Brevet FR2475692A1 — publié le 19810814

Brique pour moufle de brûleur réalisée en un mélange de fibres céramiques résistant aux hautes températures, en particulier pour fours de traitement thermique. La présente invention concerne une brique pour moufle de brûleur réalisée avec un mélange de fibres céramiques résis- tant aux hautes températures, et destinée notamment à des fours de traitement thermique équipés de brûleurs à grande vitesse, cette brique comportant un trou de brûleur. De telles briques pour moufles de brûleurs sont con- nues en soi, par exemple par la revue "Gas und Wârme", volume 28 (1979), n0 4, page 227, et par l'imprimé publicitaire "Combustion Chamber" (chambre de combustion) de JOHNS-MANVILLE, imprimé IN-489 A de mars 1966. On peut fabriquer de telles briques, sans joints et en une seule pièce, par le procédé de moulage sous vide, et de ce fait les adapter aisément à la configuration et aux dimensions des différents types de brû- leurs. Comme fibres céramiques, on utilise principalement cel- les qui sont à base de silicate d'alumine, car elles permettent d'obtenir, avec un faible poids, une bonne isolation thermique et une faible accumulation de chaleur, une résistance exception- nelle aux variations de la température, et, de ce fait, une durabilité et une sécurité de fonctionnement optimales. La brique, qui est normalement en une seule pièce, peut aussi être en plusieurs pièces qui sont moulées individuellement et réunies les unes aux autres par collage, lorsque ses dimensions sont relativement grandes. Grâce aux briques réalisées avec des mélanges de fibres céramiques, on a pu obtenir une amélioration notable, notamment en ce qui concerne la résistance aux varia- tions de température, jusque là très déficiente, par rapport aux briques cuites, aux éléments de construction préfabriqués ayant subi un recuit ou une cuisson, ainsi qu'aux pisés et bétons réfractaires mis en place localement, que l'on utilisait jusqu'à présent et qui sont tous à base de silicate d'alumine avec différentes teneurs en A1203, de liant et de matières premières. Il a également été possible d'éviter les contraintes aux joints, qui provoquaient rapidement des fissurations et des éclatements, portant ainsi atteinte au fonctionnement des z?475692 brûleurs et permettant une fuite des gaz non brûlés. Le faible poids spécifique des briques réalisées avec des fibres céra- miques, poids qui n'est que d'environ 10% de celui des briques ou masses cuites que l'on utilisait jusqu'à présent, et qui s'accompagne d'une faible accumulation de la chaleur et de ce fait d'un refroidissement rapide, a en outre permis de remplacer rapidement des pièces endommagées, et rend aussi possible une mise en service immédiate des briques à brûleur neuves, sans qu'il soit besoin d'appliquer des directives particulières pour le séchage ou la montée en température. Cependant, les briques pour moufles de brûleurs réalisées avec un mélange de fibres céramiques résistant aux hautes températures et d'un type connu présentent l'inconvé- nient suivant: les grandes vitesses du gaz et de l'air, telles qu'elles existent dans les brûleurs à haute capacité, ou bien aussi, dans d'autres types de brûleurs, les turbulences, peuvent conduire à une érosion rapide des fibres céramiques dans le trou de brûleur et provoquer ainsi des perturbations de la combustion. La présente invention a pour objet de développer et de perfectionner la conception d'une brique pour moufle de brûleur du type décrit en préambule, de telle façon que, tout en conservant les avantages précédemment mentionnés dans les domaines de la technique de la chaleur et de la régulation, l'on puisse éviter dans une large mesure que le trou de brûleur ne soit détérioré par l'érosion, ou qu'il soit pos- sible d'y porter rapidement remède. La présente invention permet de résoudre le problème posé par le fait qu'une douille intérieure séparée, en un matériau réfractaire, est insérée de façon amovible dans le trou de brûleur. Cette douille intérieure ne présente avanta- geusement qu'une faible épaisseur de paroi et peut avoir, selon les conditions données, la forme d'un cylindre, d'un cône tronqué, ou toute autre configuration, et est, par exemple, réalisée à base de carbure de silicium, de silicate d'alumine,= de céramique à base d'oxydes, de fibres céramiques liées par un liant minéral, etc. En tant que pièce d'usure séparée, la douille intérieure peut être remplacée en exploitation. On pouvait à peine jusqu'à présent bénéficier des avantages que présentent les briques en fibres céramiques sur les plans de la technique de la chaleur etde la régulation de la combustion, en raison de la faible résistance à l'usure de ce matériau, car la brève durée de vie que l'on pouvait at- tendre de ces briques donnait lieu à des échanges fréquents et coûteux, ainsi qu'à des perturbations et/ou interruptions de l'exploitation, tandis que la solution selon la présente invention permet de réduire à un minimum les frais occasionnés par le renouvellement indispensable des briques, étant donné que les blocs brûleurs à base de fibres ne sont jamais exposés directement à l'érosion et atteignent donc des durées d'uti- lisation exceptionnellement longues. Des dispositions ou modes de fixation appropriés de la douille intérieure dans le trou de brûleur consistent en ce que ladite douille intérieure est insérée avec assemblage par interpénétration dans le trou de brûleur, y est enfoncée en tournant à l'aide d'un moletage et/ou y est encliquetée à l'aide d'un verrouillage. Pour obtenir une étanchéité absolue entre le trou de brûleur et la douille intérieure séparée, il est prévu que la surface intérieure du trou de brûleur et/ou la surface extérieure de la douille intérieure puissent présenter une garniture d'étanchéité, par exemple en mortier ou en ciment ou mastic réfractaire. La douille intérieure peut présenter une bride ou collerette de fixation, façonnée d'un seul tenant sur la face frontale, et par l'intermédiaire de laquelle ladite douille intérieure peut, par exemple, être vissée, chevillée ou collée sur l'orifice de brûleur, à l'aide d'une plaque d'acier ronde ou carrée, avec intercalation d'une bague d'étanchéité, par exemple en feutre réfractaire ou ignifuge, de telle manière que toute fuite des gaz de combustion se trouve empéchée.Lorsque le trou de brûleur et de ce fait aussi la douille intérieure présentent un évasement dirigé vers l'intérieur du four, et que, de ce fait, l'installation de la douille intérieure doit se faire à partir de l'intérieur, ladite douille intérieure peut avantageusement être plus longue, dans le sens de l'axe, que le trou de brûleur, et peut présenter, à son extrémité située à l'extérieur, une rainure périphérique dans laquelle peut engrener une bague de verrouillage assurant l'étanchéité, laquelle est elle-même maintenue sur la brique par une bride ou collerette de fixation du brûleur, bride qui enjambe ladite bague. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation d'une brique pour moufle de brûleur présentant les caractéristiques de la présente invention, et sur laquelle l'insertion dela douille intérieure peut se faire de l'extérieur; la figure 2 est une vue d'un autre mode de réalisation d'une brique pour moufle de brûleur selon la présente inven- tion, sur laquelle l'insertion de la douille intérieure doit se faire de l'intérieur. La brique 1 pour moufle de brûleur selon la figure 1 est ajustée dans la maçonnerie 7, par exemple d'un four de traitement thermique industriel. Dans ce cas, la brique 1 présente un trou de brûleur cylindrique 3. Selon la présente invention, une douille intérieure séparée en un matériau réfractaire est insérée, de façon amovible, dans le trou de brûleur 3. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la douille intérieure 2 est fixée dans le trou 3, par l'intermédiaire d'un moletage 4. Ladite douille intérieure 2 porte, à son extrémité frontale extérieure, une bride de fixation 5 qui vient se loger dans un évidement annulaire correspondant de la brique 1, de sorte que la face frontale de la bride ou collerette de fixation 5 s'aligne sur la face frontale de la brique 1. La douille intérieure 2 est maintenue dans cette position à l'aide d'une bride ou collerette de fixation 9 du brûleur, bride qui est vissée sur la tôle exté- rieure de l'enveloppe 8 du four. Pour empêcher la fuite des gaz de combustion, une étanchéité est assurée par le fait qu'une bague d'étanchéité 11 en mat de feutre réfractaire ou ignifuge est insérée dans un évidement correspondant de l'enveloppe 8 du four, entre la face frontale de la bride de fixation 5 et la face intérieure de la bride ou collerette de fixation 9. La représentation dessinée illustre aussi, par des lignes en traits discontinus, comment l'enveloppe 10 du brûleur fait saillie à l'intérieur du trou de brûleur 3 équipé de la douille intérieure 2. Dans le cas du mode de réalisation selon la figure 2, le trou de brûleur 3 et par conséquent aussi la douille inté- rieure 2 présentent un tronçon évasé 12 qui fait face à l'in- térieur du four. En raison de cette disposition, la douille intérieure doit être insérée dans le trou de brûleur 3 à partir de l'intérieur. Mais, dans ce cas également, la fixation et l'étanchéité doivent aussi être réalisées à partir de l'extérieur. A cet effet, la douille intérieure 2 présente, dans le sens de l'axe, une longueur légèrement supérieure à celle du trou de brûleur 3. La douille intérieure 2 porte, à son extrémité qui fait saillie vers l'extérieur du trou de brûleur 3, une rainure périphérique extérieure 6, dans laquelle peut engrener, par un ressort approprié, une bague de verrouil- lage 13 qui est, par exemple, en deux parties et sert aussi à des fins d'étanchéité. Entre la bague de verrouillage 13 et la face frontale de la brique 1, une bague d'étanchéité séparée 11, qui entoure la douille intérieure 2, peut être disposée à nouveau dans un évidement de l'enveloppe 8 du four. La bague de verrouillage 13 et la bague d'étanchéité 11 sont ensemble maintenues en place par une bride ou collerette de fixation 9 qui est vissée sur l'enveloppe 8 du four. à 75692 REVENDICATIONS 1. Brique pour moufle de brûleur réalisée avec un mélange de fibres céramiques résistant aux hautes températures, et destinée notamment à des fours de traitement thermique équipés de brûleurs à grande vitesse, cette brique comportant un trou de brûleur, caractérisée en ce qu'une douille inté- rieure (2) séparée, en un matériau réfractaire, est insérée de façon amovible dans le trou de brûleur (3). 2. Brique pour moufle de brûleur selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que la douille intérieure (2) est insérée avec assemblage par interpénétration dans le trou de brûleur (3)-, y est enfoncée en tournant à l'aide d'un moletage (4) et/ou y est encliquetéeà l'aide d'un verrouillage. 3. Brique pour moufle de brûleur selon l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface intérieure Idu trou de brûleur (3) et/ou la surface extérieure de la douille intérieure niture d'étanchéité, par exemple en mortier ou en ciment ou mastic réfractaire. 4. Brique pour moufle de brûleur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la douille intérieure (2) présente une bride ou collerette de fixation (5). 5. Brique pour moufle de brûleur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisée-en ce que la douille intérieure (2) est plus longue, dans le sens de l'axe, que le trou de brûleur (3) et présente, à son extrémité située à l'extérieur, une rainure périphérique (6).