WO2014044944A1 - Four de cuisson à haute température - Google Patents

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WO2014044944A1
WO2014044944A1 PCT/FR2013/052018 FR2013052018W WO2014044944A1 WO 2014044944 A1 WO2014044944 A1 WO 2014044944A1 FR 2013052018 W FR2013052018 W FR 2013052018W WO 2014044944 A1 WO2014044944 A1 WO 2014044944A1
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WO
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movable elements
tunnel
high temperature
cooking
fixed structures
Prior art date
Application number
PCT/FR2013/052018
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English (en)
Inventor
Giovanni ZAMPARO
Christophe AUBERTOT
Philippe Hatton
Original Assignee
Ceritherm
Direxa Engineering, Llc
Seipia
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Publication date
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Priority to US14/430,380 priority patent/US20150241124A1/en
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27B9/2469—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollable bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/38—Arrangements of devices for charging
    • F27B2009/382—Charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0059—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising tracks, e.g. rails and wagon

Definitions

  • the present invention relates to a method and devices for moving loads in furnaces, especially high temperature furnaces for firing ceramics.
  • high temperatures will be used to denote treatment temperatures between 700 and 1800 degrees Celsius.
  • an oven consists of an enclosure in which the conditions of temperature, pressure and atmosphere necessary for the transformation of the products to be cooked are carried out.
  • baking tunnel will be used to designate the area delimited by the four adjacent walls which are: the two lateral walls also called “right feet”, the upper face called “vault” and the lower face called “sole”.
  • the scope of the invention will be limited to furnaces in which the products to be cooked are introduced into the cooking chamber by one of the ends of the cooking tunnel and emerge after heat treatment either by the same end or by the end. opposite.
  • each of the kiln cars consists of a slab of refractory materials and thermal insulators intended on the one hand to support the load of the products to be cooked and on the other hand to limit heat exchanges with the outside. from the oven.
  • Said slab of refractory and insulating materials is supported by a metal frame itself equipped with wheels or any other mechanical means allowing the kiln car to be moved easily.
  • the slab of refractory and insulating materials forms a heat shield between the high temperature cooking zone and the mechanical transport means located under the metal frames.
  • the oven cars are arranged in contact with each other and thus constitute the sole of the cooking tunnel.
  • the metal frame and said mechanical displacement means must be maintained at an acceptable temperature for the materials and lubricants used.
  • forced ventilation or natural convection of the undercarriage area is usually provided in the furnace design.
  • the refractory and insulating materials of the upper slab represent a mass of several hundred kilograms per square meter useful. They undergo the thermal and mechanical stresses of the cooking cycle repeatedly and are the source of maintenance costs for the operators.
  • the upper slab and frame account for about thirty percent of the oven's heat consumption.
  • the cooking tunnel is delimited by fixed walls constituting the hearth of the oven, the vault and the side walls.
  • the products to be cooked are placed on rollers passing through the side walls of the cooking tunnel. Said rollers are supported and rotated by a mechanism located outside the cooking tunnel on the side walls.
  • roller furnace Another disadvantage of the roller furnace is the lack of sealing due to the numerous passages of the rollers through the side walls of the cooking tunnel.
  • the object of the invention is to propose a solution for moving the products in a cooking tunnel, all the walls of which are fixed and without any mechanical element intended for the movement of the products passing through any of the four fixed and adjacent walls delimiting said tunnel.
  • the invention relates to a high temperature baking oven, comprising:
  • the fixed structures pass through the cooking tunnel from one end to the other and comprise sections arranged end to end, each section being held in position by one or more support parts bearing on one or more of the fixed walls of the tunnel. Cooking.
  • the movable elements are juxtaposed in mutual support and their displacement is ensured by the action on some of the elements located near the ends of the cooking tunnel.
  • the rolling means said pads, consist of an assembly of two to six rollers to at least one cylindrical zone, interconnected at their axis by one or more spacers intended to limit the relative displacement of the rollers and to avoid that two adjacent rollers of the same pad or two successive pads do not come into contact.
  • the profile of the rollers is adapted to the profiles of the sections of the fixed structures and the moving elements in order to ensure the longitudinal guidance of the moving elements during their movement.
  • the profile of the movable elements is adapted to the profile of the sections of the fixed structures to provide longitudinal guidance of the movable elements on the fixed structures.
  • the cylindrical zones of the rollers receiving the load of the movable elements are of a diameter different from those transmitting this load to the sections of the fixed structures.
  • the pads move at a lower speed than the moving elements.
  • the movable elements and the pads are taken again at the exit of the tunnel by a handling device which transfers them outside the tunnel of cooking until the entry to be used again.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a cooking tunnel equipped with oven cars according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a roller oven according to the prior art ..
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the cooking tunnel and devices according to the invention.
  • FIG. 4 shows a side view in section AA, an embodiment of a device according to the invention wherein the support parts of the fixed sections are placed on the sole of the baking tunnel.
  • Figure 5 shows a section along BB of the view of Figure 4.
  • FIG. 6 shows a front view, an embodiment of a pad according to the invention.
  • FIG. 7 shows a side view, an embodiment of a pad according to the invention.
  • FIG. 8 shows an embodiment of a roller.
  • FIG. 9 shows an embodiment of the invention wherein the load transfers between the movable elements and the fixed sections relate to the same cylindrical areas of the rollers.
  • FIG. 10 and 11 show an embodiment of the invention wherein the load transfers between the movable elements and the fixed sections relate to different areas of the rollers.
  • - Figure 12 shows an embodiment where the longitudinal guide between the fixed sections and the movable elements is effected through the pads interlayers.
  • - Figure 13 shows an embodiment where the longitudinal guidance of the movable elements is provided by the fixed structures.
  • the different views show the side walls 1, the roof 2 and the floor 3 of the cooking tunnel and the loads of products to be fired 4.
  • FIG. 1 shows an oven car 5, the refractory and insulating material slab 6, the metal frame 7 and the mechanical displacement means 8 according to the prior art of the wagon furnaces.
  • FIG. 3 to 13 there are fixed structures 10, fixed sections 11, support parts 12 for holding in position the fixed sections relative to the cooking tunnel.
  • the moving elements 13, the shoes 14, the rollers 15 and the spacers of the rollers 16 can also be distinguished.
  • the support members 12 of the fixed sections 11 are placed on the hearth 3 of the cooking tunnel and held in position by a lock 17 on said hearth.
  • the sections 11 of the fixed structures are also held in position on the support parts 12.
  • Figures 6 and 7 show a particular embodiment of a pad provided with three rollers 15 spaced apart by two spacers 16 located on either side of the rollers.
  • FIG. 8 are distinguished the two outer cylindrical zones of the same diameter 19 connected by a cylindrical zone with a smaller diameter 20 and two flat or conical connection zones 21 used for lateral guidance between the fixed sections and the mobile elements.
  • the angle of the connection areas with the cylindrical areas can vary between 90 and 45 degrees.
  • the movable element 13 rests on the cylindrical zone of the small central diameter 20 of the roller while the fixed section 11 is in contact with the cylindrical zones of large diameter 19.
  • the lateral guidance is obtained by the contact on the lateral zones 21 of the roller. This arrangement reduces friction by naturally aligning the rollers.
  • FIG. 11 shows an inverted arrangement of FIG. 10 where the mobile element 13 is then resting on the cylindrical zones of large diameters 19 of the roller and the fixed section 11 on the central cylindrical zone.
  • the guide between the fixed portion 11 and the movable member 13 is provided by means of the spacers 16.
  • the rollers 15 can then be cylindrical since they no longer provide the guiding function.
  • the profile of the movable elements 13 is adapted to the profile of the sections 11 of the fixed structures 10 to provide longitudinal guidance of the movable elements on the fixed structures.
  • the shoe 14 is held in the lateral position, in the case of FIG. 12, by the fixed structure, and in the case of FIG. 13, by the movable elements 13.
  • the devices for moving products in a high temperature cooking tunnel according to the invention consist on the one hand:
  • Said fixed structures 10 consist of sections 11 arranged end to end, each fixed section being held in position by one or more support members 12 bearing on one or more of the fixed walls of the cooking tunnel,
  • Said movable elements 13 are juxtaposed in mutual support and their displacement is ensured by an action on some of the elements 13 located near the ends of the cooking tunnel.
  • the installation according to the invention comprises devices 14 disposed between the fixed structures 10 and the movable elements 13 and facilitating the movement of said elements, designated by the term "pads".
  • Cooking supports consisting of bars 18 or frames receive the products to be cooked and connect the upper faces of the elements movable 13 transversely to their axes of movement in the cooking tunnel.
  • the pads 14 consist of an assembly of two to six rollers 15 interconnected at their axis by one or more spacers 16 intended to limit the relative displacement of the rollers and thus avoid two adjacent rollers 15 of a same pad 14 or two successive pads do not come into contact.
  • the pads 14 are driven in translation by the rolling of some of the rollers 15 in contact with the sections 11 of the fixed structure 10 and the movable elements 13.
  • rollers 15 which are not in contact with the sections 11 of the fixed structure 10 or the movable elements 13 due to geometrical irregularities are temporarily driven by the spacers 16 connecting them to the adjacent rollers.
  • Said walls can thus accommodate the thermal and aeraulic equipment necessary for the cooking process such as, for example, burners, brew fans and fluid distribution ducts.
  • the profile of all or some rollers 15 is adapted to the profiles of the sections 11 of the fixed structure 10 and the movable elements 13 to provide longitudinal guidance of the movable elements during their movement.
  • the cylindrical zones of the rollers 15 receiving the load of the movable elements 13 are of a different diameter from those transmitting this load to the sections 11 of the fixed structure.
  • the longitudinal guidance of the movable elements 13 on the sections 11 of the fixed structure is ensured by the inserts 16 of the pads 14.
  • the profile of the movable elements 13 is adapted to the profile of the fixed structures 10 to provide longitudinal guidance of the movable elements 13 on the sections 11 of the fixed structure.
  • the method for conveying the charges to be fired in an oven according to the invention comprises the steps of:
  • the movable elements 13 and the pads 14 are taken out of the tunnel by a handling device which transfers them outside the cooking tunnel to the entrance to be used again.
  • the industrial applications of the invention relate mainly to tunnel and intermittent furnaces in the ceramic and metallurgical industries and, more generally, to high temperature, controlled atmosphere or fast cycle treatment furnaces.
  • the mode of displacement proposed by the invention makes it possible to overcome thermal losses due to the presence of mobile load carriers such as oven cars and to ensure perfect sealing of the cooking chamber.
  • the use of the invention allows a reduction of the cooking cycles and the thermal consumptions in these industries and the improvement of the quality of the products by the homogeneity of the cooking conditions in the section of the cooking tunnel.

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Abstract

Four de cuisson à haute température. A l'intérieur du tunnel de cuisson, il comporte des structures fixes (10) longitudinales de support et de guidage, des éléments mobiles (13) déplaçables le long des structures fixes (10) et supportant les charges à cuire (4), et des moyens de roulement (14) entre les structures fixes (10) et les éléments mobiles (13) pour assurer le déplacement des éléments mobiles le long des structures fixes.

Description

« Four de cuisson à haute température »
La présente invention concerne un procédé et les dispositifs destinés à assurer le déplacement de charges dans les fours, notamment les fours à haute température destinés à la cuisson des céramiques.
On désignera par le terme hautes températures, des températures de traitement comprises entre 700 et 1800 degrés Celsius.
D'une manière générale, un four est constitué d'une enceinte dans laquelle on réalise les conditions de température, de pression et d'atmosphère nécessaires à la transformation des produits à cuire.
On désignera par le terme « tunnel de cuisson » la zone délimitée par les quatre parois adjacentes qui sont : les deux murs latéraux nommés aussi « pieds droits», la face supérieure nommée « voûte» et la face inférieure nommée « sole ».
On limitera la portée de l'invention aux fours dans lesquels les produits à cuire sont introduits dans l'enceinte de cuisson par l'une des extrémités du tunnel de cuisson et ressortent après traitement thermique soit par la même extrémité, soit par l'extrémité opposée.
Aux extrémités dudit tunnel, on dispose parfois des portes ou tout autre moyen permettant de maîtriser les échanges entre l'enceinte de cuisson et l'atelier.
La manière la plus connue et également la plus ancienne pour déplacer les produits à cuire dans un four à été de les disposer sur des structures mobiles généralement appelées « wagons de four», les produits à cuire étant posés sur la face supérieure desdits wagons.
La zone supérieure de chacun des wagons de four est constituée d'une dalle de matériaux réfractaires et d'isolants thermiques destinés d'une part à supporter la charge des produits à cuire et d'autre part à limiter les échanges thermiques avec l'extérieur du four.
Ladite dalle de matériaux réfractaires et isolants est supportée par un châssis métallique lui-même équipé de roues ou de tout autre moyen mécanique permettant au wagon de four d'être déplacé facilement.
La dalle de matériaux réfractaires et isolants forme un écran thermique entre la zone de cuisson à haute température et les moyens mécaniques de transport situés sous les châssis métalliques. Dans le four, les wagons de four sont disposés les uns au contact des autres et constituent de ce fait la sole du tunnel de cuisson.
Pour isoler le tunnel de cuisson, situé au-dessus de la sole, du passage de service, situé au-dessous de la sole, il est connu de prévoir d'une part des tabliers latéraux d'étanchéité portés par les wagons de four à hauteur de la sole, d'autre part des gouttières à sable solidaires des parois latérales du four. De tels moyens coopérants sont décrits dans les documents DE 23 54 463 et DE 20 16 537.
Le châssis métallique et lesdits moyens mécaniques de déplacement doivent être maintenus à une température acceptable pour les matériaux et les produits de lubrification utilisés. A cette fin, une ventilation forcée ou une convection naturelle de la zone sous wagons est généralement prévue dans la conception du four.
Cette solution est aujourd'hui universellement utilisée bien qu'elle présente de nombreux inconvénients :
- La dalle supérieure des wagons de four est soumise à des contraintes thermiques de déformation
- Les matériaux réfractaires et isolants de la dalle supérieure représentent une masse de plusieurs centaines de kilogrammes par mètre carré utile. Ils subissent les contraintes thermiques et mécaniques du cycle de cuisson de manière répétée et sont à l'origine de coûts d'entretien pour les exploitants.
- La dalle supérieure et le châssis participent pour environ trente pour cent à la consommation thermique du four.
- Le refroidissement nécessaire du châssis et des moyens mécaniques de déplacement représente une consommation thermique inutile à la transformation des produits.
- Les fuites thermiques et aérauliques d'une part entre les parois latérales fixes du tunnel de cuisson et les wagons mobiles et d'autre part entre les wagons eux-mêmes sont la cause d'une consommation d'énergie thermique, d'hétérogénéité à l'intérieur du tunnel de cuisson et de la dégradation par échauffement des moyens mécaniques de déplacement.
- L'isolation thermique des wagons mobiles est plus difficile à obtenir que celle des parois fixes du tunnel de cuisson, ce qui entraîne des pertes thermiques et des frottements mécaniques dus aux systèmes d'étanchéité latéraux. - Les châssis métalliques sont soumis à des cycles d'échauffement et de refroidissement et subissent des déformations permanentes malgré les systèmes de refroidissement prévus.
- La masse et l'inertie thermique des wagons limite l'utilisation de ce type de four à des cycles lents, généralement supérieurs à dix heures.
Certains constructeurs ont imaginé de remplacer les wagons de four occupant toute la largeur du tunnel de cuisson par des wagons étroits formant ainsi plusieurs structures mobiles parallèles dans la sole du tunnel de cuisson sans pour autant résoudre les problèmes d'étanchéité ni échauffement des moyens mécaniques de déplacement situés sous les wagons étroits.
Une autre solution connue au problème de déplacement des produits dans les fours est le four à rouleaux.
Dans un four à rouleaux, le tunnel de cuisson est délimité par des parois fixes constituant la sole du four, la voûte et les murs latéraux.
Dans un four à rouleaux, les produits à cuire sont posés sur des rouleaux traversant les parois latérales du tunnel de cuisson. Lesdits rouleaux sont supportés et entraînés en rotation par une mécanique située à l'extérieur du tunnel de cuisson sur les parois latérales.
Cette solution, très répandue dans l'industrie du carrelage, est limitée par la longueur des rouleaux et la charge pouvant être supportée par lesdits rouleaux.
Un autre inconvénient du four à rouleaux est le défaut d'étanchéité dû aux nombreux passages des rouleaux à travers les parois latérales du tunnel de cuisson.
Le but de l'invention est de proposer une solution de déplacement des produits dans un tunnel de cuisson dont toutes les parois sont fixes et sans qu'aucun élément mécanique destiné au déplacement des produits ne traverse aucune des quatre parois fixes et adjacentes qui délimitent ledit tunnel .
L'invention a pour objet un four de cuisson à haute température, comportant :
- des structures fixes longitudinales de support et de guidage, et
- des éléments mobiles déplaçables le long des structures fixes et supportant les charges à cuire,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de roulement entre les structures fixes et les éléments mobiles pour assurer le déplacement des éléments mobiles le long des structures fixes ; en ce que le déplacement des charges dans le four est assuré sans interaction entre les parois du tunnel de cuisson et les moyens de déplacement des charges dans le four, et en ce que, à l'intérieur du tunnel de cuisson, lesdites structures fixes, lesdits éléments mobiles et lesdits moyens de roulement sont soumis aux mêmes conditions de température et d'atmosphère que la zone du tunnel de cuisson où ils sont situés.
Avantageusement, les structures fixes traversent le tunnel de cuisson d'une extrémité à l'autre et comportent des tronçons disposés bout à bout, chaque tronçon étant maintenu en position par une ou plusieurs pièces supports prenant appui sur une ou plusieurs des parois fixes du tunnel de cuisson.
De manière avantageuse, les éléments mobiles sont juxtaposés en appui réciproque et leur déplacement est assuré par l'action sur certains des éléments situés près des extrémités du tunnel de cuisson.
De préférence, les moyens de roulement, dits patins, sont constitués d'un assemblage de deux à six galets à au moins une zone cylindrique, reliés entre eux au niveau de leur axe par un ou plusieurs intercalaires destinés à limiter le déplacement relatif des galets et à éviter ainsi que deux galets adjacents d'un même patin ou de deux patins successifs ne viennent en contact.
Avantageusement, le profil des galets est adapté aux profils des tronçons des structures fixes et des éléments mobiles afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles au cours de leur déplacement.
De manière avantageuse, le profil des éléments mobiles est adapté au profil des tronçons des structures fixes afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles sur les structures fixes.
De préférence, les zones cylindriques des galets recevant la charge des éléments mobiles sont d'un diamètre différent de celles transmettant cette charge aux tronçons des structures fixes.
Avantageusement, les patins se déplacent à une vitesse inférieure à celle des éléments mobiles.
L'invention a encore pour objet, un procédé d'acheminement des charges à cuire dans un four de cuisson à haute température caractérisé par les étapes de :
- sur des structures fixes longitudinales de support et de guidage, disposer à intervalles des patins aptes à assurer un déplacement, - sur les patins, disposer des éléments mobiles juxtaposés dans le sens longitudinal de déplacement,
- sur les éléments mobiles, placer les supports de cuisson et les charges à cuire,
- aux extrémités du tunnel, appliquer une poussée aux éléments mobiles pour les faire progresser.
Avantageusement, les éléments mobiles et les patins sont repris à la sortie du tunnel par un dispositif de manutention qui les transfère à l'extérieur du tunnel de cuisson jusqu'à l'entrée pour être de nouveau utilisés.
L'invention est décrite avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un tunnel de cuisson équipé de wagons de four selon l'art antérieur.
- La figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale d'un four à rouleaux selon l'art antérieur..
- La figure 3 représente une vue schématique en coupe transversale du tunnel de cuisson et des dispositifs selon l'invention.
- La figure 4 représente en vue de côté selon la coupe AA, un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention où les pièces supports des tronçons fixes sont posées sur la sole du tunnel de cuisson.
- La figure 5 représente une coupe selon BB de la vue de la figure 4.
- La figure 6 représente en vue de face, un mode de réalisation d'un patin selon l'invention.
- La figure 7 représente en vue de coté, un mode de réalisation d'un patin selon l'invention.
- La figure 8 représente un mode de réalisation d'un galet.
- La figure 9 représente un mode de réalisation de l'invention où les transferts de charge entre les éléments mobiles et les tronçons fixes concernent les mêmes zones cylindriques des galets.
- Les figures 10 et 11 représentent un mode de réalisation de l'invention où les transferts de charge entre les éléments mobiles et les tronçons fixes concernent des zones différentes des galets.
- La figure 12 représente un mode de réalisation où le guidage longitudinal entre les tronçons fixes et les éléments mobiles s'effectue par l'intermédiaire des intercalaires des patins. - La figure 13 représente un mode de réalisation où le guidage longitudinal des éléments mobiles est assuré par les structures fixes.
En référence à ces dessins, on distingue sur les différentes vues les parois latérales 1, la voûte 2 et la sole 3 du tunnel de cuisson et les charges de produits à cuire 4.
Sur la figure 1 on a représenté un wagon de four 5, la dalle de matériaux réfractaires et isolants 6, le châssis métallique 7 et les moyens mécaniques de déplacement 8 selon l'art antérieur des fours à wagons.
Sur la figure 2, les rouleaux 9 selon l'art antérieur des fours à rouleaux supportent la charge 4.
Sur les figures 3 à 13, on distingue les structures fixes 10, les tronçons fixes 11, les pièces supports 12 destinées à maintenir en position les tronçons fixes par rapport au tunnel de cuisson. On distingue également les éléments mobiles 13, les patins 14, les galets 15 et les intercalaires des galets 16.
Sur les figures 4 et 5, les pièces supports 12 des tronçons fixes 11 sont posées sur la sole 3 du tunnel de cuisson et maintenues en position par un verrouillage 17 sur ladite sole. Les tronçons 11 des structures fixes sont également maintenus en position sur les pièces supports 12.
On distingue également les supports de cuisson constitués de barreaux
18 et les charges de produits à cuire 4.
Sur les figures 4 et 5, le guidage longitudinal des éléments mobiles 13 sur les structures fixes est assuré par le profil en diabolo des galets 15 et les formes complémentaires des tronçons fixes et des éléments mobiles.
Les figures 6 et 7 montrent un exemple particulier de réalisation d'un patin muni de trois galets 15 maintenus en écartement par deux intercalaires 16 situés de part et d'autre des galets.
Sur la figure 8 on distingue les deux zones cylindriques extérieures de même diamètre 19 reliées par une zone cylindrique d'un diamètre inférieur 20 et deux zones de raccordement planes ou conique 21 utilisées pour le guidage latéral entre les tronçons fixes et les éléments mobiles. L'angle des zones de raccordement avec les zones cylindriques peut varier entre 90 et 45 degrés.
Sur la figure 9, le transfert de charge entre l'élément mobile 13 et le tronçon fixe 11 s'effectue par le contact avec les zones cylindriques extérieures
19 du galet. Sur la figure 10, l'élément mobile 13 repose sur la zone cylindrique du petit diamètre central 20 du galet alors que le tronçon fixe 11 est en contact avec les zones cylindriques de grand diamètre 19. Le guidage latéral est obtenu par le contact sur les zones latérales 21 du galet. Cette disposition réduit les frottements en alignant naturellement les galets.
La figure 11 montre une disposition inversée de la figure 10 où l'élément mobile 13 est alors en appui sur les zones cylindriques de grands diamètres 19 du galet et le tronçon fixe 11 sur la zone cylindrique centrale.
Sur la figure 12, le guidage entre le tronçon fixe 11 et l'élément mobile 13 est assuré par l'intermédiaire des intercalaires 16. Les galets 15 peuvent alors être cylindriques puisqu'ils n'assurent plus la fonction de guidage.
Sur la figure 13, le profil des éléments mobiles 13 est adapté au profil des tronçons 11 des structures fixes 10 afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles sur les structures fixes. Le patin 14 est maintenu en position latérale, dans le cas de la figure 12, par la structure fixe, et dans le cas de la figure 13, par les éléments mobiles 13.
Les dispositifs de déplacement des produits dans un tunnel de cuisson à haute température selon l'invention sont constitués d'une part :
- de structures fixes 10 longitudinales disposées à l'intérieur du tunnel de cuisson et le traversant d'une extrémité à l'autre en étant parallèles entre elles. Lesdites structures fixes 10 sont constituées de tronçons 11 disposés bout à bout, chaque tronçon fixe étant maintenu en position par une ou plusieurs pièces supports 12 prenant appui sur une ou plusieurs des parois fixes du tunnel de cuisson,
- d'éléments mobiles 13 portant les charges à cuire et se déplaçant longitudinalement sur les structures fixes 10.
Lesdits éléments mobiles 13 sont juxtaposés en appui réciproque et leur déplacement est assuré par une action sur certains des éléments 13 situés près des extrémités du tunnel de cuisson.
L'installation selon l'invention comporte des dispositifs 14 disposés entre les structures fixes 10 et les éléments mobiles 13 et facilitant le déplacement desdits éléments, désignés par le terme « patins ».
Des supports de cuisson constitués de barreaux 18 ou de cadres reçoivent les produits à cuire et relient les faces supérieures des éléments mobiles 13 transversalement à leurs axes de déplacement dans le tunnel de cuisson.
L'invention est encore remarquable en ce que :
- Les patins 14 sont constitués d'un assemblage de deux à six galets 15 reliés entre eux au niveau de leur axe par un ou plusieurs intercalaires 16 destinés à limiter le déplacement relatif des galets et à éviter ainsi que deux galets 15 adjacents d'un même patin 14 ou de deux patins successifs ne viennent en contact.
- Les patins 14 sont entraînés en translation par le roulement de certains des galets 15 en contact avec les tronçons 11 de la structure fixe 10 et les éléments mobiles 13.
- Les galets 15 qui ne sont pas en contact avec les tronçons 11 de la structure fixe 10 ou les éléments mobiles 13 du fait d'irrégularités géométriques sont entraînés provisoirement par les intercalaires 16 les reliant aux galets adjacents.
- Les patins 14 se déplacent à une vitesse inférieure à celle des éléments mobiles 13.
- Tous les éléments mobiles 13 portant les charges en déplacement dans le tunnel de cuisson et les patins 14 sont soumis intégralement aux mêmes conditions de température, de pression et d'atmosphère que les produits à cuire.
- Tous les tronçons 11 des structures fixes 10 et leurs supports sont à l'intérieur du tunnel de cuisson et sont soumis aux mêmes conditions de température, de pression et d'atmosphère que la zone du tunnel de cuisson où ils sont fixés.
- Aucun dispositif destiné à déplacer les charges à cuire ne traverse les parois fixes du tunnel de cuisson. Lesdites parois peuvent ainsi accueillir les équipements thermiques et aérauliques nécessaires au processus de cuisson comme par exemple, des brûleurs, des ventilateurs brasseurs et des gaines de distribution de fluides.
- La faible masse des éléments mobiles 13 qui supportent les produits à cuire et permet leur déplacement à l'intérieur du tunnel de cuisson permet d'envisager des vitesses de déplacement rapide et donc des cycles de cuisson très courts sans risques de choc thermique sur lesdits éléments et sans pertes thermiques. Selon un mode de réalisation, le profil de tous ou certains galets 15 est adapté aux profils des tronçons 11 de la structure fixe 10 et des éléments mobiles 13 afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles au cours de leur déplacement.
Selon un mode de réalisation, les zones cylindriques des galets 15 recevant la charge des éléments mobiles 13 sont d'un diamètre différent de celles transmettant cette charge aux tronçons 11 de la structure fixe.
Selon un autre mode de réalisation le guidage longitudinal des éléments mobiles 13 sur les tronçons 11 de la structure fixe est assuré par les intercalaires 16 des patins 14.
Selon un autre mode de réalisation, le profil des éléments mobiles 13 est adapté au profil des structures fixes 10 afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles 13 sur les tronçons 11 de la structure fixe.
Le procédé d'acheminement des charges à cuire dans un four selon l'invention comporte les étapes de :
a) sur une structure fixe 10 longitudinale de support et de guidage, disposer à intervalles des patins 14 aptes à assurer un déplacement,
b) sur les patins 14, disposer des éléments mobiles 13 juxtaposés dans le sens longitudinal de déplacement,
c) sur les éléments mobiles 13, placer les supports de cuisson 18 et les charges 4 à cuire,
d) à une extrémité du tunnel, appliquer une poussée aux éléments mobiles 13 pour les faire progresser.
De préférence, les éléments mobiles 13 et les patins 14 sont repris à la sortie du tunnel par un dispositif de manutention qui les transfère à l'extérieur du tunnel de cuisson jusqu'à l'entrée pour être de nouveau utilisés.
Les applications industrielles de l'invention concernent principalement les fours tunnels et intermittents des industries céramiques et métallurgiques et plus généralement, les fours de traitement à hautes températures, à atmosphère contrôlée ou à cycles rapides.
Le mode de déplacement proposé par l'invention permet de s'affranchir des pertes thermiques dues à la présence des supports mobiles de charges tels que les wagons de four et de garantir une étanchéité parfaite de l'enceinte de cuisson. L'utilisation de l'invention permet une réduction des cycles de cuisson et des consommations thermiques dans ces industries et l'amélioration de la qualité des produits par l'homogénéité des conditions de cuisson dans la section du tunnel de cuisson.

Claims

REVENDICATIONS
1) Four de cuisson à haute température comportant :
- des structures fixes (10) longitudinales de support et de guidage, et
- des éléments mobiles (13) déplaçables le long des structures fixes (10) et supportant les charges à cuire (4),
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de roulement (14) entre les structures fixes (10) et les éléments mobiles (13) pour assurer le déplacement des éléments mobiles le long des structures fixes ; en ce que le déplacement des charges dans le four est assuré sans interaction entre les parois du tunnel de cuisson et les moyens de déplacement des charges dans le four, et en ce que, à l'intérieur du tunnel de cuisson, lesdites structures fixes (10), lesdits éléments mobiles (13) et lesdits moyens de roulement (14) sont soumis aux mêmes conditions de température et d'atmosphère que la zone du tunnel de cuisson où ils sont situés.
2) Four de cuisson à haute température selon la revendication 1, caractérisé en ce que les structures fixes (10) traversent le tunnel de cuisson d'une extrémité à l'autre et comportent des tronçons (11) disposés bout à bout, chaque tronçon (11) étant maintenu en position par une ou plusieurs pièces supports (12) prenant appui sur une ou plusieurs des parois fixes du tunnel de cuisson.
3) Four de cuisson à haute température selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments mobiles (13) sont juxtaposés en appui réciproque et leur déplacement est assuré par l'action sur certains des éléments (13) situés près des extrémités du tunnel de cuisson.
4) Four de cuisson à haute température selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de roulement dits patins (14) sont constitués d'un assemblage de deux à six galets (15) à au moins une zone cylindrique, reliés entre eux au niveau de leur axe par un ou plusieurs intercalaires (16) destinés à limiter le déplacement relatif des galets (15) et à éviter ainsi que deux galets adjacents d'un même patin ou de deux patins successifs ne viennent en contact. 5) Four de cuisson à haute température selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le profil des galets (15) est adapté aux profils des tronçons (11) des structures fixes (10) et des éléments mobiles (13) afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles (13) au cours de leur déplacement.
6) Four de cuisson à haute température selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le profil des éléments mobiles (13) est adapté au profil des tronçons des structures fixes afin d'assurer le guidage longitudinal des éléments mobiles (13) sur les structures fixes.
7) Four de cuisson à haute température selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les zones cylindriques des galets (15) recevant la charge des éléments mobiles (13) sont d'un diamètre différent de celles transmettant cette charge aux tronçons (11) des structures fixes (10).
8) Four de cuisson à haute température selon la revendication 7, caractérisé en ce que les patins (14) se déplacent à une vitesse inférieure à celle des éléments mobiles (13).
9) Procédé d'acheminement des charges à cuire dans un four de cuisson à haute température caractérisé par les étapes de :
- sur des structures fixes longitudinales de support et de guidage, disposer à intervalles des patins aptes à assurer un déplacement,
- sur les patins, disposer des éléments mobiles juxtaposés dans le sens longitudinal de déplacement,
- sur les éléments mobiles, placer les supports de cuisson et les charges à cuire,
- aux extrémités du tunnel, appliquer une poussée aux éléments mobiles pour les faire progresser.
10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments mobiles et les patins sont repris à la sortie du tunnel par un dispositif de manutention qui les transfère à l'extérieur du tunnel de cuisson jusqu'à l'entrée pour être de nouveau utilisés.
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