Brevet FR2042502A1 — publié le 19710212

L'invention se rapporte à un four de traitement thermique, destiné notamment à des charges de métaux légers et comportant au moins un ventilateur assurant la circulation des gaz chauds dans la chambre d'enfournement. Dans les fours connus de traitement thermique de métaux légers, la charge est exposée à un gaz en circulation (air, fumée ou gaz protecteur), la chaleur étant transmise. par convection. Le flux gazeux sortant de la chambre d'enfournement est ramené par chauffage à la température voulue et un ventilateur le renvoie dans cette chambre par le c8té opposé de manière qu'il circule en continu en circuit fermé. On tend à abréger la durée de réchauffage des charges afin d'accrol- tre la rentabilité de ces fours. Les métaux qui composent le four limitent les possibilités d'en accroStre la température. L'augmentation du débit du gaz en circulation permettrait d'abréger oette durés de réchauffage, mais nécessiterait l'augmentation de la puissance du ventilateur. Ces fours étant en général divisés en plusieurs zones sous réglage, l'enveloppe du ventilateur ne peut toutefois pas avoir des dimensions supérieures à celles qui correspondent à la division en zones. Donc " augmentation du débit de la circulation gazeuse au moyen de ventilateurs de dimension supérieure est limitée, car l'espace disponible pour ces derniers est restreint. Selon une particularité essentielle de l'invention qui apporte une solution au problème de l'augmentation du débit de la circulation gazeuse, le circuit des gaz situé à ltextérieur de la chambre d'enfournement comprend sur au moins une partie de sa longueur un canal principal et un canal auxiliaire et le ventilateur est placé dans ce dernier qui comporte également un dispositif assurant une élévation de pression et destiné à produire au moins un jet d'entraSnement des gaz du canal principal afin de faire circuler la totalité des gaz. Le flux gazeux total peut donc être relativement important indé pendaniriient de la manière dont le ventilateur est monté, de sorte qu'il est possible de réduire le temps nécessaire au chauffage de chaque charge. La diminution du temps de chauffage abaisse la consommation specifique d'énergie, car le temps pendant lequel les pertes calorifiques se produisent est abrégé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et illustrant plusieurs modes de réalisation donnés à titre explicatif, mais nullement limitatif. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe verticale schématique d'un four de rechauf- fage ; la figure 2 est une vue de l'ajutage de sortie dans le sens de la flèche A de la figure 1 la figure 3 est une coupe verticale partielle schématique d'un mode de-réalisation dans lequel le courant gazeux circule transversalement de bas en haut autour de la charge la figure 4 est une coupe verticale schématique d'un mode de réalisation dans lequel le courant gazeux circule transversalement et horizontalement autour de la charge ; et la figure 5 est une coupe verticale schématique d'un mode de réalisation dans lequel le courant gazeux circule longitudinalement autour de la charge. Le four de traitement thermique de la figure 1 comporte une couche d'isolant thermique 1, par exemple en laine minérale, fixée extérieurement par une enveloppe en tôle d'acier. Des gaz chauds tels que de l'air, des fumes ou des gaz protecteurs circulent dans des canaux disposés autour de la chambre 2 d'enfournement. Un moteur électrique non représenté commande un ventilateur ou une soufflante 4 qui produit cette circulation. Un dispositif 5 de chauffage fournit la chaleur nécessaire. Un dispositif 5a de chauffage pourrait être également prévu,le cas échéant, dans le canal principal 6. Le chauffage peut être électrique, à mazout ou au gaz. Contrairement aux fours connus dans lesquels les gaz chauds ne circulent que dans un seul canal annulaire, le parcours suivi par les gaz de leur sortie de la chambre d'enfournement à à leur rentrée dans cette chambre passe par deux canaux qui sont un canal principal 6 et un canal de dériva- tion 7. Une cloison de tôles 8 sépare ces deux canaux. Le dispositif 5 de chauffage ainsi que le ventilateur 4 sont disposés dans le canal de dérivation 7. Des flèches indiquent le -sens de circulation des gaz. -Un ajutage jO rétrécit la zone de sortie des gaz du canal de dérivation 7.La figure 2 illustre cet ajutage comportant plusieurs buses coniques 12 qui subdivisent le- flux gazeux sortant à grande vitesse de cet ajutage en plusieurs jets qui entrassent le gaz se trouvant dans le canal principal et qui font ainsi circuler le totalité des gaz à travers la chambre d'enfournement. Un ajutage iOa peut égale- ment être monté dans la zone d'aspiration du ventilateur 4 afin de provoquer une succion dans le canal principal 6 et de forcer la circulation dans ce dernier. Les ajutages 10 et IOa peuvent également être combinés de manière à forcer la circulation de la totalité des gaz par succion et compression.Le gaz passant par le ventilateur ne représentant qu'une fraction seulement de la quantité totale, il est possible d'utiliser des ventilateurs de dimensions leur usuelles et la place nécessaire à / enveloppe peut entre facilement trouvée. L'ajutage rétrécit la section du canal de dérivation et produit une élévation de la pression des gaz dans ce dernier et les deux ajutages augmentent la vitesse des gaz dans les deux canaux et, en conséquence, les jets de gaz sortant des buses augmentent la vitesse de circulation dans la zone de la chambre d'enfournement,de sorte que la durée de chauffage peut être abrégée. De plus, l'uniformisation de la température à la fin du processus dé chauffage est atteinte notablement plus vite dans d'étroites tolérances. Le ventilateur 4 est calculé de préférence de manière que la pression qu'il produit dans le canal de dérivation 7 - avant que les gaz n'atteignent la zone de l'ajutage 10 - soit d'environ- 14 à 35 millibars et que la vitesse des gaz soit d'environ 20 à 25 m/s. Les sections du canal principal et du canal de dérivation sont sensiblement les mêmes, de sorte qu'environ la moitié des gaz passe par chacun d'eux. Le mode de réalisation illustre sur la figure 3 comporte également un canal principal 6 et un canal de dérivation 7 dans lequel se trouvent le ventilateur 4 et le dispositif 5 de chauffage. A la différence du mode de réalisation de la figure 1, le flux gazeux circule transversalement de bas en haut autour de la charge. Par ailleurs, le mode de conduitede ce four est es sentiellement le même que celui du premier mode de réalisation décrit. La figure 4 illustre un mode de réalisation dans lequel les gaz circulent transversalement et horizontalement. Ce four comporte- également un canal principal 6 et un canal de dérivation 7. L'enveloppe 15 du ventilateur 4, vue en plan, est en spirale et débouche dans un ajutage 10 qui rétrécit la section du canal. Un déflecteur Il en chevron donne au canal 6 la forme d'un injecteur. Le principe de conduite de ce four est également le même que celui du premier mode de réalisation décrit. La section du canal principal 6 est supérieure à celle du canal de dérivation 7 et ajonc la quantité de gaz passant par le canal 6 est plus grande que celle qui passe par le canal 7. La pression régnant dans le canal de dérivation 7 et produite par le ventilateur 4 est calculee en fonction des pertes de charge dans la chambre 2 d'enfournement et les canaux 6 et 7 ainsi que du rapport des débits de gaz dans les canaux 6 et 7. Dans la variante de réalisation de la figure 5, le flux gazeux est dirigé longitudinalement autour de la charge et de la chambre d'enfournement. Une cloison 13 divise le canal principal 6 et le canal de dérivation 7 situés au-dessus de la chambre d'enfournement 2. A la différence des premiers modes de réalisation décrits, le chauffage éleCtrique est remplacé dans ce cas par un chauffage à brûleur 14 à gaz ou à mazout. Il va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qutà titre explicatif, -mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes-sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Four de traitement thermique, notamment de charges de métaux légers, comportant au moins un ventilateur destiné à faire circuler le gaz chaud dans la chambre d'enfournement, caractérisé en ce que le circuit gazeux situé à ltextérieur de la chambre d'enfournement comprend au moins sur une partie de sa longueur un canal principal et un canal de dérivation et le ventilateur est disposé dans ce dernier qui comporte également un dispositif d'élévation de pression destiné à produire au moins un jet d'entraSnement des gaz du canal principal afin de faire circuler la totalité des gaz. 2. Four de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ajutage disposé à la sortie du canal de dérivation assure l'élévation de pression dans ce dernier. 3. Four de traitement thermique selon les revendications i et 2, caractérisé en ce que ledit ajutage est constitué par un rétrécissement de la section du canal de dérivation. 4. Four de traitement thermique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la sortie dudit ajutage comporte des buses coniques. 5. Four de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins le canal de dérivation renferme un dispositif de chauffage. 6. Four de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ajutage est disposé d'une part à l'entrée et d'autre part à la sortie du canal de dérivation. 7. Four de traitement thermique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ajutage est disposé au-dessus de la chambre d'enfournement. 8. Four de traitement thermique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ajutage est disposé au-dessous du centre de la chambre d'enfournement. 9. Four de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orientation du canal principal et du canal de dérivation est sensiblement transversale à la chambre d'enfournement. 10. Four de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal principal et le canal de dérivation sont orientés sensiblement dans le sens de la longueur de la chambre d'enfournement.