'obtenir des canaux sinueux en forme de chicanes.
Des parois construites comme il vient d'être dit, au moyen de blocs tels que décrits, sont particulièrement résistantes au point de vue mécanique; en outre, chaque bloc for mant, par l'une de ses faces, une partie des faces intérieures de la cornue, la transmission de la chaleur s'effectue dans de bonnes con ditions et le rendement thermique est excel lent.
42 est le dôme de la cornue 26, 91 un faux plancher, de préférence en briques silicieuses faciles à remplacer, destiné à protéger la sole de la cornue proprement dite. 49 sont des brûleurs, faits en un produit réfractaire quel conque, logés dans des canaux 45 s'étendant du sommet des parois de chauffage à la couche désignée par 53, canaux que l'on obtient par la combinaison de briques longues 43 et de briques courtes 44.
Ces brûleurs 49 sont ter minés, à. leur partie inférieure, par des tuyères tronconiques 47, emboîtées dans des man- chons 52, également tronconiques, qui fer ment, vers le haut, les chambres de combustion des parois de chauffage; ces manchons 52, comme les tuyères 47, peuvent être très aisé ment remplacés. 91a sont des blocs triangu laires qu'il est facile de sortir par les canaux 45 après avoir enlevé les manchons 52, et des tinés à protéger les premiers blocs rencontrés par les gaz chauds.
50 et 51 sont des tubulures qui amènent aux brûleurs 49 un mélange sous pression d'air et de gaz, mélange provenant de con duites 32 et 33.
55 et 60 sont des canaux conduisant au collecteur 61 les produits de la combustion de ce mélange, collecteur d'où l'on peut les diri ger, par exemple, dans des récupérateurs de chaleur.
Enfin 88 est la porte de la cornue 26, porte qui est mo@ritée sur des gonds doubles 86-87, disposés de façon à ce qu'elle pénètre en ligne droite dans un logement biseauté de la paroi antérieure de la cornue; lesdits gonds sont soulagés par un galet 89 qui peut rouler sur la plate-forme du four, et qui est ré glable, dans le sens vertical, dans un bossage 90 prévu à cet effet sur la porte.
Le fonctionnement d'une cornue est le suivant: Un gaz combustible et de l'air arrivent sous pression par les tuyaux 48 dans la partie supérieure des brûleurs 49; ils s'y mélangent, puis traversent les tuyères 47 à la sortie des quelles ils s'enflamment; la vitesse du mé lange à l'intérieur des tuyères 47 est choisie suffisamment grande pour que la combustion ne puisse pas se propager à l'intérieur des brûleurs; cette combustion s'effectue d'ail leurs sans flammes éclairantes, si la pression et la proportion d'air et de gaz sont corredte- ment choisies.
D'après la description qui a été faite de la forme des canaux 45 et 54, on voit que la vi tesse des gaz chauds produits par la combus tion est relativement faible dans les canaux 45, parce que la section en est relativement grande, mais qu'elle augmente au fur et à mesure que cesdits gaz s'éloignent des tuyères, grâce au fait que la section des pas sages ménagés entre les blocs devient de plus en plus petite; or la quantité de chaleur cédée par un fluide à une paroi est d'autant plus grande que la vitesse du fluide est plus éle vée;
on comprend donc que le refroidissement progressif des gaz de chauffage, au fur et à mesure qu'ils s'éloignent des tuyères, se trouve corrigé par l'augmentation progressive de leur vitesse, augmentation que l'on a obtenue sim plement en combinant entre eux des blocs à entailles de moins en moins profondes.
Il y a lieu de remarquer en outre, qu'en disposant les blocs en quinconce, comme le montre la fig. 3, on oblige les gaz chauds à suivre un trajet sinueux, ce qui en assure un brassage énergique et augmente avanta geusement la durée de leur passage au tra vers de la paroi de chauffage et, par consé quent, l'utilisation de la chaleur qu'ils ren ferment.
Dans les canaux 45 qui sont droits, la durée du trajet est au contraire relativement réduite, et l'action des gaz chauds relative ment faible; semblable conclusion a d'ail leurs déjà été tirée plus haut lorsqu'il a été question de la vitesse des gaz dans ces mêmes canaux.
On remarquera que la partie des parois de chauffage située au-dessus des tuyères 47 n'est pas parcourue par des gaz chauds; le dôme des cornues n'est donc pas chauffé de l'extérieur; la température en est cependant la même que dans les autres zones, si toutes les proportions sont bien choisies, grâce à l'ap port de chaleur des gaz chauds de la distilla tion qui s'y accumulent.
On peut choisir d'ailleurs la hauteur de cette zone supérieure non chauffée, telle, que la température du dôme soit relativement basse, afin que les gaz de distillation puissent en être évacués à une température n'ayant aucune action destruc- 'five sur les matériaux qui composent les ca naux. Dans ce cas, on a soin de ne pas char ger la cornue sur toute sa hauteur, mais seulement sur celle qui se trouve chauffée à la température voulue, c'est-à-dire environ jus qu'à la hauteur désignée par 53.
En procé- dant de cette façon, on a encore l'avantage de soustraire la zone supérieure des parois au chauffage, zone qui au point de vue méca nique est moins résistante que les zones infé rieures aux poussées dûes à l'augmentation de volume du coke pendant l'opération.
Après avoir parcouru les canaux 54, les gaz sont conduits aux installations qui assu rent le tirage et éventuellement la récupéra tion de chaleur, par les canaux 55, 60 et 61, comme il a déjà été dit.
Quant aux gaz produits par la distillation du charbon à l'intérieur des cornues, ils se rassemblent dans le dôme, puis s'écoulent par des canaux 78 dans des collecteurs 74 et 75 d'où on les dirige sur les installations voulues pour leur épuration et leur utilisation.
On remarquera que les canaux 78 ne sont pas situés dans le même axe que les collec teurs 74 et 75; ils sont au contraire déviés en 79, ceci afin de soustraire les collecteurs au chauffage par radiation du contenu de la cornue, et afin que les gaz de distillation sor tent du four à une température aussi basse que possible.
On remarquera que les canaux 78 qui partent de la gauche du dôme ne sont pas en face de ceux qui partent de la droite, ceci afin que le départ des gaz de distillation s'effectue d'une façon bien uniforme sur toute la longueur du dôme. Le plafond de ce der nier est d'ailleurs percé, outre des prises de gaz 78, de trous fermés par des couvercles pour le changement du charbon à traiter dans les cornues, trous que, pour simplifier, l'on a pas figurés sur le dessin.
Dans la description qui précède, les gaz de chauffage ont été supposés circuler de haut en bas; mais, sans nuire au caractère de l'in vention, on pourrait, si les nécessités du chauffage uniforme de la cornue l'exigeaient, imaginer la construction du four de façon à ce qu'ils circulent dans une autre direction.