Brevet FR2028139A1 — publié le 19701009

L'invention concerne un système pour le chauffage des fours continus à galeries simples ou multiples destinés à la cuisson en couche basse de produits céramiques et de briques ou tuiles en général. On connait des fours continus de différents types, à chariots ou à sole glissante, à une ou plusieurs galeries placées côte à côte, dans lesquels la matière à cuire est chargée en couche basse, souvant constituée par une seule pièce en hauteur ou par un petit nombre de pièces pour des matières plus minces, de façon telle que la hauteur totale de la charge ne dépasse pas 25 à 30 cm, bien 'telle puisse aussi être supérieure dans certains cas. Le système de chauffage selon l'invention, qui concerne les types de four cités ci-avant, servant à la cuisson des matières céramiques et argileuses, présente par rapport aux types usuels 1' avantage très important d'adopter des modes de chauffage différents dans les différentes zones du four, de façon qu'ils soient plus appropriés aux exigences réelles, quant à la chaleur et quant au traitement de la matière, dans les diverses phases de cuisson. On sait en effet que toutes les matières argileuses, utilisées en grande quantité dans l'industrie des céramiques et des briqùes ou tuiles, présentent dans le préchauffage une ou plusieurs phases délicates pendant lesquelles il se produit une forte absorption de chaleur alors que la matière ne peut pas être traitée directement par des fumées trop chaudes et, encore moins, etre mise en contact direct avec les flammes. Ces points délicats correspondent en général à la phase d'éli- mination de l'eau de formation mais peuvent aussi se manifester dans certaines matières premières, lors de l'élimination ae l'eau d'adsorption, de l'élimination des substances organiques ou encore de la décarbonatation. Le système de chauffage selon l'invention prévoit essentiellement des moyens de chauffage à flamme libre, sans contact direct avec la matière à cuire, dans la zone de cuisson et un ou plusieurs dispositifs de chauffage utilisant des fumées chaudes produites à l'extérieur du four et que l'on amène à l'état le plus approprié avant de les introduire dans les différentes zones de préchauffage. Selon une caractéristique du système de chauffage de l'invention dans la zone de cuisson de la matière, les brûleurs sont disposés dans des niches pratiquées dans la voûte du four lui-même et sont disposés de telle sorte que les flammes sont dirigées parallèlement à la direction d'avancement de la matière dans le four, au dessus des charges et légèrement détachées de celles-ci de manière à ne pas les lécher Selon une autre caractéristique de l'invention, les niches sont formées de façon telle que les gaz formés sont transportés dans les espaces libres ménagés entre les charges immobiles. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans la zone de préchauffage, les fumées produites à l'extérieur du four sont introduites dans les espaces libres entre les charges essentiellement suivant une direction perpendiculaire au flux du four. Ces fumées sont introduites par des ouvertures ou passages appropriés formés dans la voûte du four lui-même et munis de dispositifs à clapet destinés à la régulation de l'écoulement desdites fumées. Avec le système selon l'invention, tous les apports de chaleur et les réglages nécessaires se font à travers la voûte de telle sorte que le système peut s'appliquer à des fours-à galeries parallèles sans limitation de nombre, chacune de celles-ci pouvant avoir un fonctionnement et un réglage indépendants. Le système de chauffage selon l'invention est représenté par les dessins annexés où il est appliqué, à titre d'exemple non limitatif, à un four à chariots à trois galeries de cuisson placées côte à côte. Sur les dessins la figure 1 est une coupe longitudinale médiane schématique de l'une des galeries du four, la figure 2 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la figure 1. Sur le dessin, le four est constitué par des piédroits 1 qui supportent les voûtes 2 des différentes galeries de cuisson;des chariots 3 disposés en ligne continue forment la sole de chaque galerie et avancent, par intermittence, d'une distance égale à celle qui est comprise entre les points médians de deux ou plusieurs charges 4 consécutives, de façon telle que les espacements 5, ménagés chacun entre deux charges voisines, se trouvent toujours dans des positions relatives identiques le long du four. Comme le montre clairement la figure 2, pour permettre aux fumées chaudes de lécher la plus grande surface possible des charges 4, on maintient celles-ci convenablement espacées des chariots 3 grâce à des moyens de calaqe appropriés 6. Sous les char ges 4, il se forme ainsi des espacements libres 7 dans lesquels pénètrent les gaz chauffants, de manière à uniformiser le traitement de la matière sur tous les côtés. Au dessus de la voûte 2 de chaque galerie, une semelle 8 convenablement espacée de la voûte 2 forme un ou plusieurs conduits, indiqués par 9a, 9b, 9c et 9d, alignés entre eux longitudinalement et convenablement séparés comme le montre la figure 1. Plus précisément, comme il est indiqué sur la figure 1, des conduits 9a, 9b et 9c sont disposés dans la zone de préchauffage et un conduit ou collecteur 9d correspond à la zone de cuisson et de refroidissement du four. Chaque conduit est en communication avec la galerie située en dessous, grâce à de multiples ouvertures 10a, lob, 10c, 10d pratiquées respectivement dans la voûte 2 dans des dispositions telles qu'elles correspondent aux espacements libres ménagés entrie les charges, en fin de poussée, dans les buts qui seront expliqués plus loin. Les ouvertures susdites peuvent être munies d' un dispositif approprié à clapet 11 réglable de l'extérieur et permettant de faire varier la lumière de passage desdites ouvertures. Comme on le voit sur la figure 1, dans la zone de cuisson de chaque galerie où la matière à cuire 4 peut être soumise sans dommage à des températures élevées, des niches longitudinales 13, dans lesquelles sont placés les brûleurs 14, sont aménagées dans la voûte 2. Etant donné que la flamme des brûleurs 14 ne doit pas être dirigée contre les charges 4 placées en dessous, ces brûleurs sont du type à angle pour que la flamme soit dirigée parallèlement à la direction d'avancement de la matière dans le four, au dessus des charges et légèrement espacée de celles-ci de manière à ne pas les lècher. En outre, étant donné que les fumées chaudes produites dans la zone de cuisson doivent pénètrer directement dans les espacements libres 5 ménagés entre les charges, chaque niche 13 présente à son extrémité opposée au brûleur 14 up raccordement 15 dirigé vers le bas; ce raccordement 15 est de plus situé dans une position telle qu'il se trouve toujours au dessus d'un espacement libre 5 entre deux charges 4 consécutives de manière à diriger les fumées chaudes produites directement dans ledit espacement libre, De cette manière, les gaz produits qui se sont déjà mélangés aux gaz provenant de la zone suivante du four sont amenés en contact avec la matière à cuire et introduits aussi autour et en dessous des charges grâce à la position des chariots en fin de poussée.En outre, la portion de voûte abaissée 16 placée devant les niches 13 favorise la distribution uniforme de l'écoulement de gaz tout autour et à l'intérieur des charges. Au dessus des zones de cuisson et de refroidissement de la galerie est situé le conduit 9d ou collecteur qui communique par les ouvertures ou prises d'air lOd avec la galerie elle-même dans laquelle circule de l'air de refroidissement aspiré par un ventilateur de refroidissement 17 convenablement placé, dont 1' entrée est reliée au collecteur 9d et à la sortie à une tuyauterie 18 destinée à envoyer l'air chaud à l'utilisation. Dans la zone de préchauffage de chaque galzrie où, comme il a été dit, un fort apport de chaleur est nécessaire sans toutefois que la matière à cuire, plus délicate à ce stade, soit traitée par des fumées trop chaudes et encore moins par une flamme directe, on effectue à l'endroit des espacements libres 5 entre les charges une introduction de fumées chaudes produites à l'extérieur du four et préalablement amenés aux conditions voulues dé volume, de température et de pression qui conviennent le mieux aux diverses phases du préchauffage. Ces fumées sont produites dans une ou plusieurs chambres de combustion extérieures, dans le cas représenté les chambres de combustion 19 et 20, qui peuvent être alimentées par de l'air chaud de récupération comme cela se passe par exemple pour la chambre 20 alimentée au moyen d'air chaud prélevé sur le collecteur 9d et/ou par des fumées recyclées comme cela se passe par exemple pour la chambre 19 alimentée par des fumées provenant du conduit 9a, lequel est en outre relie à la cheminée 24 avec ventilateur de tirage 25. Plus pécisément, les fumées chaudes prélevées dans le conduit 9a grâce au ventilateur 26 sont introduites dans la chambre de combustion 19 et convenablement mélangées aux gaz de combustion produits par les brûleurs 22 pour être ensuite introduites dans le conduit 9b et ensuite, par les ouvertures 10b, dans la galerie située en dessous, à l'endroit des espacements 5 ménagés entre les charges.De façon similaire, l'air chaud prélevé sur le collecteur 9d par l'intermédiaire du ventilateur 27 est introduit dans la chambre 20 où il est mélangé aux gaz chauds produits par les brûleurs 21 pour être ensuite introduit dans le conduit 9c puis dans la zone de préchauffage de la galerie de cuisson, située en dessous, grâce aux ouvertures 10c ménagées à l'endroit des espacements libres 5 quand la charge est immobile, Les ventilateurs 26 et 27 ont pour fonction d'amener respectivemertles fumées et l'air chaud à la pression nécessaire, tandis que la température désirée est obtenue au moyen des brûleurs respectifs 22 et 21 munis, de préférence d'un dispositif de réglage automatique. Enfin, le four avec le système de chauffage selon l'invention peut être facilement combiné à un préchauffeur ou à un dessicateur de matière à cuire, placés en ligne ou à côté du four luimême et, dans ce cas, les fumées peuvent être directement envoyées au préchauffeur ou dessicateur après conditionnement éventuel par mélange avec de l'air de récupération ou des fumées chaudes qui peuvent aussi être prélevées dans les chambres de combustion disposées dans la zone de préchauffage I1 est entendu que ce qui est indiqué ci-dessus et représenté sur le dessin annexé sert uniquement d'exemple non limitatif et qu'il peut être apporté des modifications au système de chauffage décrit, par exemple en le complétant par des rideaux d'air ou de fumée, par des recyclages, par un refroidissement rapide ou par d'autres dispositifs connus, sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Système de chauffage d'un four continu à galeries simple ou multiple placées côte à côte, destinés la cuisson en couche basse de produits céramiques et/ou de briques ou de tuiles, dans lequel tous les organes de chauffage et de commande du four sont disposés sur la voûte du four de manière telle que les galeries de cuisson puissent être placées côte à côte sans limitation tout en restant indépendantes entre elles, système caractérisé en ce qu'il comprend, enKcombinaison K dans la zone de cuisson des moyens de chauffage à flamme libre non dirigée contre les charges de manière à cuire et, dans les diverses zones de préchauffage, des moyens de chauffage utilisant des fumées chaudes produites à l'extérieur du four, et qui sont amenées aux conditions voulues de volumé, de température et de pression. 2 - Système de chauffage d'un four continu selon la revendication 1, caractérisé en ceffique les moyens-de chauffage,--dans--la-zone-:de- :- cuisson, sont constitués par des brûleurs disposés dans des niches longitudinales formées dans la voute de chaque galerie du four, les brûleurs étant orientés de telle sorte que les flammes sont dirigées parallèlement à la direction d'avancement de la matière daks le four, au dessus des charges et sont légèrement espacées de celles-ci de manière à ne pas les lécher. 3 - Système de chauffage d'un four continu selon les revendications 1 et 2, particulièrement approprié aux fours poussée intermittente, caractérisé en ce que les brûleurs sont situés à proximité d'une extrémité de la niche et que l'extrémité opposée de la niche est convenablement raccordée vers le bas, à l'aplomb de la position que vient prendre, en in de poussée, un espacement vide ménagé entre deux charges consécutives. 4 - Système de chauffage d'un four continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage utilisant des fumées produites à l'extérieur du four comprennent au moins une chambre de combustion munie de brûleurs et de ventilateurs qui, aspirant de l'air froid, de l'air chaud de récupération et/ou des fumées recyclées, portent.à une pression et à une température constantes prédéterminées les fumées produites, ladite chambre de combustion étant reliée à un conduit ou collecteur formé dans la voute du four et qui communique par des ouvertures appropriées avec la galerie decuisson placée'en dessous. 5-- Système de chauffage d'un four continu selon les revendica cations 1,2,3 et 4, caractérisé en ce que les ouvertures citées sont disposées en des positions correspondant aux-positions prises par les espacements vides ménagés entre les charges de cuisson, en fin de poussée, de manière à assurer l'introduction des fumées chaudes dans lesdits espacements vides. 6 - Système de chauffage d'un four continu selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les ouvertures citées, qui assurent la communication entre le collecteur et la galerie de cuisson, sont munies dè dispositifs à clapets réglables destinés à faire varier la lumière de passage desdites ouvertures. 7 - Système de chauffage d'un four continu selon la revendication 1, notamment-pour fours à poussée intermittente, caractérisé en ce que dans la zone de refroidissement et au début de la zone de préchauffage de chaque galerie sont aménagées, à l'endroit de la position prise par les espacements libres des charges en-fin de course, des prises respectivement d'air et de fumées et que lesdites prises disposées dans la voûte du four, font communiquer la galerie de cuisson avec un collecteur formé au dessus de ladite voute du four. - 8 - Système de chauffage d'un four continu selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fumées sortant du four et/ou l'air de récupération sont envoyés directement à un dessicateur placé en ligne ou à côté du four après un conditionnement supplémentaire éventuel desdites fumées et/ou du dit air de récupération.