Brevet FR2500608A1 — publié le 19820827

La présente invention se rapporte à une jupe annulaire de protection montée, réglable en hauteur, entre un four industriel, notamment un four convertisseur, et une hotte de cheminée maintenue distance au-dessus de ce dernier, le bord supérieur de cette jupe de protection délimitant avec la hotte de cheminée un inter-valle annulaire. Ces jupes de protection, lorsqu'elles sont abaissées, ont pour fonction d'assurer un transfert sans incident des gaz primaires issus du four industriel, ou du four convertisseur, vers la hotte de la cheminée et la cheminée qui lui fait suite, c'est-à- dire, qu'elles doivent éviter que ces gaz primaires puissent s'échapper vers l'extérieur, et également que l'air environnant ne pénètre à l'intérieur.Ceci soulève certaines difficulés, en particulier, dans la région comprise entre le bord supérieur de la jupe de protection et la hotte de cheminée, car à cet endroit se produit une alternance d'-coups de sur-et de sous-pressions, Dans les jupes de protection connues du type spécifié ci-dessus, on s'est efforcé de réduire à un minimum l'intervalle annulaire subsistant entre le bord supérieur de la jupe et la hotte de la cheminée ; de cette façon toutefois, on n'a pu empêcher que jusqu' un certain degré seulement l'échappement des gaz primaires et la pénétration de l'air environnant ; en outre, on rencontre d'autres difficultés dues au fait qu'il est inévitable que des frottements ou des contacts mécaniques se produisent, en particulier, au moment du réglage de la hauteur de la jupe de protection, ces contacts ou frottements risquant de détériorer cette jupe et/ou la hotte de la cheminée. En conséquence, on s'est rabattu, dans la pratique, sur des jupes de protection d'un autre type, notamment, sur des jupes comportant entre elles et la hotte ce qu'il est convenu d'appeler un "joint à labyrinthe" ou encore un joint d'eau. Toutefois, l'utilisation d'un joint à labyrinthe permet seulement d'atténuer les -coups de pression des gaz primaires.Dans le cas de l'utilisation d'un joint d'eau, ce dernier se charge très rapidement de poussière et de scories pro Venant des gaz primaires, ce qui annule très rapidement son efficacité, sauf s'il est soumis à des nettoyages fréquents. A cela s'ajoute un inconvénient commun à ces deux modes de réalisation, celui d'un grand encombrement, dont il n'est pas toujours possible de s'accomoder. La présente invention s.'est fixé pour but de procurer une jupe de protection de hotte du type spécifié c-î-dessus, qui est très peu encombrante, tout en permettant de-réaliser une étanchéité fiable de l'intervalle annulaire. L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixés par le fait que la jupe de protection est équipée, dans la région de son bord supérieur, d'un dispositif pour amener, dans l'intervalle annulaire en vue de l'étancher, un milieu d'isolation constitué par un gaz et/ou de la vapeur. L'invention est fondée sur la découverte qu'il est possible, même en présence d'un intervalle annulaire relativement large, d'étancher celui-ci de manière sûre et uniformément, sans avoir recours à des moyens mécaniques, susceptibles d'être endommagés et ce, en produisant dans l'intervalle annulaire, une couche d'arret ou d'isolation formée de gaz ou de vapeur. Comme milieu d'isolation ou d'étanchéité, on peut utiliser, par exemple, de l'azote, de l'argon, du bioxyde de carbone ou de la vapeur d'eau, I1 va de soi que le milieu d'isolation ou d'étanchéité adopté doit être fourni dans une mesure suffisante. Pour la réalisation de ce dispositif d'apport d'un milieu d'obturation, différentes possibilités s'offrent, dans le cadre de l'invention. De préférence toutefois, ce dispositif est cons titué par une couronne de buses toutes orientées dans le même sens en direction de la hotte de la cheminée. Selon une -caracté- tistique importante de l'invention, l'axe central des buses, vu en projection dans m plan horizontal, ne passe pas par le centre de jupe de protection. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'axe central des buses est incliné vers le bas par rapport au plan horizontal mais de maniere que le jet du bord supérieur des buses soit orienté incliné vers le haut.La première mesure mentionnée a notamment pour effet de produire, dans l'intervalle annulaire, une couche d'arrêt rotative qui est particulièrement stable et insensible aux variations de la pression des gaz primaires. D'autre part, la seconde mesure a pour conséquence que la plus grandepartie du milieu d'isolation est dirigée vers le courant principal de gaz primaires, une petite partie seulement du milieu d'isolation s'écoulant vers l'exté- rieur en entratnant, dans la région du bord supérieur de la jupe de protection, l'air environnant par un effet d'injecteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res sortiront de la description qui va suivre, faite uniquement à titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe longitudinale effectuée sur une moitié d'une jupe de protection selon l'invention montée entre un four convertisseur et une hotte de cheminée la figure 2 est une vue agrandie du détail A de la figure 1 ; et, la figure 3 est une vue en coupe partielle effectuée selon la ligne B-B de la figure 2. En se référant à la figure 1, on voit une jupe de protection annulaire 1, conforme à l'invention, montée entre un four convertisseur 2 et une hotte de cheminée 3, qui est située à une certaine distance au-dessus de l'ouverture ou de la "gueule" 4 du convertisseur. A son extrémité supérieure, la hotte 3 se prolonge par une cheminée, non représentée; à son extrémité inférieure, elle se prolonge par une partie conique 5 qui se termine par une partie cylindrique extérieure 6 orientée vers le haut, La jupe de protection 1 peut être élevée et abaissée à l'aide d'un dispositif d'actionnement 7 qui permet donc de régler sa hauteur ; sur la figure 1, la jupe 1 a été représentée dans sa position basse, dans laquelle son bord inférieur repose sur la bordure de l'ouverture 4 du convertisseur.Le bord supérieur 8 de la jupe 1 est espacé de la hotte 3 de la cheminée, et plus précisément de la partie cylindrique 6 de celle-ci, en délit mitant ainsi avec cette dernière un intervalle annulaire 9. L'originalité de la jupe de protection 1 réside dans le fait que, au voisinage de son bord supérieur 8, elle est pourvue d'un dispositif 10 destiné amener un gaz et/ou une vapeur, comme par exemple de l'azote, formant un milieu d'isolation ou d'étan chiite pour l'intervalle annulaire 9. Comme on le voit clairement sur la figure 3, ce dispositif 10 destiné 9 amener ce milieu d'isolation ou d'étanchéité se présente en gros sous la forme d'une couronne 11 de buses 12 orientées toutes sans le même sens vers la hotte 3, L'axe central 13 des buses 12, vu en projection sur le plan horizontal 14, ne passe pas par le centre 15 de la jupe de protection 1, c'est- -dire, qu'il s'étend entre une direction radiale et une direction tangentielle.Sur la figure 2, on voit en outre que l'axe central 13 des buses 12 est incliné vers le bas par rapport au olan horizontal 14, mais seulement dans une mesure telle que le jet supérieur 16 des buses est encore lége- rement orienté en oblique vers le haut, Par ailleurs, on voit encore clairement sur la figure 1 que la jupe de protection 1 présente une forme conique s'valsant vers le bas et se compose de tubes de refroidissement circulaires superposés 17. Le dispositif 10 destiné à amener le milieu d'étan chéité est monté entre les deux tubes supérieurs voisins 17 et présente un tube collecteur extérieur circulaire 18 pour ce milieu d'étanchéité, qui pourrait aussi être constitué par unprofilé en U soudé sur les deux tubes de refroidissement 17. Ce collecteur 18 est pourvu d'ajutages 19 qui passent entre les tubes de refroidissement voisins 17 en traversant une plaque de montage 20 les reliant et qui portent respectivement a leurs ex trémités libres, les buses 12 mentionnées. Le milieu d'étanchéité projeté par les buses 12 forme, dans l'intervalle annulaire 9, une couche d'armet rotative qui, en raison de l'orientation décrite ci-dessus des buses est éva cuée, en majeure partie, avec les gaz primaires issus du convertisseur 2 et dont seulement une petite partie s'écoule vers l'extérieur en entraînant l'air environnant. On évite ainsi d'une manière sûre l'entrée d'air ambiant extérieur dans la hotte 3 de la cheminée, en même temps qu'on empeche les gaz primaires de s'échapper par l'intervalle annulaire 9. REVENDICATIONS 1. Jupe annulaire de protection (1) montée, réglable en hauteur, entre un four industriel (2), notamment un four convertisseur, et une hotte de cheminée (3) maintenue å distance au-dessus de ce dernier, le bord supérieur (8) de cette jupe de protection délimitant avec la hotte de cheminée un intervalle annulaire (9), caractérisée en ce que la jupe de protection (1) est équipée, dans la région de son bord supérieur (8), d'un dispositif (10) pour l'apport d'un milieu d'isolation, constitué par un gaz et/ou de la vapeur, dans l'intervalle annulaire (9), en vue d'étancher ce dernier. 2. Jupe de protection selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (10) d'apport du milieu d'isolation est constitué par une couronne (11) de buses (12) toutes orientées dans le même sens vers la hotte (3) de la cheminée. 3. Jupe de protection selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'axe central (13) de chacune des buses (12), vu en projection dans un plan horizontal (14), ne passe pas par le centre (15) de la jupe de protection (1). 4. Jupe de protection selon la revendication 2 ou 3, caracté risée en ce que l'axe central (13) des buses (12) est incliné vers le bas par rapport au plan horizontal (14), tandis que le jet du bord supérieur des buses (16) est orienté incliné vers le haut. 5. Jupe de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans une forme de réalisation comportant des tubes de refroidissement circulaires superposés (17), caractérisée en ce que le dispositif d'apport du milieu d'isolation (10) est ponté entre deux tubes de refroidissement voisins (17), 6. Jupe de protection selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif d'apport du milieu d'isolation (10) comprend un tube collecteur circulaire extérieur (18) pourvu d'ajutages (19) s'étendant vers l'intérieur entre lesdits deux tubes de refroidissement voisins (17) et portant chacun une buse (12).