Brevet FR2396257A1 — publié le 19790126

Les fours actuellement en service pour la cuisson de la céramique et qui sont chauffes par un combustible liquide ou gazeux présentent, dans leur chargement ou dans chaque section transversale dans le cas des fours tunnels, des écarts de température importants qui ne sont pas toujours compatibles avec la qualité des produits. Les équilibres des cuissons imposent de faibles écarts de température entre les différents points du four, ou de la section du four dans le cas de four tunnel, qui doivent tre de l'ordre de + 5 C. Cette précision est a l'heure actuelle pratiquement impossible a atteindre. Avec des brûleurs classiques, il y a un dégagement important de chaleur au voisinage de la buse de sortie des gaz. L'utilisation de ce type de bru- leurs s'oppose, par son principe mme, a l'obtention d'une bonne isotherme dans l'enceinte du four. Avec des brûleurs a grande vitesse, dits brûleurs JET, qui émettent leurs produits de combustion dans un état de combustion pratiquement complet et les propulsent dans le four avec une vitesse importante, la vitesse très élevée du jet (couramment supérieure à 100 m/s) produit de fortes turbulences de l'atmosphère du four et un entraînement d'une quantité importante de cette atmosphère dans la direction du jet. Cet effet de brassage permet de diminuer la température des produits de combustion issus du brûleur par le mélange intime qui se produit avec l'atmosphère du four. Le transfert calorifique par convection se trouve amélioré par la vitesse de l'air au contact des produits à cuire. Mais l'utilisation de ces brûleurs, notamment dans les fours de grandes dimensions, conduit à des résultats incertains car suivant la disposition de ces brûleurs, il se produit des systèmes de tourbillons a l'intérieur desquels l'atmosphère est quasiment immobile, ce qui engendre des transferts de chaleur très différents d'un point a un autre du four. La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvé- nient en proposant un procédé et une structure de four qui permettent une solution définitive aux problèmes d'isothermie dans les fours. Ce résultat est obtenu, conformément à l'invention, par l'utilisation de brûleurs JET installés par groupe de deux sur les parois latérales du four de telle manière que la vitesse du jet gazeux de ces brûleurs engendre une totation de l'atmosphère du four et que l'ouverture des jets soit telle que dans tout l'espace libre dans lequel cheminent les gaz il n'y ait pas de zone neutre dans laquelle il n'y aurait pas de brassage. Le dispositif, objet de l'invention, peut tre utilisé dans tous les cas où une bonne isotherme est nécessaire dans les fours industriels continus ou intermittents. Une application particulièrement intéressante peut tre la réalisation de fours de grandes sections pour la cuisson de produits céramiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, en référence du dessin annexe, dans lequel : -La fig. I est la coupe longitudinale d'un four comportant des wagons. -La fig. 2 est une coupe transversale du mme four. -La fig. 3 est un schéma de la vitesse des gaz dans un jet libre. -La fig. 4 est un schéma de la vitesse des gaz dans un jet disposé suivant l'invention. Le chargement à cuire (1) est disposé sur des wagons (2). Dans chaque espace libre situé entre les différentes piles de produits a cuire (3) ou entre les produits à cuire et une paroi (4) (pour un four intermittent) est disposé un groupe de deux brûleurs (5) à grande vitesse de sortie des produits de combustion. Ces deux brûleurs sont disposés de telle sorte que leurs jets (6) ne se rencontrent pas mais que leurs limites théoriques extérieures (7) soient parallèles et proches. Dans chaque espace libre (3) et (4), il y a un brûleur situé près de la voûte (8), l'autre étant situé près du ni. vau de la sole des wagons (9). Un jet libre (10) possède une ouverture théorique de 22 environ et la vitesse des gaz (ll) dans l'axe varie conformément aux lois des mécaniques des fluides. Si l'on oblige le jet à n'avoir qu'une ouverture de li* (12) environ en plaçant par exemple une surface plane (13) continue parallèlement à l'axe du jet et à faible distance de celui-ci, les vitesses des gaz (14) dans l'axe sont beaucoup plus importantes ce qui permet d'obtenir un brassage beaucoup plus important ainsi qu'une meilleure répartition de la concentration calorifique dans le jet tout au long de son épanouissement dans le four. La pression dynamique (15) est sensiblement plus élevée pour un jet s'ouvrant à lie que pour un jet libre. La réalisation de ce jet ayant un angle de 11 environ est due à l'effet COANDA sur la paroi. La disposition des brûleurs, conforme à l'invention, n'est réalisable que pour un rapport théorique invariant entre la largeur du four et sa hauteur (proche de 5). Dans la pratique, la dimension des brûleurs et les impératifs de montage peuvent faire varier légèrement ce rapport théorique sans modifier globalement les résultats. Mais il faut s'attacher à conserver une petite distance théorique entre les deux jets pour éviter à la fois un freinage important et un espace libre dans lequel il n'y aurait pas de circulation de gaz. Dans deux espaces libres consécutifs, les brûleurs sont disposés de telle sorte que la rotation globale des gaz soit alternée afin de générer des courants gazeux dans les chargements des wagons. REVENDICATIONS I-Four intermittent ou continu comportant plusieurs brûleurs montes sur les parois du four, caractérise par le fait que leurs dispositions respectives permettent d'obtenir deux jets gazeux balayant tout le plan défini par un groupe de deux brûleurs. 2-Four caractérise en ce que, suivant revendication nui, dans chaque groupe de deux brûleurs il y a un brûleur situé à proximité immédiate de la voûte et un brûleur situé a proximité immédiate de la sole. 3-Four caractérisé en ce que, suivant revendication n 1, chaque groupe de deux brûleurs est situe face à un espace libre délimité par deux piles de produits. 4-Four caractérisé en ce que, suivant revendication n l-, chaque groupe de deux brûleurs est situé face a un espace libre délimité par une pile de produits et une paroi latérale du four. 5-Four caractérisé en ce que, suivant revendication n*l, chaque brûleur possède un jet gazeux s'épanouissant sous un angle de 11 environ par l'utilisation de l'effet COANDA sur une paroi plane. 6-Four caractérisé en ce que, suivant revendication n l, les jets issus d'un groupe de deux brûleurs ne se rencontrent pas-directement avant d'avoir atteint la paroi située en face de chaque brûleur. 7-Four caractérisé en ce que, suivant revendication n l, les extrémités libres des jets soient parallèles et situées à faible distance l'une de l'autre. 8-Four caractérisé en ce que, suivant revendications 1, 5,6 et 7, la distance mesurée suivant une horizontale entre deux brûleurs situés face a face soit environ 5 fois plus grande que la distance mesurée suivant une verticale entre ces deux mmes brûleurs. 9-Four caractérisé en ce que, suivant revendication n l, le sens de rotation des gaz engendres par un groupe de deux brûleurs soit inversé pour deux espaces libres situés de part et d'autre d'une pile de produits.