FR2481431A1 - Four de chauffage de produits - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES FOURS DE TRAITEMENT THERMIQUE DE PRODUITS. LE FOUR DE CHAUFFAGE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPORTANT UNE CHAMBRE DE CHAUFFAGE 1 DELIMITEE PAR DES PAROIS 2, 3, UNE VOUTE 4 ET UNE SOLE 5, UN RECIPIENT D'EVAPORATION 6 REMPLI D'UN AGENT DE TRAVAIL 7 ET UN RECHAUFFEUR 8 DUDIT AGENT DE TRAVAIL ET EST CARACTERISE EN CE QUE LADITE CHAMBRE DE CHAUFFAGE POSSEDE AU MOINS UN TUBE REFROIDI 9 D'EVACUATION DE GAZ DISPOSE DANS LA VOUTE 4, COMMUNIQUE AVEC LE RECIPIENT D'EVAPORATION 6 ET COMPORTE UN DISPOSITIF 15 DE RETOUR DE CONDENSAT DE LADITE CHAMBRE DE CHAUFFAGE DANS LEDIT RECIPIENT D'EVAPORATION. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE NOTAMMENT DANS L'INDUSTRIE SIDERURGIQUE ET DANS LA METALLURGIQUE DES METAUX NON FERREUX AINSI QUE DANS LES CONSTRUCTIONS MECANIQUES POUR EXECUTER LE RECUIT, LE TRAITEMENT DE PATENTAGE ET D'AUTRES GENRES DE TRAITEMENT THERMIQUE.
Description
La présente invention se rapporte aux traitements thermiques et a notamment pour objet un four de chauffage de produits.
L'invention peut être utilisée avec le plus d'efficacité dans 1'industrie sidérurgique et dans la métallurgie des métaux non ferreux ainsi que dans les constructions mécaniques pour exécuter le recuits le traitement de patentage et d'autres genresde traitement thermique de produits tels que : fils, bandes, lingots, bandes et profilés laminés.De plus, l'invention pent-être adaptée pour réaliser d'autres modes de traitement consistant à chauffer des produits, en particulier pour chauffer des produits avant leur transformation plastique
En outre, on peut utiliser l'invention en cas de mise en oeuvre de chaines de traitement complexe de produits, par exemple de traitement thermique et de transformation plastique ou bien de traitement thermique et de revêtement.
En outre, on peut utiliser l'invention en cas de mise en oeuvre de chaines de traitement complexe de produits, par exemple de traitement thermique et de transformation plastique ou bien de traitement thermique et de revêtement.
L'un des problèmes principaux qui se posent lors de la mise au point de nouveaux fours et du perfectionnement des fours déjà existants de chauffage de produits consiste à élever le rendement des fours en question sans augmenter sensiblement leur capacité spécifique d'absorption d'énergie.En outre, en exécutant le chauffage des produits on cherche à réduire à un minimum l'attaque oxidante de l'oxygène atmosphérique, sur le matériau des produits dans les conditions des températures élevées Malgré la mise au point de différentes constructions de fours réalisant divers modes de chauffage de produits, le problème mentionné nla pas encore trouvé une solution satisfaisante et reste à présent assez important Le grand nombre de brevets d'invention concernant les constructions des fours de chauffage deproduits et délivrés ces derniers temps dans divers pays en témoigne indirectement.
Dans la plupart des pays, en exécutant le traitement thermique de produits en métal, on utilise largement,
Jusqu'à présent, des fours à gaz dans lesquels le chauffage est assuré par contact immédiat des produits à traiter avec les produits gazeux de combustion de divers combustibles (voir par exemple, le brevet d'invention de la Grande Bretagne N 1487385).
Jusqu'à présent, des fours à gaz dans lesquels le chauffage est assuré par contact immédiat des produits à traiter avec les produits gazeux de combustion de divers combustibles (voir par exemple, le brevet d'invention de la Grande Bretagne N 1487385).
Le four du type mentionné comporte une chambre de chauffage possédant des conduits de gaz. Sur les parois de la chambre de chauffage sont disposés des chalumeaux.
Il est bien évident qutafin d'assurer le fonctionnement stable du four à gaz en question il est nécessaire d'effectuer une amenée intense d'un oxydant (oxygène ou air) dans ladite chambre de chauffage. Ceci aboutit au fait que le chauffage des produits en métal dans ledit four s'accompagne inévitablement d'une oxydation intense des surfaces de ceux-ci, ce qui nécessite impérativement des opérations couteuses et pénibles visant à libérer la surface des produits des couches d'oxyde et de calamine.
On connaît également des fours à moufle utilisés pour le chauffage de produits par radiation dans un milieu de gaz inerte (voir, par exemple, le brevet d'invention du Japon N 52-30929). Le chauffage par radiation des produits dans le milieu de gaz inerte permet de réduire sensiblement l'intensité d'oxydation et la formation d'une surface calaminée. Cependant, le fait de chauffer les produits uniquement par radiation, sans échange convectif de chaleur, limite considérablement la vitesse de chauffage et, donc, le rendement du four en question.
Une vitesse plus élevée de chauffage caractérise les fours de chauffage de produits par contact électriques (voir, par exemple, le brevet d'invention des Etats Unis d'Amérique N 4081296). Le four du type mentionné comporte une chambre de chauffage reliée à une source d'alimentation en gaz inerte et des contacts électriques disposés à l'entrée et à la sortie de ladite chambre de chauffage et destinés à assurer l'alimentation en courant électrique des produits à chauffer. Le four en question peut-être utilisé avec succès pour chauffer des produits de grande longueur en mouvement continu (fil, bande), c'est-à dire qu'il peut être utilisé en tant que four à passage.
Cependant, la gamme de produits à traiter dans le four en question est considérablement limitée par les dimensions de leur section transversale. En particulier, en cas de chauffage d'un fil dent le diamètre est égal à 1,5 mm et plus, le système d'alimentation en courant électrique devient plus compliqué et la consommation spécifique d'énergi est plus élov6e. De plus, le four mentionné ne permejt pas d'assurer le chauffage régulier des produits suivant tout leur volune. En général, l'échauffement le plus intense des produits s'effectue dans les zones d'amenée du courant, les autres parties étant noins chauffées.
Ce fait est indésirable en cas de réalisation de divers modes de traitement thermique de métaux ferreux et non ferreux, car l'irrégularité du chauffage entraîne l'apparition de contraintes internes considérables et, en fin de compte, affecte la qualité des produits0
On connait également une tentative de construire un four assurant le chauffage régulier des produits et permettant d'élargir la gamme de produits à traiter (voir le brevet d'invention de l'URSS N 428015). Le four de chauffage de produits mentionné comporte une chambre de chauffage délimitée par ses parois, voûte et sole.
On connait également une tentative de construire un four assurant le chauffage régulier des produits et permettant d'élargir la gamme de produits à traiter (voir le brevet d'invention de l'URSS N 428015). Le four de chauffage de produits mentionné comporte une chambre de chauffage délimitée par ses parois, voûte et sole.
un récipient d'évaporation rempli d'agent de travail et un réchauffeur de l'agent de travail. La chambre de chauffage est un moufle enrobé d'une enceinte étanche
L'espace libre entre le moufle et l'enciente est rempli d'agent de travail en formant, ainsi, ledit récipient d'évaporation. Le creux du récipient d'évaporation et le creux de la chambre de chauffage sont séparés entre eux par les parois, la votte et la sole de ladite chambre de chauffage. L'enceinte étant chauffée à l'aide de chalumeaux à gaz, l'agent de travail s'évapore.
L'espace libre entre le moufle et l'enciente est rempli d'agent de travail en formant, ainsi, ledit récipient d'évaporation. Le creux du récipient d'évaporation et le creux de la chambre de chauffage sont séparés entre eux par les parois, la votte et la sole de ladite chambre de chauffage. L'enceinte étant chauffée à l'aide de chalumeaux à gaz, l'agent de travail s'évapore.
La vapeur saturée se condense sur les parois et la voûte tout en leur transmettant sa chaleur. Le condensat coule vers le bas et, la chaleur étant amenée, s'évapore de nouveau, par suite de quoi les parois, la voûte et la sole de la chambre de chauffage (du moufle) s'échauffent Jusqu'd une même température et émettent de la chaleur avec une même intensité. Etant donné que la transmission de la chaleur par rayonnement depuis le moufle vers les produits est uniforme, ces derniers s'échauffent euxmêmes d'une manière régulière suivant tout le volume.
Il est bien évident que les possibilités technologiques dudit four de chauffage de produits ne sont pas limitées par les dimensions et par la forme des produits.
Cependant, outre les avantages mentionnés, lefour de chauffage de produits en question se caractérise lui aussi par un certain nombre d'inconvénients. En particulier, il convient de souligner la faible vitesse de chauffage des produits, due à ce que la transmission de chaleur depuis le moufle vers les-produits ne se fait que par radiation. L'intensification de l'échange de chaleur ne peut Store assurée que par une augmentation considérable de la capacité spécifique d'absorption d'énergie du réchauffeur (de la puissance du réchauffeur) et par une élévation de la température du moufle, ce qui staccompagne d'une diminution-de la tenue en service de ce dernier. Un autre problème qui se pose lors de l'utilisation du four de chauffage mentionné consiste en ce quten vue de protéger les produits à chauffer contre l'oxydation il est nécessaire d'amener dans le moufle un gaz inerte, ce qui rend plus coûteux le procédé technologique, une attaque chimique et un lavage ultérieurs des produits traités n'étant pas exclus dans la plupart des cas. De puls, le rendement énergétique fu four de chauffage en question est sensiblement inférieur à celui des fours de chauffage par contact électrique.
L'invention vise à créer un four de chauffage de produits dont la cnstruction permettrait d'intensifier
L'échange de chaleur en changeant le caractère de ce dernier, et d'élever de cette manière la vitesse de chauffage des produits sans augmenter la consommation spécifique d'énergie et, en même temps, de rendre impossible l'oxydation des produits au cours de leur chauffage.
L'échange de chaleur en changeant le caractère de ce dernier, et d'élever de cette manière la vitesse de chauffage des produits sans augmenter la consommation spécifique d'énergie et, en même temps, de rendre impossible l'oxydation des produits au cours de leur chauffage.
Ce problème est résolu du fait que dans le four de chauffage de produits du type comportant-une chambre de chauffage délimitée par ses parois 9 volte et sole, un récipient d'évaporation r remplir d'agent de travail et un réchauffeur dudit agent, selon l'invention ladite chambre de chauffage possède au moins un tube refroidi d'évacuation de gaz disposé dans la voûte, communique avec le récipient d'évaporation et comporte un dispositi de retour du condensat de la chambre de chauffage mentionnée audit récipient d'évaporation.
La communication de la chambre de chauffage avec .
le récipient d'évaporation et la présence dans la chambre en question d'un tube d'évacuation de gaz reliant ladite chambre à l'atmosphère permettent de chauffer les produits par transfert de chaleur avec condensation des vapeurs d'agent de travail directement sur la surface des produits@; Le chauffage des produits par condensation assure une ZAugmentation considérable (de 20 à 30 fois) de la vitesse de chauffage par rapport à la valeur de celle-ci en cas de chauffage par rayonnement, la consommation spécifique d'énergie restant la même. Ce fait permet d'élever sensiblement le rendement de l'opération de traitement thermique De plus 9 l'augmen- tation de la vitesse de chauffage de produits en métaux ferreux assure une diminution considérable du temps de chauffage, en permettant ainsi de réduire à un minimum ou bien d'exclure complètement l'éventualité d'un processus indésirable de décarburation superficielle des produits.
Il convient également de noter que les vapeurs d'agent de travail dont la densité est supérieure à celle de l'air ambiant chassent ce dernier hors de la chambre de chauffage par l'intermédiaire du tube d'évacuation de gaz, en rendant donc impossible l'oxydation des produits au cours du chauffage, ce qui permet d'éviter des opérations ultérieures coûteuses de décapage et de traitement chimique des produits. Le refroidissement du tube d'évacuation de gaz permet d'éviter le dégagement du surplus de vapeurs d'agent de travail dans l'atmosphère par suite de leur condensation, et d'éviter ainsi la pollution atmosphérique.
La présence dans la chambre de chauffage du dispositif de retour du condensat de ladite chambre au récipient d'évaporation assure l'évacuation continue du condensat formé à partir de la zone de chauffage et permet donc de prévenir l'accumulation du condensat dans la chambre de chauffage en question, l'élévation du niveau du condensat jusqutà celui des produits et en fin de compte, l'arrêt de l'opération de chauffage par condensation.
En outre, le dispositif de retour du condensat assure la circulation de l'agent de travail dans le système "récipient d'évaporation - chambre de chauffage", ce qui permet de diminuer aux maximum la quantité d'agent de travail nécessaire au fonctionnement du four de chauffage ainsi que le volume du récipient d'évaporation.
Il est rationnel que le tube d'évacuation de gaz communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une pompe à vide, ce qui donne la possibilité de régler la pression dans le récipient d'évaporation et, donc, la température dans la chambre de chauffage.
Le dispositif de retour du condensat de la chambre de chauffage au récipient d'évaporation peut être réalisé de différentes manières.
Le cas le plus simple consiste à disposer le récipient d'évaporation au-dessous de la chambre de chauffage, la sole de ladite chambre étant inclinée vers le récipient d'évaporation.
Dans le cas d'une chambre de chauffage de largeur relativement grande, il est désirable de pratiquer dans la sole dans le sens d'inclinaison de celle-ci, un caniveau assurant l'accumulation du condensat, la sole étant également inclinée, de manière transversale, vers le caniveau en question.
Ceci permet d'accélérer le retour du condensat danale récipient d'évaporation, en assurant ainsi une diminution encore plus sensible de la quantité d'agent de travail nécessaire ainsi que du volume du récipient d'évaporation.
Il est raisonnable que le dispositif de retour du condensat comporte en outr des cloisons transversales disposées suivant toute la longueur de la sole inolinée.
Un tel mode de réalisation assure l'éconlement libre du condensat dans le récipient d'évaporation, ce qui est dû au fait que lesdites cloisons pomettent de séparer le courant dje condensat, s'écoulant sur la sole inclinée d'aves le contre-courant de vapeur. En outre, les cloisons en question rendent impossible le détachement et l'entrainement, par le contre-courant de vapeur, de gonttelettes à partir de la surface du courant de condensat : la présence desdites goutellettes aux la surface des produits à chauffer peut aboutir à une augmentation de l'épaisseur du film de condensat sur lesdits produits et entrainer ainsi un ralentissement du processus de transmission de la chaleur des vapeurs condensées aux produits. Il est également à noter que les cloisons mentionnées assurent la turbulence du courant de vapeur en intensifiant ainsi le procesus de chauffage des produits.
Suivant un autre mode de réalisation du dispositif de retour du condensat, au lieu des cloisons mentionées on peut installejr au dessus de la sole une plaque perforée parallèle à celle-ci.
Il est rationnEl que le dispositif de retour du condensat de la chambre de chauffage au récipient d'évaporation comporte une tubulure d'évacuation dont l'extrémité supérieure est disposée dans la partie inférieurede la sole inclinée tandis que son extrémité inférieure se trouve au-dessous du niveau de l'agent de travail dans le récipient d'évaporation.
La tubulure d'évacuation mentionnée assure l'amenée du condensat au-dessous du niveau de l'agent de travail se trouvant à I1 état de liquide en ébullition en rendant ainsi impossible l'entrainement du condensat par le contre-courant de vapeur lors de l'écoulement dudit cnndensat de la sole inclinée vers le récipient d' évaporation.
Il est désirable de réaliser le four de chauffage de produits, objet de l'invention, de manière que ledit four comporte une chambre d'élimination du film de condensat de la surface des produits, ladite chambre étant adjacente à la chambre de shauifage, ainsi qutune pompe à vide supplémentaire reliée par l'intermédiaire d'un condenseur à ladite chambre d'élimination du film de condensat.
La version mentionnée du four de chauffage permet de créer dans ladite chambre d'élimination du film de condensat une pression plus basse que celle dans la chambre de chauffage. Ceci rend possible, le chauffage des produits étant terminé et ces derniers étant déplacés dans la chambre d'élimination du film de condensat, d'assurer, en baissant la pression dans celle-ci,l'entrée en ébullition du film de condensat sur la surface des produits et par conséquent son élimination de ladite surface.
La présence du condenseur assure, au cours du traitement par le vide des produits dans la chambre d'élimination du film de condensat la condensation des vapeurs aspirées par la pompe à vide, en prévenant ainsi le dégagement desdites vapeurs dans l'atmosphère.
Il est raisonnable de relier le condenseur mentionné au récipient d'évaporation par l'intermédiaire d'un verrouillage hydraulique, ce qui assure9 malgré la différence de pressions dans la chambre de chauffage et dans le condenseur, le retour libre du condensat depuis celui-ci vers le récipient d'évaporation De plus9 ledit verrouillage hydraulique rend impossible la pénétration des vapeurs à partir de la chambre de chauffage dans le condenseur, en permettant donc d'évacuer efficacement les vapeurs hors de la chambre d'élimination du film de condensat0
En cas d'utilisation du four de chauffage, objet de l'invention, an tant que four passage, il il est ration- nel de séparer ladite chambre d'élimination du film de condensat zone la chambre de chauffage par une cloison, en pratiquant dans la première desdites chambres des orifices servant au transport continu des produits de grande longueur, l'orifioe d'entrée étant pratiqué dans ladite cloison. Ceci rend possible d'exécuter un chauffage ininterrompu des produits de grande longueur et d'assurer une élimination efficace du film de condensat de la surface desdits produits.
En cas d'utilisation du four de chauffage, objet de l'invention, an tant que four passage, il il est ration- nel de séparer ladite chambre d'élimination du film de condensat zone la chambre de chauffage par une cloison, en pratiquant dans la première desdites chambres des orifices servant au transport continu des produits de grande longueur, l'orifioe d'entrée étant pratiqué dans ladite cloison. Ceci rend possible d'exécuter un chauffage ininterrompu des produits de grande longueur et d'assurer une élimination efficace du film de condensat de la surface desdits produits.
De plus, il est raisonnalbe, dans le cas considéré, de mettre en communication la chambre de chauffage avec l'atmosphère par l'ikntermédiaire de tubes refroidis d'évacuation de gaz disposés dans la volte dans les zones d'entrée et de sortie des produits de grande longueur
Cela permet d'empêcher la pénétration dans la chambre de chauffage des gaz incondensables qui nuisent aux conditions de condensation des vapeurs de l'agent de travail sur la surface des produits à chauffer et ralentissent le processus de chauffage.
Cela permet d'empêcher la pénétration dans la chambre de chauffage des gaz incondensables qui nuisent aux conditions de condensation des vapeurs de l'agent de travail sur la surface des produits à chauffer et ralentissent le processus de chauffage.
En cas d'utilisation du four de chauffage, objet de l'invention, en tant que four à fonctionnement discontinu, il est désirable que ladite chambre d'élimination du film de condensat soit réalisée sous forme d'un compartiment formant sas, séparé de la chambre de chauffage au moyen d'un registre.
La construction mentionnée du four de chauffage donne la possibiLité d'exécuter le chauffage des produits en position ouverte du registre, et d'effectueur l'elimination du film de condensat de la surface des produits sans déplacer ceux-ci, en position fermée dudit registre.
En cas de réalisation du four de chauffage, objet de l'invention, selon n'importe quelle version mentionnée, il est désirable que le fond du récipient d'évaporation soit incliné et que dans la voûte de la chambre de chauffage, au-dessus de la partie inférieure dudit fond, soit pratiqué un orifice obturé d'une manière étanche à l'aide d'un couvercle. Ceci permet d'évacuer de temps en temps la boue accumulée dans le récipient d'évaporation.
L'invention serimieux comprise et d'autres buts, détails et avantage de celle apparaîtront mieux à la lumière de la description -explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente le schéma de principe du four de chauffage de produits selon l'inventioon (les flèches montrent le sens d'amenée de l'agent frigorifique vers le tube d'évacuation de gaz et le sens d'évacuation dudit agent depuis celui-ci);;
- la figure 2 représente un mode de réalisation du four de chauffage caractérisé par une pompe à vide et par une sole inclinée
- la figure 3 représente un mode de réalisation du four de chauffage caractérisé par un caniveau d'accumulation du condensat, en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2
- la figure 4 représente un mode de réalisation du four de chauffage caractérisé par des cloisons transver sales disposées suivant toute la longueur de la sole, tandis que dans la partie inférieure de celle-ci se trouve une tubulure d'évacuation ;
- la figure 5 est une représentation analogue à celle de la figure 4, en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, concernant le cas où, la largeur du four de chauffage étant relativement grande, ledit four possède un caniveau d'uccumulation du condensat ;;
- la figure 6 est une rperésenation unalogue à celle de la figure 5 concernant le cas de réalisation d'un four de chauffage relativement étroit (ce dernier ne possède jpas un caniveau spécial d'accumulation du condensat) ;
- la figure 7 est une représentation analogue à celle de la figure 4, vue suivant la flèche A, dans laquelle les cloisens sont une forme en V ;
- la figure 8 roprésentje un mode de réalisation fu four de chauffage, objet de l'invention, dans loquel au dessus de la sole est disposée, d'une manière parallèle à celle-ci une plaque perforée ;;
- la figure 9 représente un mode de réalisation du four de chauffage, objet de l'invention, possédant une chambre d'élimination du film de condensat de la surfac des produits et une pompe à vide supplémentaire reliée à ladite chambre par l'intermédiaire d'un condenseur, dans le cas d'un four à passage (la flèche montre le sens de déplacement des produits de grande longueur) ;
- la figure 10 est une représentation analogue à celle de la figure 8, dans le cas où le condenseur est relié au récipient d'évaporation par l'intermédiaire d'un verrouillage hydraulique;;
- la figure 11 est une représentation analogue à celle de la figure 8, dans le cas où la chambre de chauffage est mise en communication avec l'atmosphère par le moyen de deux tubes refroidis d'évacuation de gaz disposés dans la voûte dans les zones d'entrée et de sortie des produits de grande longueur
- la figure 12 est une représentation analogue à celle de la figure 8, dans le cas d'un four à fonctionnement discontinu dans lequel la chambre d'élimination du film de condensat est réalisée sous forme d'un compartiment formant sas séparé de la chambre de chaufffage au moyen d'un registre (les flèches montrent le déplacement du registre lors de son ouverture et de sa fermeture
- la figure 13 rç rdsente un mode de réalisation du four de chauffage, objet de l'invention dans lequel le fond du récipient d'évaporation est incliné tandis que dans la voûte de la chambre de chauffage, au dessus de la partie inférieure dudit fond, est pratiqué un orifice fermé d'une manière étanche à l'aide d'un couvercle;
Le four de chauffage de produits comporte une chambre de chauffage 1 (voir la figure 1 des dessins cijoints) délimitée par ses parois 2 et 3, sa voûte 4 et sa sole 5 ainsi qu'un récipient d'évaporation 6 rempli d'agent de travail 7.
- la figure 1 représente le schéma de principe du four de chauffage de produits selon l'inventioon (les flèches montrent le sens d'amenée de l'agent frigorifique vers le tube d'évacuation de gaz et le sens d'évacuation dudit agent depuis celui-ci);;
- la figure 2 représente un mode de réalisation du four de chauffage caractérisé par une pompe à vide et par une sole inclinée
- la figure 3 représente un mode de réalisation du four de chauffage caractérisé par un caniveau d'accumulation du condensat, en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2
- la figure 4 représente un mode de réalisation du four de chauffage caractérisé par des cloisons transver sales disposées suivant toute la longueur de la sole, tandis que dans la partie inférieure de celle-ci se trouve une tubulure d'évacuation ;
- la figure 5 est une représentation analogue à celle de la figure 4, en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, concernant le cas où, la largeur du four de chauffage étant relativement grande, ledit four possède un caniveau d'uccumulation du condensat ;;
- la figure 6 est une rperésenation unalogue à celle de la figure 5 concernant le cas de réalisation d'un four de chauffage relativement étroit (ce dernier ne possède jpas un caniveau spécial d'accumulation du condensat) ;
- la figure 7 est une représentation analogue à celle de la figure 4, vue suivant la flèche A, dans laquelle les cloisens sont une forme en V ;
- la figure 8 roprésentje un mode de réalisation fu four de chauffage, objet de l'invention, dans loquel au dessus de la sole est disposée, d'une manière parallèle à celle-ci une plaque perforée ;;
- la figure 9 représente un mode de réalisation du four de chauffage, objet de l'invention, possédant une chambre d'élimination du film de condensat de la surfac des produits et une pompe à vide supplémentaire reliée à ladite chambre par l'intermédiaire d'un condenseur, dans le cas d'un four à passage (la flèche montre le sens de déplacement des produits de grande longueur) ;
- la figure 10 est une représentation analogue à celle de la figure 8, dans le cas où le condenseur est relié au récipient d'évaporation par l'intermédiaire d'un verrouillage hydraulique;;
- la figure 11 est une représentation analogue à celle de la figure 8, dans le cas où la chambre de chauffage est mise en communication avec l'atmosphère par le moyen de deux tubes refroidis d'évacuation de gaz disposés dans la voûte dans les zones d'entrée et de sortie des produits de grande longueur
- la figure 12 est une représentation analogue à celle de la figure 8, dans le cas d'un four à fonctionnement discontinu dans lequel la chambre d'élimination du film de condensat est réalisée sous forme d'un compartiment formant sas séparé de la chambre de chaufffage au moyen d'un registre (les flèches montrent le déplacement du registre lors de son ouverture et de sa fermeture
- la figure 13 rç rdsente un mode de réalisation du four de chauffage, objet de l'invention dans lequel le fond du récipient d'évaporation est incliné tandis que dans la voûte de la chambre de chauffage, au dessus de la partie inférieure dudit fond, est pratiqué un orifice fermé d'une manière étanche à l'aide d'un couvercle;
Le four de chauffage de produits comporte une chambre de chauffage 1 (voir la figure 1 des dessins cijoints) délimitée par ses parois 2 et 3, sa voûte 4 et sa sole 5 ainsi qu'un récipient d'évaporation 6 rempli d'agent de travail 7.
De plus, ledit four de chauffage possède un réchauffeur 8 d'agent de travail, le réchauffeur en question étant réalisé de;n'mporte quelle façon connue.
En particulier, les fonctions dudit réchauffeur peuvent être remplies par des chaleumeaux à gaz orientés vers les parois du récipient d'évaporation 6, par un échangeur de chaleur enveloppant le récipient d'évaporation 6 et possédant des canaux de circulation des produits de combustion chauffés, ou bien par des électrodes immergées dans l'agent de travail 7.
Selon l'invention, la chambre de chauffage 1 possède au moins un tube refroidi d'évacuation de gaz 9 disposé dans la voûte 4, ladite chambre étant mise en communication avec le récipient d'évaporation 6, en particulier par l'intermédiaire d'une conduite 10, comme on le voit clairement sur la figure 1.
Afin d'assurer le refroidissement du tube d'évacuation de gaz 9, celui-ci est mune d'une enveloppe 11 possédant un raccord 12 d'amenée et un raccord 13 d'évacuation d'un agent frigorifique.
La chambre de chauffage 1 destinée au chauffage par condensation des produits 14 est munie deun dispositif 15 de retour du condensat de ladite chambre dans le récipient d'évaporation 6.
Le four de chauffage ci-dessus décrit et illustré par la figure 1 fonctionne de la manière suivante. Les produits à chauffer 14 sont placés dans la chambre de chauffage 1, le récipient d'évaporation 6 étant rempli d'agent de travail 7
En tant qu'agent de travail 7 on utilise une substance dont la température d'ébullition est supérieure à la température prescrite de fonctionnement de la chambre de chauffage 1, par exemple le chlorure de sodium à l'état solide ou fondu.
En tant qu'agent de travail 7 on utilise une substance dont la température d'ébullition est supérieure à la température prescrite de fonctionnement de la chambre de chauffage 1, par exemple le chlorure de sodium à l'état solide ou fondu.
A l'aide du réchauffeur 8 l'agent de ravail 7 est porté à l'ébullition. Les vapeurs d'agent de travail 7 qui se forment d'une manière intense dans le récipient d'évaporation 6 entrent, par l'intermédiaire de la conduite 10, dans la chambre de chauffage 1, en chassant l'air à travers le tube d'évacuation de ga 9.
En atteignant la surface des produits 14, les vapeurs se condensent en dégageant uns chaleur latente de vaporisation et en chauffant donc lesdits produits 14 Jusqu'a la température prescris Le condensat ainsi formé retourne, à l'aide du dispositif 15, dans le réci pient d'évaporation 6 pour être réutilisé.La sortie Au surplus de vapeurs d'agent de travail 7 à l'atmosphère est empêchée par refroidissement du tube d'évacuation de gaz 9 au moyen d'un agent frigorifique traversant l'enveloppe 11, par suite de quoi les vapeurs se condensent sur les parois du tube 9 en formant un liquide qui s'écoule dans la chambre de chauffage 1.
Ainsi, dans le système 1?récipient d'évaporation 6 -chambre de chauffage 1 "est établie une circulation ininterrompue d'agent de travail 7. La température dans tout le système mentioné est pratiquement la même et est égale à la température d'ébullition de l'agent de travail 7, ce qui assure une haute régularité de chauffage des produits 14.
La figure 2 des dessins ci-joints illustre le mode de réalisation du four de chauffage, objet de l'invention, conformément auquel le tube d'évacuation de gaz 9 est mise en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une pompe à vide 16.
A l'aide de la pompe à vide 16 on peut créer une dépression dans le système "récipient d'évaporation 6 chambre de chauffage 1 n en variant ainsi la température d'ébullition de l'agent de travail dans des limites déterminées. Ceci assure la possibilité de régler la température de fonctionnement dans la chambre de chauffage 1 sans changer la composition de l'agent de travail 7.
Le dispositif 15 de retour du condensat de la chambre de chauffage 1 dans le récipient d'évaporation 6 peut être réalisé de différdntes manières. En particulier ledit dispositif 15 peut être réalisé sous forme d'une
pompe(non représentée) refourlant le condensat de la chambre de chauffage 1 vers le récipient d'évaporation 6.
pompe(non représentée) refourlant le condensat de la chambre de chauffage 1 vers le récipient d'évaporation 6.
Suivant une vairante simplifiée comme on le voit bien sur la figure 2, lorsque le récipient d'évaporation 6 est disposé au-dessous de la chambre de chauffage 1, le dispositif en question est réalisé sous forme de la sole 5 de ladite chambre, inclinée vers le récipient d'évaporation 6. Le plan incliné de la sole 5 assure l'écoulement du condensat formé dans le récipient d'évaporation 6.
Dans la variante considérée de réalisation du four de chauffage, le réchauffeur 8 de l'agent de travail est réalisé, en particulier, sous forme d'électrodes immergées dans l'agent de travail 7 et reliées à une source d'alimentation en courant électrique (non représentée).
Afin d'accélérer le reteur du condensat dans le récipient d'évaporation 6, dans le cas d'une chambre de chauffage 1 de largeur relativement grande, dans la sole 5 de cette dernière est pratiqué, dans le sens d'inclinaison de ladite sole, un caniveau 17 d'accumulation de condensat (voir la figure 3j). De plus, comme on le voit clairement sur la figure 3, la sole 5 comporte une ponte transversale s'étandant vers le caniveau 17. Il est bien évident que le caniveau 17, en section transversale, peut avoir différentes fornes.
La figure 4 illustre le mode de réalisaton du four de chauffage, objet de l'invention, conformément auquel le dispositif 15 de retour du condensat comporte en outre des cloisons stransvorsales 18 disposées suivant toute la longueur de la sole inclinée 5, la largeur desdites cloisons correspondant à celle de la chambre de chauffage 1. Les cloisons 18 séparent d'avec le centre courant de vapeurs le courant de condensats'écoulant sur la sole inclinée vers le récipient d'évaporstion., oe qui assure le retour libre du condensat dans le récipient d'évaporation 6.
En outre, grâce aux cloisons 18 on évite l'arrachement de gouttelettes de la surface du courant de condensat et l'arrivée desdites gouttelette à la surface du produit à chauffer 14.
Hors du mouvement des vapeurs les cloisons 18 assurent leur turbulence et contribue ainsi à intensifier le chauffage des produits 14.
Dans la variante montrée sur la figure 4, le récipient d'évaporation 6 est réalisé, en vue de simplifier la construction du four de chauffage, sous forme d'une niche adjacente à la sole 5 de la chambre de chauffage 1.
Une telle communication directe entre le récipient d'évaporation 6 et la chambre de chauffage 1 permet de ne pas utiliser la conduite 10 montrée dans la figure 1.
Pour empêcher l'entraînement du condensat dans la zone de son écoulement de dessus la sole inclinée 5 dans le récipient d'évaporation 6, le four de chauffage objet de l'invention, comporte une tubulure d'évacuation 19 disposée verticalement ou bien d'une manière inclinée. L'extrémité supérieure de la tubulure 19 est disposée dans la partie inférieure de la sole 5, tandis que son extrémité inférieure se trouve au-dessous du niveau de l'agent de travail7se trouvant dans le récipient d'évaporation 6. L'utilisation de la tubulure 19permet d'éviter le contact direct entre l'écoulement de condensat et le curant des vapeurs se dégageant de la surface de l'agent de travail 7 en ébullition.
Il est -bien évident que les cloisons 18 sont disposées de manière quEntre leurs bords inférieurs et le fond du caniveau 17 (figure 5) ou la sole5(figure 6) soit formé un espace libre "t" suffisant pour le passage du condensat.
La forme des cloisons 18 ansi que leur disposition peuvent être différentes. En particulier, comme montré sur la figure 4, lesdites cloisons 18 peuvent être réalisées de forme plate et disposée avec un pas constant suivant la longueur de la sole 5. La hauteur des cloisons 18 et le pas entre elles-sont choisis en conformité du rendement voulu du four de chauffage et de ses paramètres de construction.
Il est préf érable de réaliser le four de chauffage de la manière illustrée sur la figure 7, c'est-à-dire avec des cloisons 18 en forme en V orientées dans le sens d'écoulement du condensat.
Dans le cas d'une chambre de chauffage 1 de forme -cylindrique ou conique, les cloisons 18 peuvent être réalisées sous forme d'anneaux concentriques (non représentés).
Au lieu des cloisons 18 on peut utiliser une plaque perforée 20 (figure 8) disposée au - dessus de la sole 5 et parallèlement à celle-ci. Le nombre d'orifices pratiqués dans la plaque 20, leur configuration et leur superficie ainsi que la distance entre la sole 5 et la plaque 20 sont choisis en fonction des mêmes conditions qui dans le cas des cloisons 18.
Il est bien évident que le four de chauffage, objet de l'invention, peut être utilisé pour chauffer aussi bien un seul que plusieurs produits 149 comme on le voit clairement sur les figures 4 et 8.
Pour obtenir un produit chauffé à surface sèche (sas restes de ocndensatj), il est rationnel d'avoir recours à un fout de chauffage réalisé de la manière illustrée sur les figures 9 i 12.
Comme le montre la figure 9 le four de chauffage peut comporter en outre une chambre 21 d'élimination du film de condensation de la surface des produits, ladite chambre étant adjacente à la chambre- de chauffage 1, ainsi qu'une pompe à vide 22 reliée par l'intermédiaire d'un condenseur 23 et d'une conduite 24 à la chambre 21. Le condenseur 23 possède un raccord 25 d'anenêe et un raccord 26 d'évacuation d'un agent réfrigérant.
Quand le produit 14 se trouve dans la chambre 21 on crée dans cette dernière, à l'aide de la pompe à vide 22, une pression suffisamment plus basse que dans la chambre de chauffage 1 pour assurer l'entrée en ébullition du film de condensat sur le produit 14 chauffé,ce qui assure l'élimination des restes d'agent de travail 7 de dessous la surface dudit produit.
Les vapeurs formées par l'ébullition du condensat arrivent dans le condenseur 23 et s'y condense.
Le condensat ainsi accumulé est évacué du condenseur 23 au fur et à mesure des nécessités.
Afin d'assurer le retour ininterrompu du condensat du condenseur 23 dans le récipient d'évaporation 6, ceux-ci peuvent être reliés entre eux par l'intermédiaire d'un verrouillage hydraulique 27, comme il ressort bien de la figure 10. Le verrouillage hydraulique 27 peut être réalisé, dans le cas le plus simple, sous forme d'un tube immergé verticalement dans l'agent de travail 7 remplissant le récipient d'évaporation, 6.
Le verrouillage hydraulique 27, en assurant le retour libre du condensat de la zone de pression réduite (condenseur 23) vers la zone de pression plus élevée (récipient d'évaporation -), empêche en même temps le passage des vapeurs de la chambre de chauffage 1 directement dans le condenseur 23.Le dépassement du niveau du liquide dans le verouillage hydraulique 27 par rapport au niveau de l'agent de travail 7 dans le récipient d'évaporation 6 correspond à la différence des pressions dans le récipient d'évaporation 6 et dans le condenseur 23.
Le four de chauffage, objet de l'invention, peut être réalisé suivant deux variantes principales : entant que four à passage et en tant que four à fonctionnement discontinu.
Les figures 9 et 10 illustrent des modes de réalisation d'un four à passage utilisé pour chauffer d'une manière ininterrompue des produits 14 de grande longueur lors de leur transport dans le sens indiqué par la flèche. Dans ce cas, la chambre 21 d'élimination du film de condensat de la surface des produits est séparée de la chambre de chauffage 1 par une cloison 28 et possède des orifices 29 et 30 pour le transport ininterrompu des produits 14 de grande longueur, l'orifice d'entrée 30 (ou les orifices d'entrée suivant le nombre de produits à traiter) étant pratiqué dans la cloison 28. Si besoin est, les orifices 29 et 30 peuvent être munis d'éléments d'étanchéité (non représentés).
Dans le cas d'un four à passage, il est rationnel que ledit four possède plusieurs tubes refroidis d'évacuation de gaz 9, en particulier deux tubes disposés dans la voute 4 de la chambre de chauffage 1, dans les zones d'entrée et de sortie respectivement du produit 14 de grandje longueur, comme on le voit bien sur la figure 11.
Une telle disposition des tubes d'évacuation de gaz 9 rend impossible la pénétration dans la chambre de chauffage 1 des gaz incondensables, en particulier de l'air, ce qui permet d'emélioer sensiblement les conditions de condensation des vapeurs d'agent de travail 7 sur la surface du produit 14 et d'accélérer le chauffage de ce dernier.
Dans le four de chauffage réalisé en tant que four à fonctionnement disconinu (voir la figure 12) la chambre 21 d'6limination du film de condensat de la surface du produit est réalisée sous forme d'un compartiment formant dans la chambre de chauffage 1 un sas quand le registre 31 est fermé. Pour simplifier la construction dans la voûe 4 est disposé un tube d'évacuation de gaz 9 rejmplissant en outre la fonction du condenseur 23 mentré sur les figures 9 et 10. Pour les mêmes raisons, dans la variante considérée du four de chauffage, on utilise une seule pompe à vide 16 remplissant en cas de nécessité la fonction de la ponpe à vide 22.
Le four dje chauffage réalisé selon la variente montrée sur la figure 12 fonctionne de la manière suivante.
Le produit étant placé dans le compartiment formant sas de la chambre de chauffage 1 au dessus du registre 32, on ouvre de dernier on le déplacant vers la gauche (suivant la figure) et on procède au chauffage du produit 14 dela manière décrite plus haut. A ce stade la pompe à vide 16 fonctionne d'une façon analogue à celle décrite pour le four de chauffage réalisé selon la variante illustrée sur la figure 2.
Le temps prescrit, déterminé par les conditions de traitement thermique du produit 14, étant écoulé, on ferme le registre 31 (en le déplacant vers la droite) en formant ainsi la chambre 21 d'élimination du film de condensat dje la surface des produits, et on crée, à l'aide de la pompe à vide 16 (faisant à ce stade fonction de pompe à vide 22), une dépression dans le compartiment formant sas (chambre 21). Il en résulte que le film de cndensat présent sur lawsurface du produit 14 est porté à l'ébullition et éliminé du produit 14.
Le produit 14 débarrassé du film de condensat est évacué du compartiment formant sas, et dans ce dernier est placé le produit à chauffer suivant. On ouvre le registre 31 et le cycle de fonctionnement du four de chauffage se répète.
La figure 13 des dessins ci-joints illustre un mode de réalisation du four de l'invention, conformément auquel le récipient d'évaporation 6 possède un fond incliné 32. Dans la voûte 4 de la chambre de chauffage 1, au-dessus de ltendroit le plus bas du fond 32 du récipient d'évaporation 6, est pratiqué un orifice fermé d'une manière étanche à l'aide d'un couvercle 33.
Grâce au brassage intense de l'agent de travail 7 lors de son ébullition, et grâce au fond incliné 32 du récipient d'évaporation 6, la boue séposant & r fond est évacuée constamment de la zone des électrodes du réchauffeur 8 et s'accumule dans la zone la plus basse du récipient d'évaporation 6.
En effectuant l'entretien préventif, on ouvre le couvercle 33 et évacue la boue
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qutà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celle ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qutà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celle ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
Claims (10)
1. Four de chauffage de produits du type comportant une chambre de chauffage délimitée par des parois, une voûte et une soles un récipient d'évaporation rempli d'un agent de travail et un réchauffeur dudit agent de travail, caractérisé en ce que ladite chambre de chauffage possède au nions un tubé refroidi d'évacuation de gaz disposé dans la voûte, communique avec le récipient d'évaporation et comporte un dispositif de retour de condensat de ladite chambre de chauffage dans ledit récipient d'évaporation.
2. Four de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé en cje que le tube d'évacuation de gaz communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une pompe à vide.
3. Four de chauffage suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif de retour de condensat de la chambre de chauffage dans le récipient d'évaporation comprend la sole de ladite chambre de chauf fage, laquelle sole est inclinée vers le récipient d'évaporation, ce dernier étant disposéplus bas que la chambre de chauffage.
4. Four de chauffage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de retour du condensat de la chambre de chauffage dans le récipient d'évaporation comporte un caniveau de collecte du condensat ménagé dans ladite sole dans le sens d'inclinsison de celle-ci, ladite sole présentant de plus une inclinaison transversale vers ledit caniveau
5. Four de chauffage suivant 1 lune des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le dispositif de retour du condensat de la chambre de chauffage dans le récipient d'évaporation comporte des cloisons transversales disposées suivant toute la longueur de la sole inclinée.
de grande longueur.
12. Four de chauffage suivant l'une des revendications 8 et 9, utilisé en tant que four à fonctionnement discontinu, caractérisé en ce que ladite chambre d'élimination du film de condensat est réalisée sous forme d'un compartiment formant sas séparé de la chambre de chauffage par un registre.
13. Four de chauffage suivant l'une des revendications de 1 à 12 caractérisé en ce que le récipient d'évaporation possède un fond incline et que dans la voûte de la chambre de chauffage, au-dessus de la partie inférieure dudit fond, est pratiqué un orifice pouvant être fermé d'une manière étanche à ltaide d'un couvercle.
6. Four de chauffage suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le dispositif de retour du condensat de la chambre de chauffage dans le récipient d'elFaporation comporte une plaque perforée disposée au-dessus de la sole et parallèlement à celle-ci.
7. Four de chauffage suivant 1 lune des revendica- tions 3, 4, 5 et 6 caractérisé en ce que le dispositif de retour du condensat de la la chambre de chauffage dans le récipient d'évaporation possède une tubulure d'évacuation dont l'extrémité supérieure est disposée dans la partie inférieure de la sole inclinée9 tandis que son extrémité inferieure se trouve au dessous du niveau de i agent de travail dans le récipient d'évaporation.
8. Four de chauffage suivant 1 tune des revendica- tions 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 caractérisé en ce qu'il possède une chambre d'élimination du film de condensat de la surface des produits traités, cette chambre étant adjacente à la chambre de chauffage9 et une pompe à vide supplémentaire reliée à ladite chambre d'élimination du film de condensat par l'intermédiaire d'un condenseur.
9. Four de chauffage suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le condenseur est relié au récipient d'évaporation par l'intermédiaire d'un verrouillage hydraulique.
10. Four de chauffage suivant ludes revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ladite chambre d'élimination du film de condensat est séparée par une cloison de la chambre de chauffage et possède des orifices permettant le transport ininterrompu de produits à traiter de grandje longueur, l'orifice d'entrée étant pratiqué dans ladite cloison.
110 Four de chauffage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la chambre de chauffage est mise en communication avec l'atmosphère par 1 9 intermédiaire des tubes refroidis d'évacuation de gaz disposés dans ladite voûte dans les zones d'entrée et de sortie desdits produits
Priority Applications (1)
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| FR8009137A FR2481431A1 (fr) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Four de chauffage de produits |
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| FR8009137A FR2481431A1 (fr) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Four de chauffage de produits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2481431A1 true FR2481431A1 (fr) | 1981-10-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR8009137A Withdrawn FR2481431A1 (fr) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Four de chauffage de produits |
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| FR (1) | FR2481431A1 (fr) |
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