Brevet FR2047003A1 — publié le 19710312

'0 15594 -i 2047003 La présente" invention concerne des chambres de récupération de chaleur. Dans les chambres de récupération traditionnelles, l'empilage des briques est supporté par des voûtes à la base de la 5 chambre, de sorte que ces voûtes doivent être nécessairement larges relativement à leurs autres dimensions, sinon elles ne pourraient supporter la charge. Pour supporter convenablemént les briques empilées, un certain nombre de ces voûtes sont disposées à intervalles au fond de la chambre de récupération 10 et constituent un goulot d'étranglement pour le gaz de gueulard et l'air comburant en réduisant la section d'écoulement de l'air à sa sortie des passages de l'empilage à une valeur inférieure à la section des dits passages, et l'on n'ignore pas que ce goulot d'étranglement est une zone dans laquelle l'accu-15 mulation de poussières et de scories transportées hors du bain de fusion du four provoque une obturation partielle ou totale, empêchant ainsi d'utiliser une partie de la zone d*empilage. Qu'il y ait ou non obturation d'un goulot d'étranglement par les poussières et les scories, la conception même des cham-20 bres de récupération traditionnelles rend problématique l'uti-sation optimale de la totalité de l'empilage de briques. L'air qui se dirige vers le four ou qui en sort tend à prendre le plus court chemin possible à travers la chambre de récupération, de sorte que la plus grande partie de l'air passe vers 25 l'un ou l'autre côté des briques de l'empilage. Cette situation peut provoquer un état de vide partiel dans d'autres parties de la zone d'empilage, y provoquant ainsi une recirculation de l'air. Outre cela, la charge des briques de l'empilage sur les 30 voûtes est considérable et peut atteindre jusqu'à 1,828 kg/cm2 et, dans certains types de voûte, la totalité de la charge est transmise latéralement. Dans d'autres types, une partie de la charge est supportée par le sol de la chambre de récupération mais, ici aussi, une partie importante des poussées est trans-35 mise latéralement. Dans les deux cas, il est nécessaire de prévoir une armature ou un support en acier pour neutraliser la poussée qui résulte des voûtes et empêcher l'effondrement des briques de l'empilage. Pour éliminer le premier inconvénient .cité des chambres de récupération traditionnelles, on 40 a pensé à supprimer la voûte centrale de "trois voûtes adjacentes, 70 15594 2 2U4/ÛÛ3 de sorte que la section de passage de l'air s'en trouve plus que doublée. Mais ceci impose aux voûtes restantes une poussée latérale préjudiciable encore plus grande si le poids de l'empilage de briques reste le même. 5 II se trouve aussi que la marche cyclique du four où alternent les périodes de chauffage et de refroidissement, peut faire régner à l'intérieur de la cliambre des conditions qui provoquent un fendillement des voûtes supportant l'empilage, en raison des contraintes de traction qu'elles y exercent. 10 Ceci affaiblit, la construction par une réduction de là résistance totale des voûtes, augmente les sollicitations en compression et en torsion dans les voûtes et peut aboutir à un effondrement général de l'empilage. L'invention a donc pour objet de fournir une chambre de 15 récupération dans laquelle les briques de l'empilage sont support éé s d'une manière qui élimine les difficultés ci-dessus et permet d'utiliser une plus grande profondeur de briques d'empilage, sans modifier la hauteur totale de la ch.am.bre, ainsi qu'une plus grande proportion de la surface des toxques que 20 ce ne fût le cas jusqu'ici. A cet effet, elle prévoit de faire supporter l'empilage de briques de la ch.am.bre de récupération par un certain nombre de murs d'appui, verticaux et parallèles, qui s'étendent de la base de l'empilage jusqu'au sol de la cliambre, la sec-25 tion de l'intervalle entre la base de l'empilage et le sol de la chambre allant en diminuant à mesure qu'on s'éloigne de l'ouverture qui se trouve au bas de la Chambre pour l'entrée de l'air et la sortie des gaz de gueulard. La distance qui sépare deux murs d'appui consécutifs peut 30 être supérieure à celle entre des voûtes équivalentes, c'est-à dire susceptibles de porter le même poids de briques d'empilage, de sorte que les passages formés entre les murs d'appui voisins peuvent avoir une section supérieure à- celle des passages formés entre des voûtes équivalentes et les briques 35 d'empilage qui leur sont subordonnées et, par conséquent, il y a beaucoup moins de risques d'obstruction là où les poussières et les scories peuvent s'accumuler pour obturer partiellement ou complètement le passage de l'air à travers les briques de l'empilage. La réduction du nombre de murs néces-40 saire pour supporter un poids donné de briques d'empilage 0 15594 3 2047003 équivaut à la suppression, de la voûte centrale de trois voûtes adjacentes, mais la présence de mûrs à la place des voûtes élimine entièrement toute poussée latéaiLe et il n'est donc pas nécessaire de prévoir une armature d'acier ou un 5 support latéral. Le poids est supporté uniquement par le plancher de la chambre de récupération et les briques sont donc soumises uniquement à des forces de compression. Ceci présente 11 avantage supplémentaire que, bien que les conditions de corrosion qui entraînent le fendillement des murs 10 d'appui réfractaires continuent de prévaloir, l'absence de sollicitations de traction permet aux briques ou blocs de rester intacts sur une période beaucoup plus longue que ce n'est la cas avec des supports en voûte. En outre, la résistance des murs verticaux parallèles est telle qu'elle permet 15 de supporter un plus grand poids de briques d'empilage, de sorte qu'on peut, prévoir une plus grande profondeur d'empilage sans modifier la hauteur totale de la chambre de récupération. Du fait que la base de l'empilage tend à converger vers 20 le plancher de la chambre à mesure qu'on s'éloigne de l'ouverture d'entrée de l'air et de sortie des gaz chauds au bas de la ch.am.bre, il y a une distribution plus uniforme, en particulier, de l'air d'arrivée, à travers la zone d'empilage. L'air qui entre dans cet intervalle convergent augmente de 25 vitesse au fur et à mesure qu'il pénètre pjLus avant et cette augmentation de vitesse oblige l'air à passer à travers l'empilage de briques en des endroits plus éloignés de l'entrée d'air. Ceci assure une utilisation plus étendue de la zone d'empilage sur toute sa section et, de ce fait, une meilleure 50 utilisation de la chaleur disponible. Il en est de même des gaz de gueulard quittant le four et traversant là zone d'empilage, lorsque l'effet d'aspiration d'un carneau normalement associé à la chambre de récupération a une action progressivement plus grande en des endroits plus éloignés de la sortie. 35 De préférence, la base de la zone d'empilage a une con figuration en gradins, sa hauteur maximale au-dessus du sol de la chambre se trouvant au point le plus près de l'orifice d'entrée de l'air, tandis que sa hauteur minimale se trouve au point le plus éloigné de ce même orifièe. Il est préférable aus-40 si de faire supporter l'empilage de briques par des murs 70 15594 t- 204700;: verticaux parallèles formés d'une seule épaisseur de brique£ réfractaires, les dits murs étant montés de manière classique,, le haut de chaque mur étant conformé de façon à épouser la "base de la semelle nécessaire de l'empilage. Comme variantes 5 on peut employer des "blocs de "béton réfractaire préformés pour simplifier et accélérer la construction des murs vertiCEirs: Pour supporter les "briques de l'empilage, les murs sont montés jusqu'à une hauteur inférieure à la hauteur de la basg de l'empilage, l'empilage proprement dit s * appuyant sur le -10 haut du mur par l'intermédiaire d'un système de "briques d'empilage et de "briques de remplissage. Ainsi, on peut disposer sur toute la longueur de la face supérieure du mur us.© rangés de "briques d'empilage alternant avec des "briques de remplissage. Sur la première rangée de "briques d'empilage, on dis-15 posera une deuxième rangée de briques d'empilage plus longues alternant avec des briques de remplissage et, sur cette deu-= xième rangée, on disposera une troisième rangées de "briques d'empilage encore plus longues, c'est-à-dire assez longues pour former un pont entre les deuxièmes rangées respectives 20 de briques d'empilage montées sur deux murs verticaux adjacents, les briques d'empilage des troisièmes rangées alternant avec des briques de remplissage à flancs inclinés. Au-dessus de cette troisième rangé®, les briques d'empilage proprement dites sont assemblées de façon à ce que les passages 25 s'étendent à travers toute la" zone d'empilage, à des positions correspondant aux intervalles entre les briques de remplissais de la troisième rangée posée sur les murs verticaux d'appui. Ce mode d'assemblage permet aux murs de supporter conven.a'bl®-ment le poids des briques de l'empilage et autorise des varir,--* 3© tions de l'entre-axe d§s murs d8appiai sans nuire à 1s@££iaacvêé du support. Do toute façon, l'invention sera bien compris© à l'aids-de la description qui suit» es référence au dessin îselaêaa«iq":i3 ann®3sés représentant, à titre d5exemples non limitatifs0 plm-35 sieurs formes d'exécution de cette ciumbre de récupération s Figure 1 est une vue en coupe verticale de la partie ir-i'S-rieure d'une chambre de récupération selon l'invention et dr carneau associé ; Figjare 2 est uae va® - sn coupe suivant 2-2 de s 40 l±r 15594 5 2047003 représente une variante de construction des murs d'appui ; Figure 4 correspond à figure 1, mais représente une autre variante de construction des murs d'appui à l'intérieur de la cliambre de récupération ; 5 Figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de figure 4. A la figure 1, une chambre de récupération de chaleur ■ comporte un sol traditionnel 2, des murs latéraux ^ et un •carneau associé 4, qui conduit à une valve à air et à la *10 cheminée. A la partie inférieure d'un des murs ^ se trouve une porte £ qui donne accès au "bas de la chambre de récupération pour en effectuer le nettoyage. La partie supérieure 6 de la chambre de récupération est occupée par un empilage de briques assemblées de façon à lais-15 ser les passages nécessaires ; cet empilage de briques est supporté par un certain nombre de murs d'appui verticaux et parallèles £» s'étendent du sol de la chambre de récupération jusqu'à la base de la zone d'empilage. L'intervalle entré la base de la zone d'empilage et le sol de la chambre 20 de récupération diminue par paliers successifs à mesure qu'on s'éloigne d'une ouverture d'entrée de l'air et de sortie des gaz de gueulard 4a, située au bas de la chambre. L'écartement entre les murs d'appui £ adjacents est fonction de la section des passages qui traversent la zone d'empilage 6 et il est 25 supérieur à l'écartement entre des voûtes équivalentes, c'est-à-dire capablœ de supporter le même poids de briques d'empilage. Les murs constituent donc un obstacle considérablement moins gênant à l'écoulement des gaz à travers la chambre de récupération et la présence de murs à la place de voûtes éli-30 mine toute poussée latérale provenant de la charge de l'empilage de briques, supprimant ainsi la nécessité de prévoir un étayage pour les murs latéraux de la chambre. La convergence de la base de 1'empilage et du sol de la y— chambre de récupération lorsqu'on s'éloigne de l'ouverture d* 35 entrée d'air et de sortie de gaz 4a cirée une distribution plus uniforme, en particulier de l'air; à travers la zone d'empilage, car l'air qui entre dans cet espace convergent voit sa vitesse augmenter à mesure qu'il pénètre plus avant, augmentation de vitesse qui force l'air à passer entre les briques 40 de l'empilage en des endroits plus éloignés de l'entrée d'air 70 15594 6 2047003 4a, assurant ainsi une utilisation plus complète de la zone d'empilage sur toute la section de celle-ci. Il en est de même pour les gaz de gueulard venant du four et traversant la zone d'empilage, lorsque l'effet d'aspiration d'un carneau norma-5 lement associé à la chambre de récupération a une action progressivement plus grande en des points plus éloignés de la sortie. Comme le montre la figure 1, la convergence entre la base de la zone d'empilage et le solde la chambre de réaupération 10 est obtenue par la configuration en gradins de la base de la zone d'empilage et de la face supérieure des murs d'appui parallèles 2* Pour soutenir la zone d'empilage 6, les murs d'appui 7 sont montés jusqu'à une hauteur inférieure à la hauteur de la base de la zone d'empilage au-dessus du sol de la chambre, 15 un système de briques d'empilage et de briques de remplissage étant interposé entre chaque mur £ et la zone d'empilage. Le format des briques utilisées pour les murs d'appui £ et pour le système de briques d'empilage et de briques de remplissage est fonction de la dimension des passages entre les 20 briques de la zone d'empilage. Comme le montre la figure 2, les murs 2 ont un entre-axe de 46,355 cm et sont formés de briques réfractaires de 15»24 cm de largeur, la zone d'empilage (non visible) ayant des passages à section carrée de 15»24 cm ou 16,51 cm de côté. Sur chaque mur d'appui on place à sec une 25 première rangée de briques d'empilage 8, disposées sur champ et transversalement et alternant avec des briques de remplissage % puis une deuxième rangée de briques d'empilage transversales 10 également posées à sec et alternant avec les briques de remplissage Lorsque chaque mur est muni de ses deux 30 rangées de briques d'empilage transversales, on place une troisième rangée de briques d'empilage transversales plus longues 11, de façon à ce qu'elles forment un pont entre les briques d'empilage 10 des deuxièmes rangées respectives des murs 2. adjacents. Les briques d'empilage plus longues 11 alternent 35 avec des briques de remplissage 12 ayant un profil spécial à flancs inclinés, pour assurer un écoulement plus uniforme de l'air et des gaz et éliminer tout rebord sur lequel pourraient se déposer les poussières et les scories entraînées par les gaz qui sortent du four. 40 Comme variante, lorsque les passages entre les briques dè 0 15594 7 2047003 la zone d'empilage ont une plus grande section, par exemple, une section carrée de 22,86 cm ou "14,13 cm de côté, l'entre-axe des murs d'appui £ est égal à 61,595 cm. Ici aussi, chaque mur d'appui £ est surmonté d'une rangée de "briques d'empilage 5 transversales 8, puis d'une autre rangée de briques d'empilage transversales 10, mais il est prévu au-dessus de la deuxième rangée, une troisième rangée de "briques d'empilage transversales 1j5, alternant aussi avec des "briques de remplissage 9, les "briques transversales plus longues formant 10 un pont entre lès "briques IJj. des troisièmes rangées respectives des murs adjacents. Comme le montre la figure 3, les "briques transversales plus longues IjS sont séparées, dans le sens transversal, par des "briques de remplissage 14 et, dans le sens longitudinal du mur, alternent avec des "briques de 15 remplissage 12 qui ont, ici aussi, un profil spécial, avec des flancs inclinés, pour assurer un écoulement uniforme de l'air et des gaz et éliminer tout rebord sur lequel pourraient se déposer les poussières et scories entraînées par les gaz qui s'échappent du four. Dans une autre variante non 20 décrite, les murs £ ont un entre-axe de 53»975 cm et sont faits de briques de 24,13 cm de largeur, pour des passages à section carrée de 19»05cm ou 20,32 cm. Une autre disposition destinée à assurer que l'air qui entre ou les gaz de gueulard qui sortent utilisent entièrement 25 la zone d'empilage consiste en ce que le mur £, ou chaque mur £ (il n'y en a qu'un seul à la figure 5) qui se trouve dans l'alignement de l'ouverture d'entrée de l'air et de sortie des gaz est construit de telle façon que son pied s'arrête un peu avant le mur de la chambre de récupération tandis que son 30 sommet est relié au dit mur. La configuration en gradins indiquée par 1£ à la figure 4 est une manière commode d'y parvenir. Ceci laisse une ouverture pour le passage de l'air et des gaz dans les intervalles entre des murs adjacents qui ne sont pas dans l'alignement de la dite ouverture comme le mon-35 tre la figure 5« 70 15594 s 2047003 BEVENDICaIHOHS 1.- Chambre de récupération de chaleur, caractérisée en ce que l'empilage de briques est supporté par un certain nombre âs murs d'appui verticaux et parallèles, qui s'étendent depuis le 5 sol de la chambre jusqu'à la base de l'empilage, et en ce que la distance entre la base de l'empilage et le sol de la chambre diminue à mesure qu'on s'éloigne de l'ouverture d'entrée de l'air et de sortie des gaz de gueulard placée au bas de la chambre. 10 2.- Chambre de récupération de chaleur suivant la revendi cation 1, caractérisée en ce que la base de la zone d'empilage a une configuration en gradins, sa hauteur maximale au-dessus du sol de la chambre étant à l'endroit le plus rapproché de l'ouverture d'entrée de l'air et de sortie des gaz de gueularâ. 15 tandis que sa hauteur minimale se trouve à l'endroit le plus éloigné de ladite ouverture. 3.- Chambre de récupération de chaleur suivant la revendication 1 ou 2,caractérisée en ce que l'empilage de briques est supporté par des murs verticaux et parallèles formés d'uae 20 seulè épaisseur de briques réfractaires, leadits murs étant maçonnés de façon traditionnelle, la configuration, du faîte do chaque mur étant conforme à celle de la base de la semelle nécessaire de l'empilage. 4.- Chambre de récupération de chaleur suivant la revend!-25 cation 1 ou 2, caractérisée en ce que les murs d'appui verticaux sont construits avec des blocs de béton réfractaire préformés. 5.- Chambre de récupération de chaleur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisée en ce que la 30 hauteur des murs d'appai est inférieure à la hauteur de la "basa de l'empilage au-dessus du sol de la chambre, les briques d5si?.~ pilage proprement dites étant supportées par les murs d'appui avec interposition d'un système de briques d'empilage et de briques de remplissage. 35 6.- Chambre de récupération de chaleur suivant la revendi cation 5s caractérisée en ce qu'une première rangée de briques d'empilage transversales alternant avec des briques de remplissage est placée sur toute la longueur de la face supérieure de chaque mur d * appui , en ce qr>.8 »ma èeraxième rangé© de "briques &Q d'empilage traaswrsales altermsst zztqq des briques d© rsm— BAD ORIGINAL 15594 9 2047003 plissage est placée au-dessus de la première rangée et en ce qu'une troisième rangée de briques d'empilage transversales encore plus longues, alternant avec des briques de remplissage ayant un profil spécial à flancs inclinés, est disposée de telle façon 5 que les briques d'empilage transversales forment un pont entre les briques d'empilage des deuxièmes rangées rèspectives des murs adjacents. 7.- Chambre de récupération de chaleur "suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la deuxième rangée est surmontée 10 d'une troisième rangée de briques d'empilage transversales plus longues et en ce qu'une quatrième rangée de briques d'empilage encore plus longues, alternant avec des briques de remplissage ayant un profil spécial à flancs inclinés, est disposée de telle façon que ses briques d'empilage forment un pont entre les 15 briques d'empilage des troisièmes rangées respectives des murs adjacents. 8»- Chambre de récupération suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7» caractérisée en ce que le ou chaque mur d'appui placé dans l'alignement de l'ouverture d'entrée de l'air 20 et de sortie des gaz de gueulard a son pied qui se termine peu avant le mur latéral correspondant de la chambre, tandis que son faîte est construit de façon à toucher ledit mur latéral, laissant ainsi une ouverture pour le passage de l'air dans les intervalles entre les murs adjacents qui ne sont pas dans l'ali-25 gnement de l'ouverture d'entrée de l'air et de sortie des gaz.