FR3141161A1 - glass furnace - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un four verrier (1) comprenant une cuve (10) surmontée d’une paroi latérale (20) et fermée par le haut par une voute (30), ladite voute étant supportée par une structure extérieure (2), caractérisée en ce que la voute est composée d’une pluralité d’éléments unitaires (31), chaque élément unitaire étant fixé directement à la structure extérieure. Fig 1The present invention relates to a glass furnace (1) comprising a tank (10) surmounted by a side wall (20) and closed from above by a vault (30), said vault being supported by an external structure (2), characterized in that the vault is composed of a plurality of unitary elements (31), each unitary element being fixed directly to the exterior structure. Figure 1
Description
L’invention concerne un four verrier.The invention relates to a glass furnace.
L’invention concerne un dispositif de fusion d’une matière vitrifiable, notamment utilisé dans la production de verre plat, verre creux ou fibres d’isolation, appelé ci-après four verrier.The invention relates to a device for melting a vitrifiable material, in particular used in the production of flat glass, hollow glass or insulation fibers, hereinafter called glass furnace.
Un tel four consiste en une cuve surmontée d’une superstructure. La cuve est l’endroit dans lequel la matière première est fondue. La superstructure est une structure déposée sur la cuve pour former un endroit clos. Cette superstructure comprend ainsi une paroi latérale et une voute fermant le four par le dessus.Such an oven consists of a tank topped with a superstructure. The vat is the place in which the raw material is melted. The superstructure is a structure placed on the tank to form an enclosed space. This superstructure thus includes a side wall and a vault closing the oven from above.
Cette paroi latérale et cette voute sont réalisées en maçonnerie c’est-à-dire qu’elles sont constituées de blocs maçonnés entre eux, chaque bloc étant réalisé dans un matériau résistant aux hautes températures comme du béton réfractaire.This side wall and this vault are made of masonry, that is to say they are made up of blocks masonry together, each block being made of a material resistant to high temperatures such as refractory concrete.
L’inconvénient de ce type de construction est qu’elle n’est pas flexible dans son utilisation. En effet, un four verrier peut, pour son fonctionnement ou sa maintenance, être ouvert afin d’introduire la composition, de remplacer des pièces comme des électrodes pour un four électrique à électrodes plongeantes ou un brûleur pour un four à gaz ou le four peut être ouvert pour faire des mesures comme la mesure de l’épaisseur de croûte.The disadvantage of this type of construction is that it is not flexible in its use. Indeed, a glass furnace can, for its operation or maintenance, be opened in order to introduce the composition, to replace parts such as electrodes for an electric furnace with plunging electrodes or a burner for a gas furnace or the furnace can be opened to make measurements such as measuring crust thickness.
Par ailleurs, la maçonnerie de la voute implique une masse importante ce qui peut limiter la taille du four.Furthermore, the masonry of the vault involves a significant mass which can limit the size of the oven.
Il existe donc un besoin pour des fours plus modulables.There is therefore a need for more modular ovens.
La présente invention a pour but de fournir un four verrier qui résout les inconvénients de l’art antérieur en étant simple et modulable.The aim of the present invention is to provide a glass furnace which resolves the disadvantages of the prior art by being simple and modular.
A cette effet, l’invention concerne un four verrier comprenant une cuve surmontée d’une paroi latérale et fermée par le haut par une voute, ladite voute étant supportée par une structure extérieure, caractérisé en ce que la voute est composée d’une pluralité d’éléments unitaires, chaque élément unitaire étant fixé directement à la structure extérieure.For this purpose, the invention relates to a glass furnace comprising a tank surmounted by a side wall and closed from above by a vault, said vault being supported by an external structure, characterized in that the vault is composed of a plurality of unitary elements, each unitary element being fixed directly to the exterior structure.
Selon un exemple, chaque élément unitaire consiste en un bloc formé par une plaque et d’une tête d’accrochage permettant à des moyens d’accrochage de fixer ledit élément unitaire à la structure.According to one example, each unitary element consists of a block formed by a plate and a hooking head allowing hooking means to fix said unitary element to the structure.
Selon un exemple, les éléments unitaires d’une même ligne sont pourvus de moyens d’emboitement pour s’emboiter les uns aux autres.According to one example, the unit elements of the same line are provided with interlocking means to fit together.
Selon un exemple, les moyens d’emboitement comprennent des surfaces complémentaires agencées sur la tranche desdites plaques.According to one example, the interlocking means comprise complementary surfaces arranged on the edge of said plates.
Selon un exemple, les moyens d’accrochage comprennent une agrafe serrant la tête d’accrochage, ladite agrafe étant fixée à une tige fixée à la structure.According to one example, the hooking means comprise a clip tightening the hooking head, said clip being fixed to a rod fixed to the structure.
Selon un exemple, l’empreinte au sol du four s’étend dans deux directions perpendiculaires et dans lequel les éléments unitaires sont alignés selon la direction la plus courte.According to one example, the footprint of the oven extends in two perpendicular directions and in which the unit elements are aligned in the shortest direction.
Selon un exemple, les éléments unitaires de deux lignes contiguës ne sont pas alignés.According to one example, the unit elements of two contiguous lines are not aligned.
Selon un exemple, les éléments unitaires ont des dimensions identiques.According to one example, the unit elements have identical dimensions.
Selon un exemple, la paroi latérale comprend une série de panneaux dont au moins un est monté mobile pivotant.According to one example, the side wall comprises a series of panels of which at least one is mounted movable to pivot.
D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :Other particularities and advantages will clearly emerge from the description given below, for information only and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which:
- la
- la
- les figures 3 et 4 représentent une vue en coupe d’un élément unitaire et sa fixation à une structure externe d’un four selon l’invention ;- Figures 3 and 4 represent a sectional view of a unitary element and its attachment to an external structure of an oven according to the invention;
- les figures 5 et 6 représentent une variante d’élément unitaire avec des côtés munis de surfaces complémentaires et une série de ces éléments unitaires ;- Figures 5 and 6 represent a variant of a unitary element with sides provided with complementary surfaces and a series of these unitary elements;
- les figures 7 et 8 représentent différentes dispositions des éléments unitaires ;- Figures 7 and 8 represent different arrangements of the unit elements;
- la
- les figures 10a et 10b représentent différentes vues d’un panneau mobile selon l’invention ;- Figures 10a and 10b represent different views of a mobile panel according to the invention;
- les figures 11a, 11b, 11c représentent des vues en coupe de différentes variantes d’un panneau mobile selon l’invention ;- Figures 11a, 11b, 11c represent sectional views of different variants of a mobile panel according to the invention;
L’invention représentée sur la
Le four comprend en outre une paroi latérale 20 surmontant cette cuve. Cette paroi latérale est en contact avec une réhausse de cuve 21 servant de butée pour ladite paroi latérale. La paroi latérale comprend des panneaux 22 et des inserts, ces inserts permettant la mise en place d’élément fonctionnels comme des sondes ou des brûleurs ou des électrodes ou des regards.The oven further comprises a side wall 20 surmounting this tank. This side wall is in contact with a tank extension 21 serving as a stop for said side wall. The side wall includes panels 22 and inserts, these inserts allowing the installation of functional elements such as probes or burners or electrodes or sight glasses.
Chaque panneau 22 comprend deux faces 22a (intérieure, extérieure) parallèles et une tranche périphérique 22b comprenant une portion supérieure, une portion inférieure et deux portions latérales. Les panneaux et les inserts sont en contact les uns avec les autres par leurs tranches, l’interface entre eux est isolée par la mise en place d’un matériau souple, résistant à la chaleur et peu perméable aux gaz.Each panel 22 comprises two parallel faces 22a (inner, outer) and a peripheral edge 22b comprising an upper portion, a lower portion and two side portions. The panels and inserts are in contact with each other through their edges, the interface between them is isolated by the installation of a flexible material, resistant to heat and not very permeable to gases.
La paroi latérale est alors surmontée d’une corniche 23. Le four est enfin fermé, par le haut, par une voute 30 en contact avec la corniche 23.The side wall is then surmounted by a cornice 23. The oven is finally closed, from above, by a vault 30 in contact with the cornice 23.
Le four comprend en outre une ouverture d’entrée par laquelle la matière première est apportée et une sortie par laquelle le matériau fondu sort.The furnace further comprises an inlet opening through which the raw material is supplied and an outlet through which the molten material exits.
Selon l’invention, la voute 30 permet une construction modulaire et simplifiée comme visible à la
Chaque élément unitaire 31 comprend une première partie et une seconde partie comme visible à la
Cette agrafe 41 est fixée à l’extrémité d’une tige 42 qui est, elle-même, fixée à la structure externe 2. Cette fixation est par exemple réalisée par boulonnage.This clip 41 is fixed to the end of a rod 42 which is itself fixed to the external structure 2. This fixing is for example carried out by bolting.
La plaque 310 de la première partie est telle que sa surface est celle d’un quadrilatère du type carré ou rectangle. Cette plaque est astucieuse en ce qu’elle présente, sur au moins deux côtes, des moyens d’emboitement 314 comme visible à la
Les plaques peuvent alors comprendre une surface complémentaire de type male et une surface complémentaire de type femelle, agencées sur des cotés opposés.The plates can then comprise a complementary surface of the male type and a complementary surface of the female type, arranged on opposite sides.
De préférence, les quatre côtés d’une plaque 310 sont munis de surfaces complémentaires 315, agencées de façon opposé ou non. On comprend alors que les surfaces complémentaires mâle et femelle peuvent être agencées sur des côtés adjacents ou opposés.Preferably, the four sides of a plate 310 are provided with complementary surfaces 315, arranged oppositely or not. It is then understood that the complementary male and female surfaces can be arranged on adjacent or opposite sides.
Ces surfaces complémentaires permettent aux éléments unitaires de s’assembler les uns aux autres et donc de permettre à la voute d’avoir une bonne cohésion mécanique. Les surfaces complémentaires sont agencées pour qu’il subsiste un espace entre les plaques de deux éléments unitaires assemblés. Cet espace est utilisé comme joint de dilatation c‘est à dire qu’il permet de compenser la dilatation des éléments unitaires sous l’effet de la chaleur. Pour étanchéifier la voute, des plaquettes sont agencées sur les plaques 310 au-dessus de l’espace entre deux plaques 310. Ces espaces sont remplis de matériau compressible résistant à la chaleur (fibres d’ordinaire), ces joints se refermant lors des dilatations de la voûteThese complementary surfaces allow the unitary elements to assemble with each other and therefore allow the vault to have good mechanical cohesion. The complementary surfaces are arranged so that there remains a space between the plates of two assembled unit elements. This space is used as an expansion joint, meaning that it compensates for the expansion of the unit elements under the effect of heat. To seal the vault, plates are arranged on the plates 310 above the space between two plates 310. These spaces are filled with compressible heat-resistant material (usually fibers), these joints closing during expansion of the vault
Les plaques sont disposées selon un alignement réalisé selon au moins l’une des directions du four c’est-à-dire selon la largeur ou la longueur comme visible à la
Selon une préférence, les plaques des différentes lignes sont alignées. Dans une alternative à cette variante les plaques 310 des éléments unitaires comprennent des surfaces complémentaires de même type. On comprend par-là que la plaque 310 ne comprend que des surfaces complémentaires de type mâle ou de type femelle. Cette alternative est possible pour des plaques comprenant des surfaces complémentaires sur deux côtés opposés ou sur les quatre côtés. Dans ce cas-là, les éléments unitaires sont alternés c’est-à-dire qu’un élément unitaire pourvu que de surfaces complémentaires mâle n’est contigu qu’avec des éléments unitaires pourvu que de surfaces complémentaires femelle.According to one preference, the plates of the different lines are aligned. In an alternative to this variant, the plates 310 of the unit elements comprise complementary surfaces of the same type. We understand from this that the plate 310 only includes complementary surfaces of male type or female type. This alternative is possible for plates comprising complementary surfaces on two opposite sides or on all four sides. In this case, the unitary elements are alternated, that is to say that a unitary element provided with complementary male surfaces is only contiguous with unitary elements provided with only complementary female surfaces.
Selon une autre préférence, les plaques de deuxlignes? contiguës sont décalées comme visible à la
Dans une variante, les plaques sont regroupées sous forme de module jointés.In a variant, the plates are grouped together in the form of jointed modules.
Pour renforcer la voute, un certain nombre de plaques peuvent être jointes avec un mortier M au lieu d’utiliser une plaquette au-dessus dudit espace entre deux plaques. Ce mortier est placé, entre deux plaques, au niveau des côtés portant les surfaces complémentaires ou au niveau d’autres côtés comme visible à la
Afin de gérer la dilatation globale de la voûte pendant l’attrempage, le mortier est placé pour former des modules ou zones, qui sont séparés par des joints ouverts ou remplis de matériau compressible résistant à la chaleur (fibres d’ordinaire), ces joints se refermant lors des dilatations de la voûte.In order to manage the overall expansion of the vault during quenching, the mortar is placed to form modules or zones, which are separated by open joints or filled with compressible heat-resistant material (usually fibers), these joints closing when the vault expands.
Ainsi, l’association du mortier avec les surfaces complémentaires permet de renforcer la voûte contre les infiltrations de fumées/gaz de compo, et donc de maintenir une bonne étanchéité tout en assurant une bonne tenue mécanique. Cette bonne tenue mécanique permet à la voute d’être moins complexe en évitant une superposition de blocs sous forme de différentes couches qui alourdissent la voute et necessitent une structure externe 2 plus imposante.Thus, the association of the mortar with the complementary surfaces makes it possible to reinforce the vault against infiltration of smoke/compound gas, and therefore to maintain a good seal while ensuring good mechanical strength. This good mechanical strength allows the vault to be less complex by avoiding a superposition of blocks in the form of different layers which weigh down the vault and require a more imposing external structure 2.
Dans une variante visible aux figures 10a et 10b, les panneaux 22 formant la paroi latérale sont montés pour être mobiles. Plus particulièrement, les panneaux sont montés pivotants. Pour cela, chaque panneau consiste en un châssis métallique 220 sur lequel un matériau résistant à la chaleur du type béton 222 est placé. Ce matériau est moulé sur ce châssis pour former une plaque, ce dernier étant muni de crochets surmoulé par le béton pour bien accrocher ledit matériau au châssis. Un matelas de fibres peut être intercalé entre le matériau de type béton et le châssis métallique pour protéger le métal de la chaleur du béton et réduire les pertes par les portes, notamment pendant l’attrempage. Le châssis est alors pourvu de deux extensions 224 percées afin qu’un axe s’y insère pour rendre le panneau pivotant. Un système de poulie est utilisé pour faire pivoter le panneau. Cette possibilité de faire pivoter le ou les panneaux permet une maintenance simplifiée du four : remplacer les électrodes, faire passer un outil de mesure.In a variant visible in Figures 10a and 10b, the panels 22 forming the side wall are mounted to be mobile. More particularly, the panels are pivotally mounted. For this, each panel consists of a metal frame 220 on which a heat-resistant material of the concrete type 222 is placed. This material is molded on this frame to form a plate, the latter being provided with hooks molded by the concrete to securely attach said material to the frame. A fiber mat can be inserted between the concrete-type material and the metal frame to protect the metal from the heat of the concrete and reduce losses through the doors, particularly during soaking. The chassis is then provided with two extensions 224 pierced so that an axis is inserted to make the panel pivotable. A pulley system is used to rotate the panel. This ability to rotate the panel(s) allows simplified maintenance of the oven: replace the electrodes, pass a measuring tool.
Des panneaux d’une même face de la paroi latérale peuvent être agencés pour pivoter simultanément. Pour cela, ils peuvent être reliés ensemble par une poutre métallique reliée au système de poulie ou aux systèmes de poulie.Panels on the same side of the side wall can be arranged to pivot simultaneously. For this, they can be connected together by a metal beam connected to the pulley system or pulley systems.
Dans une réalisation particulière de ces panneaux, une ou les portions latérales de la tranche périphérique 22b n’est pas perpendiculaire à la face extérieure dudit panneau. Cette portion latérale peut être inclinée et/ou présenter un profil en escalier comme visible aux figures 11a, 11b et 11c. Un profil en escalier consiste en un profil présentant un décrochement. La portion latérale peut associer inclinaison et décrochement.In a particular embodiment of these panels, one or more lateral portions of the peripheral edge 22b is not perpendicular to the exterior face of said panel. This lateral portion can be inclined and/or have a stepped profile as visible in Figures 11a, 11b and 11c. A stepped profile consists of a profile with a step. The lateral portion can combine inclination and offset.
Ainsi, deux panneaux contiguës sont agencés pour que leurs portions latérales en contact soient complémentaires.Thus, two contiguous panels are arranged so that their lateral portions in contact are complementary.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art.Of course, the present invention is not limited to the example illustrated but is susceptible to various variants and modifications which will appear to those skilled in the art.
A ce titre, Le four comprend également des ouvertures circulaires dans la voûte pour introduire du calcin en cas de marche dégradée (attrempage, voûte chaude, panne enfourneuse).As such, the oven also includes circular openings in the vault to introduce cullet in the event of degraded operation (soaking, hot vault, loading pan).
De plus, il peut être prévu d’avoir des surfaces complémentaires avec des géométries différentes. Plus particulièrement, les surfaces complémentaires des plaques selon une première direction peuvent avoir une géométrie convexe concave et selon une deuxième direction une géométrie du type créneaux ou en triangle. Ces surfaces complémentaires différentes peuvent être agencées sur des côtés opposées ou adjacents.In addition, it can be planned to have complementary surfaces with different geometries. More particularly, the complementary surfaces of the plates in a first direction can have a concave convex geometry and in a second direction a geometry of the slotted or triangle type. These different complementary surfaces can be arranged on opposite or adjacent sides.
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