FR2604777A1 - Procede pour controler les configurations de circulation des gaz de combustion dans une enceinte de chauffage - Google Patents

Abstract

LA CIRCULATION DES GAZ DE COMBUSTION EST CONTROLEE A L'INTERIEUR D'UNE ENCEINTE DE CHAUFFAGE 12 POUR EVITER LES EFFETS CORROSIFS DE CES GAZ SUR LES PAROIS DE L'ENCEINTE 12. LES RYTHMES D'ALLUMAGE DE BRULEURS 44 DANS L'ENCEINTE 12 PEUVENT ETRE DIFFERENTS POUR MODIFIER L'ECOULEMENT DES GAZ DANS L'ENCEINTE. DES BRULEURS RAPIDES 64 SONT AJOUTES POUR DIRIGER LEURS GAZ DE COMBUSTION DANS UNE DIRECTION OPPOSEE A CELLE DES AUTRES BRULEURS. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT DANS UN PROCEDE DE FUSION D'UNE COMPOSITION VERRIERE.

Description

La présente invention concerne un procédé pour contrôler les

configurations de circulation des gaz de combustion dans une enceinte de chauffage et, plus particulièrement, un procédé pour modifier la circulation des gaz de combustion dans un four de fusion

à haute température.

Selon un type de procédé de fusion du verre, la composition verrière est acheminée dans un four de fusion de type réservoir ou four à cuve et est soumise a une énergie thermique pour fondre la composition verrière dans un bain de verre fondu. Un four à cuve classique contient une quantité relativement importante de verre fondu de manière à procurer un temps d'établissement suffisant pour les courants de verre fondu afin d'obtenir un certain degré d'homogénéisation avant que le verre ne soit déchargé pour une opération de- formage. Ces courants de recirculation dans un four de fusion du type four a cuve aboutissent à unemauvaise utilisation de l'énergie thermique. Un chauffage rayonnant classique commandé par le haut est inefficace dans ce sens qu'une partie seulement de sa chaleur rayonnée est dirigée vers le bas en direction de la

matière a fondre.

Selon une variante pour des fours de fusion du verre du type four à cuve décrits précédemment, le brevet US No. 4 381 934 <Kunkle et Matesa) cité comme référence, décrit un procédé de fusion intensifié de composition verrière dans lequel de grandes quantités de composition sont efficacement fondues dans une enceinte de relativement petite dimension. Ce type de procédé, en particulier par l'utilisation de sources de chaleur intenses, telles que des brûleurs oxygène-combustible, produit des gaz de combustion à haute température en relativement faible quantité. La chaleur de ces gaz de combustion peut être récupérée et utilisée directement pour chauffer un flot de composition verrière alimentant une enceinte de fusion de manière à augmenter

l'efficacité ou le rendement du procédé.

Au cours du procédé de chauffage et de fusion, il apparaît que certains composants de la composition verrière se vaporisent. Ces vapeurs peuvent être corrosives et lorsqu'elles sont combinées avec le courant chaud des gaz de combustion qui circulent à travers les enceintes du type décrit dans le brevet US précité, elles peuvent corroder les surfaces internes exposées. En outre, les gaz de combustion peuvent entraîner de la matière particulaire à l'intérieur de l'enceinte, qui peut agir comme abrasifs sur les

surfaces internes exposées.

Une ouverture de sortie d'échappement dans le couvercle de l'enceinte, par exemple, mais limitée à ce qui est décrit dans un procédé de fusion à deux étages conforme au brevet US 4 519 814 (Demarest), cité comme référence, peut conduire potentiellement à une limitation supplémentaire du procédé du fait de la circulation des gaz chauds de combustion dans l'enceinte. Une grande partie de ces gaz s'échappe de l'enceinte à travers l'ouverture de sortie. Il en résulte une circulation des gaz plus importante et une usure correspondante. En outre, comme la pression augmente à l'intérieur de l'enceinte, l'ouverture de sortie constitue une sortie à pression réduite due à une vitesse élevee d'échappement des gaz de combustion. En conséquence, l'enceinte au voisinage du conduit d'échappement de sortie peut avoir une usure augmentée en comparaison des autres surfaces restantes exposées de l'enceinte. Le problème de l'usure potentielle peut être particulièrement prononcé quand l'orifice de sortie est situé en dehors de l'axe de rotation de l'enceinte de fusion. La circulation des gaz de combustion à l'intérieur de l'enceinte peut être montrée dans la direction de l'ouverture de sortie, établissant une circulation asymétrique dans l'enceinte qui peut produire une usure accélérée de celle-ci au niveau des surfaces exposées. Le problème peut se compliquer même si en plus les brûleurs sont positionnés de manière asymétrique dans l'enceinte de sorte à déformer la

configuration de circulation des gaz dans l'enceinte.

Il serait avantageux de contrôler la circulation des gaz de combustion à l'intérieur de l'enceinte de chauffage, de manière à réduire les limitations précitées. Le brevet US 2 006 947 (Ferguson) décrit un four centrifuge de fusion du verre avec des brûleurs à réglage angulaire. Le four comprend une enveloppe en acier avec une chemise thermiquement isolante, monté à rotation autour d'un axe vertical. Les ouvertures des brûleurs situées dans un couvercle fixe au dessus de l'enveloppe sont dirigées obliquement en dehors de l'axe de rotation de l'enceinte à four rotatif, de sorte que les- flammes des brûleurs frappent la composition verrière sur la chemise thermiquement isolante de l'enveloppe métallique. Les brûleurs sont montés de manière à diriger, d'une manière générale, leur flamme

dans la direction de rotation du four.

Le brevet US 2 834 157 (Bowes) décrit un four de fusion du verre ayant un foyer tronconique inversé. Un couvercle est monté sur le foyer de manière à ce que celui-ci puisse tourner sous le couvercle. Le couvercle inclut plusieurs ouvertures espacées pour le passage des buses de combustible qui dirigent les flammes à l'intérieur du four. Les flammes suivent, d'une manière générale, un trajet qui est tangentiel aux parois du four. Aucun des documents cités ne reconnaît, ni ne discute les problèmes qui peuvent survenir dans ces différents systèmes, comme par exemple un entrainement de particules dans les gaz de combustion avec une usure

accélérée du four.

Un but de la présente invention est de concevoir une enceinte de chauffage, par exemple, pour fondre une composition verrière, dans laquelle les configurations de circulation des gaz de combustion dans l'enceinte sont contrôlées afin de réduire les effets corrosifs et

abrasifs des gaz de combustion sur des parties du four.

Les gaz de combustion issus des brûleurs à l'intérieur de l'enceinte circulent suivant un mouvement descendant sur une première surface de composition et suivant un mouvement ascendant sur une seconde surface de composition opposée, en collectant des particules de matière lorsqu'ils passent sur ces surfaces. Selon l'invention, on contrôle cette configuration de circulation en dirigeant les gaz de combustion pour les maintenir éloignés de la seconde surface de composition, afin de réduire la quantité de particules entraînée dans les gaz de combustion et pour réduire le contact entre ces particules et les parties des surfaces exposées de l'enceinte. La configuration de circulation des gaz peut être contrôlée en sélectionnant les rythmes ou les cadences d'allumage de chaque brûleur, de manière à modifier la circulation des gaz de combustion et de les diriger en les maintenant éloignés de la seconde surface de composition. Quand l'enceinte comprend un couvercle avec une ouverture d'échappement, les brûleurs situes le plus près de cette ouverture sont de préférence allumés à une cadence plus élevée que ceux qui sont éloignés de

cette ouverture.

Un autre but de l'invention est de contrôler la circulation des gaz de combustion dans une enceinte de chauffage en utilisant des brûleurs rapides à vitesse élevée d'échappement des gaz pour les diriger en direction opposée & l'écoulement des gaz sur la seconde surface de composition produit à partir d'autres brûleurs à l'intérieur de l'enceinte. Les brûleurs rapides peuvent être placés à. proximité immédiate de la

sortie d'échappement du couvercle de l'enceinte.

Selon un autre but de l'invention, on contrôle la circulation des gaz de combustion dans une enceinte de chauffage en orientant des brûleurs déterminés, de manière à réduire la composante d'écoulement des gaz de combustion qui circule suivant un mouvement descendant sur la première surface de composition et réduire ainsi la circulation des gaz de combustion correspondant sur

la seconde surface de composition.

A cet effet l'invention propose un procédé pour contrôler les configurations de circulation des gaz de combustion dans une enceinte de chauffage, ces gaz de combustion résultant de moyens de chauffage appliquant de la chaleur à un matériau de composition contenu dans une cuve de l'enceinte, selon lequel les configurations de circulation des gaz de combustion circulent vers le bas sur une première surface de composition et vers le haut sur une seconde surface de composition, et selon lequel les particules de matériau de ladite composition

sont entraînées dans les gaz de combustion lorsque ceux-

ci passent sur lesdites surfaces, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger lesdits gaz de combustion en les maintenant éloignés de ladite seconde surface de combustion afin de réduire la quantité de particules de matériau entraînée dans lesdits gaz de combustion et pour réduire le contact des particules entraînées dans lesdits gaz de combustion avec des parties de l'enceinte. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront

de la description explicative qui va suivre faite en

référence aux dessins annexés.

La figure 1 est une vue en coupe de la partie décharge d'un four et de l'enceinte de fusion dans un

procédé de fusion à deux étages.

La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1.

Les figures 3 à 6 sont des vues schématiques illustrant les différentes configurations de circulation des gaz de combustion obtenues dans une enceinte de

chauffage selon le procédé conforme à l'invention.

La figure 7 est une vue schématique d'une enceinte de chauffage montrant les configurations d'un brûleur

incluant les caractéristiques de l'invention.

L'invention est appropriée pour être utilisée dans un procéde dans lequel un environnement hostile affecte de manière défavorable les surfaces internes exposées d'une enceinte. Elle est particulièrement bien appropriée pour être utilisée dans un procédé de chauffage o de hautes températures et des conditions supplémentaires à l'intérieur d'une enceinte de chauffage, comme par exemple, une circulation de matière abrasive et corrosive, accélèrent l'usure de parties du couvercle de l'enceinte de chauffage. L'invention est présentée en liaison avec un procédé de fusion d'une composition

verrière du type de celui enseigné par le brevet US. N .

4 519 814, mais il est bien entendu que l'invention peut être appliquée à tout procédé de chauffage présentant

des problèmes similaires.

Sur la figure 1, il a été représenté un four rotatif 10 en train d'alimenter en composition verrière 16 une enceinte de fusion 12. Le four rotatif 10 est généralement d'une construction classique et comprend essentiellement une enveloppe cylindrique métallique 14 montée à rotation sur un axe cylindrique qui est légèrement incliné vers le bas par rapport a l'horizontale. La composition 16 est délivrée à l'extrémité froide ou entrée (non représentée> du four et transportée par gravité vers l'extrémité chaude du four rotatif 10. La composition verrière 16 est déchargée ou déversée dans une glissière de chargement 20 qui déverse la composition 16 dans l'enceinte de fusion qui, selon un mode de réalisation préférentiel, est adaptée pour appliquer une chaleur intense à la composition verrière dans un espace relativement petit, afin d'amener rapidement cette composition dans un état fondu. La composition fondue s'évacue de l'enceinte 12

dans un réservoir de stockage 22.

En se référant toujours à la figure 1, l'enceinte de fusion 12 est d'un type similaire à celle décrite dans le brevet US 4 519 814. Un tambour 24 en acier est supporté par un châssis circulaire 26 qui, à son tour, est monté à rotation, sur un axe généralement vertical correspondant a l'axe du tambour 14, par plusieurs roulement de support 28 et de roulements d'alignement 30. Un ensemble de sortie 32, situé sous le tambour 24, comprend une douille 34 avec une ouverture centrale 36 conduisant au réservoir de stockage 22. Un couvercle en matériau réfractaire 38 bombé vers le haut est équipé d'un support fixe formé d'un châssis circulaire 40. Le couvercle 38 comprend au moins une ouverture 42 pour l'insertion d'un brûleur 44. Le brûleur 44 est de préférence un brûleur à plusieurs orifices, et est de préférence allumé par de l'oxygène et un gaz combustible tel le méthane, mais tout autre type de source de chaleur qui produit des gaz chauds peut être utilisé pour chauffer la composition 46 a l'intérieur de

l'enceinte 12, comme par exemple des torches à plasma.

A l'intérieur de l'enceinte de fusion 12, une couche stable d'une composition 46 non fondue est maintenue entre les parois du tambour 24 entourant la cavité centrale dans laquelle s'effectue la combustion et la fusion. La chaleur issue des flammes des brûleurs 44 provoque la fusion d'une partie 48 de la composition verrière qui s'écoule hors de l'enceinte de fusion 12 et peut être récupérée dans le réservoir 22 situé sous l'enceinte 12, afin de subir un traitement

complémentaire, si nécessaire.

Les gaz de combustion s'échappent vers le haut & travers une ouverture 50 prévue dans le couvercle 38 et pénètrent dans une section de transition 52. Cette section de transition 52 assure la liaison entre l'extrémité chaude du four rotatif 10 et l'enceinte de fusion 12 pour la composition verrière pulvérulente 16 et les gaz de combustion. La section de transition 52 comprend un conduit d'échappement 56 qui dirige les gaz de combustion dans la partie supéreure du four rotatif pour préchauffer la composition pulvérulente, et peut également comprendre une gouttière de chargement 20 pour acheminer la composition. En variante, la gouttière de chargement peut être séparée de la section de transition 52. Pendant le procéde de fusion, différents matériaux de différents états se trouvent entraînés dans le flot de

gaz chauds de combustion à l'intérieur de l'enceinte 12.

Par exemple, dans une composition verrière classique tel un verre sodicocalcique, les matériaux entraînés peuvent inclure des vapeurs telles que, mais & titre non limitatif, de l'oxyde de sodium, du sulfate de sodium ou du carbonate de sodium, toutes ces vapeurs ayant une corrosité élevée. En outre, des particules abrasives à l'intérieur de l'enceinte 12 peuvent être combinées avec les gaz chauds de combustion pour former un courant de gaz corrosif et abrasif qui circule à l'intérieur de l'enceinte. En se reportant & la figure 2, selon une réalisation préférentielle de l'enceinte 12, celle-ci comprend plusieurs brûleurs A,B,C,D,E et F. Du fait de la présence de l'ouverture d'échappement 50 et du conduit d'échappement 56, la position des brûleurs A à F est asymétrique par rapport à l'axe vertical du tambour 24, comme indiqué à la figure 2. En outre, un seul brûleur G peut être placé dans le couvercle 38 et dirigé directement sur la chemise 34 pour maintenir une pression positive à l'ensemble de sortie 32 de l'enceinte 12. Il est à noter que le nombre des brûleurs et leur position relative les uns par rapport aux autres et par rapport à l'axe de rotation de l'enseinte, ne

sont pas limitatifs de l'invention.

En se reportant à la figure 3, lorsque un seul brûleur 44 est allumé, il dirige sa flamme et le courant de gaz chaud de combustion correspondant à l'intérieur de l'enceinte 12. L'énergie de la flamme, dirigée vers le bas, force vers le bas les gaz de combustion sur la partie de surface 58 de la composition verrière et vers le haut sur la partie de surface opposée 60. établissant une configuration de circulation comme représenté à la figure 3. Lorsque le courant de gaz circule vers le bas sur la surface 58 et vers le haut sur la surface opposée , il peut arracher des particules qui se trouvent entraînées par les gaz de combustion, comme il peut aussi se combiner avec des matériaux corrosifs et des gaz résultant de l'opération de fusion. Lorsque les gaz circulentdevant les parties exposées de l'enceinte 12, comme le couvercle 38, ces gaz chauds peuvent réagir avec les surfaces internes exposées 62 du couvercle et peuvent aussi bien les corroder que les erroder par l'action des particules abrasives entraînées. Cette situation est en plus aggravée si les gaz de combustion circulent devant la gouttière de chargement 20 de la composition verrière (montrée uniquement à la figure 1) et arrachent des particules supplémentaires de la composition verrière au moment o ils pénètrent dans l'enceinte 12. Lorsqu'une paire de brûleurs sont disposés à 180' l'un de l'autre sur le couvercle 38, par exemple les brûleurs A et E de la figure 2, et qu'il sont allumés au même rythme d'allumage, par exemple de l'oxygène et du gaz combustible sont enflammés à chaque brûleur selon un même rythme, les gaz chauds de combustion tendent à circuler comme cela est indiqué sur la figure 4, étant donné que chaque brûleur A et E neutralise effectivement la circulation de l'autre à la partie inférieure de l'enceinte 12. Cette configuration de circulation réduit la surface 48 de composition sur laquelle circulent les gaz de combustion en les empêchant de circuler sur le côté opposé de l'enceinte 12, en réduisant ainsi la quantité de particules entraînées dans les gaz de combustion. Il en résulte des particules de matériau entraînées qui sont moins concentrées dans les gaz de

combustion pour détériorer le couvercle 38.

Lorsque les brûleurs A à G sont enflammés, une pression interne s'établit dans l'enceinte 12. Comme illustré à la figure 5, l'ouverture 50 forme une sortie à pression réduite, mais en faisant cela, les gaz de combustion, à pression élevée, tendent à circuler à des vitesses élevées vers l'ouverture 50 et hors du conduit d'échappement 56 en tendant à équilibrer la pression interne. Cette action peut tendre & concentrer le courant des gaz charges de particules dans le voisinage de l'ouverture 50 et a accélérer l'usure de l'enceinte 12 et du couvercle 38 au voisinage de l'ouverture 50, aussi bien que dans la section de transition 52. En outre, comme l'ouverture 50 est la sortie principale pour les gaz de combustion de l'enceinte 12, une quantité importante de ces gaz s'échappera de l'enceinte 12 par cette ouverture. Aussi, l'importance du volume des gaz de combustion évacués par l'ouverture 50 peut

aussi contribuer à accélérer l'usure.

En se reportant à nouveau à la figure 2, il est à remarquer que tandis que les brûleurs A et B du couvercle 38 sont respectivement opposés aux brûleurs E et F, en étant par exemple diamétralement opposes, il n'y a pas de brûleurs produisant une circulation opposée de gaz de combustion aux brûleurs C et D qui sont situés, d'une manière générale, à l'opposé de l'orifice de sortie 50. Il en résulte que les gaz chauds de combustion issus des brûleurs C et D circuleront, vers le bas, sur la surface 58 et vers le haut sur la surface 60, arrachant des particules comme illustrées à la figure 5, et accéléreront l'usure du couvercle 38 au voisinage de l'ouverture de sortie 50. Pour réduire cette usure accélérée de parties déterminées de l'enceinte 12 provoquée par un positionnement asymétrique des brûleurs 44 par rapport à l'axe du tambour 24 et la position de l'ouverture de sortie 50 du couvercle 38, et ainsi réduire les effets de corrosion et d'abrasion dans l'enceinte 12, plusieurs mesures correctives peuvent être utilisées conformément à

l'invention.

Un procédé pour modifier la circulation des gaz à l'intérieur de l'enceinte consiste à modifier le rythme d'allumage de chacun des brûleurs A à G, par exemple en sélectionnant des brûleurs pour qu'ils s'allument à des rythmes plus élevés ou plus faibles que les autres br leurs, de manière & modifier le volume des gaz de combustion, leur vitesse et leur énergie. En ayant le rythme d'allumage des brûleurs 44 situés près de l'ouverture de sortie 50, par exemple les brûleurs A et F, plus élevé que les autres brûleurs 44, et en particulier que les brûleurs C et D, une pression opposée suffisante peut être établie pour diriger les gaz de combustion de manière à les éloigner de la surface 60 au voisinage de l'ouverture de sortie 50, selon une configuration de circulation représentée & la figure 6, empêchant ainsi les brûleurs C et D de faire circuler des gaz de combustion selon une circulation similaire à celle représentée à la figure 5. En outre, si la chaleur totale requise par l'enceinte 12 pour le procédé de fusion reste constante, la réduction du rythme d'allumage des brûleurs C et D par rapport aux brûleurs restants non seulement réduira le volume et/ou la vitesse des gaz de combustion des brûleurs C et D, mais encore le rythme d'allumage des autres brûleurs sera augmenté, réduisant encore la possibilité pour les brûleurs C et D d'avoir une prédominance dans la

circulation des gaz dans l'enceinte 12. Le tableau I ci-

dessoue fournit les résultats de test pour des rythmes d'allumage relatifs d'un ensemble de brûleurs, avec les brûleurs A à G similaires à ceux représentés à la figure 2, et selon lesquels l'accélération de l'usure du couvercle 38 au voisinage de l'ouverture 50 a été réduite.

TABLEAU I

Brûleur Rythme d'allumage relatif (comparé au brûleur F)

A 0,95

B 0,78

C 0,65

D 0,66

E 0,80

F 1,00

G 0,51

Comme cela ressort du tableau I, les brûleurs A et F ont des rythmes d'allumage plus élevés, alors que les

brûleurs C et-D ont des rythmes d'allumage moins élevés.

Un second procédé pour réduire la circulation des gaz de combustion est de créer une pression supplémentaire à l'intérieur de l'enceinte 12 pour s'opposer à la configuration de circulation établie par les brûleurs C et D. Selon un mode préférentiel de réalisation, une paire de brûleurs 64 peut être installée de chaque côté du conduit d'échappement 56 à l'ouverture de sortie 50 comme représenté à la figure 2. Ces brûleurs rapides 64 peuvent être plus petits que les brûleurs A à F, mais il sont dimensionnés de manière à être allumés à un rythme tel qu'une pression d'échappement opposée suffisante soit produite à l'encontre de laconfiguration de circulation des gaz de combustion établie par les brûleurs C et D, aussi bien qu'à toute configuration supplémentaire établie par la présence de l'ouverture de sortie 50, de manière à ce que les gaz chauds de combustion des brûleurs C et D ne circulent pas simplement vers le bas sur la surface 58 et vers le haut sur la surface 60 comme montré à la figure 5. Comme cela apparaît à la figure 6, les brûleurs rapides 64 modifient la circulation des gaz et les dirigent vers le haut en les tenant éloignés de la surface 49, réduisant ainsi la quantité de surface sur laquelle les gaz de combustion peuvent prélever des particules de la composition 46. Les brûleurs rapides 64 ont de préférence une seule sortie, sont des brûleurs allumés à l'oxygène et ayant une extrémité d'allumage 59 légèrement inclinée vers l'axe de l'enceinte 12 et vers la zone du tambour 24 située en dessous de l'ouverture , de manière à concentrer les flammes du brûleur et obtenir une pression opposée de gaz de combustion directement en dessous de l'ouverture de sortie 50. Le tableau II ci-dessous donne des résultats de test pour des rythmes d'allumage relatifs pour un dispositif d'allumage similaire à celui représenté à la figure 2, et dans lequel une paire de brûleurs rapides 64 sont

positionnés de part et d'autre de l'ouverture 50.

TABLEAU II

Brûleur Rythme d'allumage relatif (comparé au brûleur F)

A 0,90

B 0,68

C 0,44

D 0,76

E 0,73

F 1

G 1,01

64 0,18

64 0,18

De l'étude des résultats du tableau II, il est à remarquer que dans ces tests, le rythme d'allumage du brûleur C a été réduit nettement plus que le rythme d'allumage du brûleur D, mais il est à noter que la combinaison des rythmes d'allumage des brûleurs C et D (1,20) est encore inférieure à la combinaison des rythmes d'allumage des brûleurs B et E (1,41), et inférieure de manière plus significative à la combinaison des rythmes d'allumage des brûleurs A et F (1,90). L'inclusion d'un brûleur rapide 64 réduit encore les effets abrasifs et corrosifs des gaz de combustion

au voisinage de l'ouverture 50.

Il est à remarquer que si la quantité totale d'énergie thermique à l'intérieur de l'enceinte 12 reste constante pour des conditions de fonctionnement données, l'addition des brûleurs rapides 64 dans l'enceinte peut réduire les rythmes d'allumage pour les brûleurs restants A à F, étant donné que les brûleurs rapides 64 fournissent un apport de chaleur supplémentaire. Ainsi, non seulement, il est possible que le courant des gaz de combustion des brûleurs C et D soit dirigé en étant éloigné de la surface 60, mais également que la vitesse réelle et le volume total des gaz de combustion des brûleurs C et D soient réduits par l'apport de chaleur fourni par les brûleurs rapides 64. Cela permet de réduire l'effet de détérioration des brûleurs C et D

sous l'effet de la circulation des gaz de combustion.

Lorsque le rythme d'allumage des brûleurs rapides 64 augmente, la configuration de circulation des gaz de combustion à l'intérieur de l'enceinte 12, change comme cela apparaît à la figure 5 <absence de brûleurs rapides 64), à la figure 6 (les brûleurs rapides 64 ne neutralisent pas entièrement les brûleurs C et D) et à la figure 4 <les brûleurs rapides 64 neutralisent les

brûleurs C et D).

Un troisième procédé pour modifier la circulation des gaz de combustion consiste à changer l'angle d'inclinaison des brûleurs C et D. En inclinant les brûleurs C et D, comme cela apparaît à la partie gauche de la figure 7, les flammes issues de l'extrémité d'allumage 66 du brûleur sont orientées plus directement vers la paroi de composition 46, de manière à ce que la composante du courant des gaz d'échappement dirigée vers le bas le long de la paroi de composition 46 soit réduite. Il en résulte au'il y a un volume inférieur de gaz de combustion qui est dirigée vers le bas le long de la surface 58 de la paroi de composition 46 et vers le haut le long de la paroi opposée 60. Cela permet de réduire la quantité des particules du matériau de composition entraînée dans les gaz de combustion. Comme cela apparaît & la partie gauche de la figure 7, lorsque le brûleur 44 est incliné, l'ouverture 42 dans le

couvercle 38 adaptée au brûleur 44 est est plus longue.

En outre, lorsque la courbure du couvercle 38 augmente, la longueur de l'ouverture 42 augmente et nécessite un allongement du brûleur 44. Pour éliminer le problème d'avoir un brûleur plus long et par conséquent plus lourd, nécessitant un refroidissement supplémentaire, et d'avoir une ouverture plus longue dans le couvercle 38, il est possible d'utiliser des brûleurs angulaires ou coudés, comme cela est représenté à la partie droite de la figure 7. Les brûleurs coudés 68 peuvent diriger leur flamme en arrière de la paroi de composition 58, en diminuant le courant de gaz de combustion dirigé vers le bas sur la paroi de composition 58, de sorte qu'il y a moins d'entraînement des gaz de combustion vers la paroi de composition 60 sur le côté opposé, alors qu'il est possible simultanément de maintenir la longueur du

brûleur et la dimension de l'ouverture pour le brûleur.

En conséquence, l'angle d'inclinaison effectif est modifié sans changer l'angle d'inclinaison réel du brûleur. Par exemple, comme cela est représenté à la figure 7, les brûleurs coudés 68 avec un angle au sommet de 45', un angle d'ouverture de 30 pour les flammes et un angled'inclinaison Z de 55 par rapport au couvercle, procure une couverture semblable à celle de brûleurs rectilignes orientés suivant un angle d'inclinaison X de 100 , mais avec des brûleurs plus courts et des ouvertures 42 plus étroites dans le

couvercle 38.

Comme indiqué précédemment, le volume total et la vitesse de circulation des gaz de combustion des brûleurs C et D peuvent être réduits. En outre, il y a moins de particules de matière entraînées dans les gaz de combustion, du fait de la modification de la circulation résultant du fait que que le courant de gaz de combustion dirigé vers le haut est éloigné de la surface 60. En conséquence, tous les nouveaux problèmes d'usure seront minimisés grâce à la modification de la circulation du courant des gaz de combustion, comme cela

est représenté à la figure 6.

Il est à noter que bien que la discussion précédente ait été dirigée vers une configuration asymétrique de brûleurs dans le couvercle 38 avec l'ouverture d'échappement 50, les problèmes sont similaires même si les brûleurs 44 sont positionnés d'une manière

symétrique autour de l'axe de rotation de l'enceinte 12.

Comme indique précédemment, la présence de l'ouverture

d'échappement 50 créé une ouverture à faible pression.

La plupart des gaz de combustion circulant à l'intérieur de l'enceinte 12sortent par l'ouverture 50. Ces gaz de combustion tendent naturellement & circuler vers l'ouverture 50 pour égaliser la pression à l'intérieur de l'enceinte 12. En d'autres termes, même si les brûleurs 44 sont disposés d'une manière symétrique au dessus de l'enceinte 12, la circulation à l'intérieur de l'enceinte 12 n'est pas symétrique. De manière à contrôler la circulation des gaz chauds de combustion à l'intérieur de l'enceinte 12. il est possible d'utiliser

l'une des dispositions décrites précédemment.

Il est à noter que chacune de ces dispositions peut être utilisée pour réduire la circulation des gaz de combustion et réduire les problèmes d'usure et de corrosion provoqués par les configurations de circulation de ces gaz à l'intérieur de l'enceinte 12, et que ces dispositions peuvent être utilisées soit

individuellement soit en combinaison entre elles.

Une forme de réalisation décrite et illustrée ci-

dessus correspond à un mode de réalisation préférentiel de l'invention. Bien entendu, des modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1.- Procédé pour contrôler les configurations de circulation des gaz de combustion dans une enceinte de chauffage, lesdits gaz résultant de moyens de chauffage délivrant de la chaleur à un matériau de composition contenu dans une cavité de l'enceinte dans laquelle les configurations de circulation des gaz d'echappement circulent vers le bas le long d'une première surface de composition et vers le haut le long d'une seconde surface de composition et dans lequel des particules de matériau prélevées de ladite composition sont entraînées dans les gaz de combustion lorsque ceux-ci passent sur lesdites surfaces, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger les gaz de combustion de manière à les éloigner au moins en partie de ladite seconde surface de composition (50) pour réduire la quantité des particules entraînées dans les gaz de combustion et pour réduire le contact de ces particules entraînées avec des parties

(18) de ladite enceinte (12).

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des moyens de chauffage comprenant plusieurs brûleurs (A à F> et en ce qu'il consiste, pour diriger lesdits gaz de combustion, à choisir des rythmes d'allumage pour chacun desdits brûleurs afin de modifier la circulation des gaz de combustion issus de chacun des brûleurs et de diriger les gaz de combustion en les maintenant éloignés de

ladite seconde surface de composition (60).

3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à équiper ladite enceinte (12) avec un couvercle (38) pourvu d'une ouverture de sortie <50), et en ce que lesdits brûleurs comprennent un premier brûleur espacé d'une première distance de ladite ouverture de sortie et un second brûleur espacé de ladite ouverture d'une seconde distance plus grande que ladite première distance, et en ce qu'il consiste à allumer ledit premier brûleur à un rythme plus élevé que

ledit second brûleur.

4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rythme d'allumage est fonction de la consommation de combustible et de la vitesse des gaz de

combustion dudit brûleur.

5.- Procédé selon la revendication 3, caractérise en ce qu'il consiste à diriger les gaz de combustion à vitesse rapide issus d'un brûleur rapide le long de ladite surface de composition C60) pour établir une résistance à la circulation des gaz de combustion lorsque ceux-ci circulent le long de ladite seconde surface de composition (60) au voisinage de ladite

ouverture de sortie (50).

6.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste également à incliner l'un (44) desdits brûleurs pour réduire l'écoulement des gaz de combustion dirigés le long de ladite premiere surface de composition <58), de façon à ce qu'une quantité moins importante de gaz de combustion circule vers le bas le long de ladite première surface de composition et vers le haut le long de ladite seconde surface de composition

au voisinage de ladite ouverture de sortie (50).

7.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste également à incliner l'un (44) desdits breleurs pour réduire l'écoulement desdits gaz de combustion dirigés le long de ladite première surface de composition (58), de manière à ce que une quantité moins importante de gaz de combustion circule vers le bas le long de ladite première surface de composition (58) et vers le haut le long de ladite seconde surface de composition (60) au voisinage de ladite ouverture de

sortie (50).

8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comprennent plusieurs brûleurs avec au moins un brûleur rapide (44) avec une vitesse élevée de gaz de combustion, et dans lequel ces dits gaz à vitesse élevée issus dudit brûleur rapide <44) sont dirigés dans une direction opposée audites configurations d'écoulement desdits gaz de combustion le

long de ladite seconde de surface de composition (60).

9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite enceinte (12) comprend un couvercle (38) et un orifice de sortie (50), et en ce que ledit brûleur rapide (44) est positionné à proximité immédiate de ladite ouverture (42) et en ce que lesdits gaz à vitesse élevée issus dudit brûleur rapide (44) sont dirigés dans une direction opposée aux configurations d'écoulement des gaz de combustion le long de ladite seconde surface de composition (60) au voisinage de ladite ouverture (50).

10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste également & sélectionner les rythmes d'allumage desdits brûleurs, de manière à ce que le rythme d'allumage de premiers brûleurs sélectionnés soit différent du rythme d'allumage de seconds brûleurs sélectionnés, de manière à opposer une résistance à l'écoulement desdits gaz de combustion lorsqu'ils circulent le long de ladite seconde surface de composition (60) au voisinage de ladite ouverture de

sortie (50).

11.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste également & incliner l'un (44) desdits brûleurs pour réduire l'écoulement desdits gaz de combustion dirigés le long de ladite première surface de composition (58), de manière à ce qu'une quantité moins importante de gaz circule vers le bas le long de ladite première surface de composition (58) et vers le haut le long de ladite seconde surface de composition <60) au

voisinage de ladite ouverture de sortie <50).

12.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste également à incliner l'un (44) desdits brûleurs pour réduire l'écoulement des gaz de combustion dirigés le long de ladite première surface de composition (58), de manière à ce qu'une quantité moins importante de gaz circule vers le bas le long de ladite première surface de composition (58) et vers le haut le long de ladite seconde surface de composition (60) au

voisinage de ladite ouverture (50).

13.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent plusieurs brûleurs dirigeant des flammes s'accompagnant de gaz chauds de combustion vers. le matériau de composition à l'intérieur de la cavité de ladite enceinte (12), lesdits gaz de combustion desdits brûleurs ayant une première composante d'écoulement normale à ladite première surface de composition (58) et une seconde composante d'écoulement, généralement le long de ladite première surface de composition (58), et en ce qu'il consiste également à incliner au moins l'un (44) desdits brûleurs pour réduire la seconde composante desdits gaz de combustion dirigée le long de ladite première surface de composition (58) et pour réduire les configurations d'écoulement des gaz de combustion le long de ladite

seconde surface de composition (60).

14.- Procédé selon la revendication 13,. caractérisé en ce que ladite enceinte (12) comprend un couvercle (38) et une ouverture de sortie (50), et en ce qu'il consiste également & diriger les gaz de combustion à vitesse élevée d'un brûleur rapide (44) le long de ladite seconde surface de composition (60) pour établir une résistance & l'écoulement desdits gaz de combustion lorsqu'ils circulent le long de ladite seconde surface

de composition (60).

15.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste également a sélectionner les rythmes d'allumage desdits brûleurs, de manière à ce que le rythme d'allumage de premiers brûleurs sélectionnés soit différent du rythme d'allumage de seconds brûleurs sélectionnés, afin de résister à l'écoulement des gaz de combustion lorsque ceux-ci circulent le long de ladite seconde surface de composition au voisinage de ladite

ouverture (50).

16.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il consiste également à sélectionner les rythmes d'allumage desdits brûleurs de manière à ce que le rythme d'allumage de premiers brûleurs sélectionnés soit différent du rythme d'allumage de seconds brûleurs sélectionnés, de manière à résister à l'écoulement des gaz de combustion lorsque ceux-ci circulent le long de ladite seconde surface de composition (60) au voisinage

de ladite ouverture (50).