Brevet FR2588363A1 — publié le 19870410

Etuve à disPositif de Post-combustion L'invention concerne les étuves munies de moyens de chauffage électrique et de moyens de circulation interne permettant d'éliminer par combustion les parties oxydables d'objets introduits dans l'étuve et elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans les étuves servant à débarrasser les enroulements électriques de leurs isolants en vue de la récupération des fils conducteurs. Souvent, et notamment dans le cas de l'oxydation des isolants, le traitement en étuve donne naissance à des fumées riches en poussières et/ou gaz nocifs, susceptibles d'être oxydés ; mais la température nécessaire est nettement supérieure à celle qui est acceptable dans l'étuve. Ce motif et le supplément important de consommation à envisager ont jusqu'ici conduit à rejeter cette solution. L'invention vise à fournir une étuve à chauffage électrique permettant d'éviter le rejet à l'atmosphère de fumées nocives sans pour autant augmenter de façon importante la consommation d'électricité. Dans ce but, elle propose une étuve comprenant une enceinte contenant des moyens de circulation de gaz sur lesquels sont interposés des organes de chauffage électrique et munie d'une entrée ajustable d'air frais depuis l'atmosphère, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit auxiliaire de post-combustion ayant des moyens de dérivation d'une fraction faible du gaz qui parcourt les moyens de circulation vers une enveloppe contenant des éléments chauffants électriques placés de façon à provoquer une forte turbulence des gaz au cours de leur passage, à travers l'enveloppe, vers un échangeur de chaleur avec les gaz parcourant les moyens de circulation, ladite fraction étant rejetée à l'atmosphère après refroidissement dans l'échangeur. Le circuit auxiliaire de post-combustion sera généralement placé à l'intérieur de l'enceinte. Toutefois, lorsqu'on doit ré-équiper une étuve existante, le circuit de post-combustion pourra constituer un module raccordé aux éléments existants de l'étuve. Dans un mode avantageux de réalisation, ledit échangeur est placé à l'intérieur de l'enceinte et les moyens de circulation comprennent une soufflante recevant le gaz ayant traversé l'échangeur, un conduit sur lequel sont placés les organes de chauffage électrique, et un répartiteur débouchant dans l'atmosphère de l'enceinte à l'opposé de l'échangeur. L'entrée d'air frais peut déboucher dans l'enceinte ou être reliée à l'admission de la soufflante. Les moyens de dérivation seront généralement alimentés par un piquage sur le refoulement de la soufflante. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la Figure 1 est un schéma de principe, en coupe suivant un plan vertical, d'une étuve comportant un circuit auxiliaire de post-combustion placé dans l'enceinte - la Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'enveloppe et des éléments chauffants d'un dispositif constituant un mode particulier de réalisation - la Figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la Figure 2 - la Figure 4, similaire à la Figure 3, montre une variante de réalisation utilisable notamment lorsque le circuit auxiliaire est destiné au ré-équipement de cuves existantes - la Figure 5, similaire à la Figure 2, montre une variante de réalisation - la Figure 6, similaire à la Figure 2, montre une variante de réalisation dans laquelle il n'y a pas de contact entre les fumées et les éléments chauffants - la Figure 7, encore similaire à la Figure 2, montre une autre variante de réalisation sans contact avec les éléments chauffants. L'étuve dont la constitution de principe est montrée en Figure 1 comporte une enceinte 10, généralement parallélépipédique, pouvant être réalisée en tôle. Dans cette enceinte sont prévus des supports (non représentés) destinés à recevoir les produits à traiter. Des moyens portés par l'enceinte sont prévus pour y faire circuler des gaz oxydants et les porter à une température permettant de traiter les produits. Dans le mode de réalisation illustré, les moyens de circulation comportent une soufflante 12 portée par l'une des parois de l'enceinte et dont le refoulement est relié à une tuyauterie 14 terminée par un répartiteur 16 placé, dans le mode de réalisation illustré,-à la partie basse de l'enceinte. Une fraction de la tuyauterie 14 constitueune gaine 17 dans laquelle plongent les organes de chauffage 18 constitués par des cannes chauffantes électriques. Ces cannes sont portées par le plafond de l'enceinte qu'elles traversent et sont munies de raccordements électriques (non représentés) avec une alimenta- tion à puissance réglable.Dans le mode de réalisation illustré, les arrivées de courant sont protégées par un carter 20. L'admission de la soufflante est prévue pour recevoir des gaz ayant circulé à travers l'enceinte et de l'air frais pénétrant dans l'enceinte par une entrée 22 munie d'un organe de réglage, représenté sous forme d'un papillon 24. Conformément à l'invention, l'étuve comporte également un circuit auxiliaire de post-combustion. Ce circuit auxiliaire est alimenté par des moyens de dérivation d'une fraction faible (généralement de l'ordre de 10 0) du débit de sortie de la soufflante 12. Le circuit comprend une enveloppe 28 contenant des éléments chauffants électriques placés de façon à provoquer une forte turbulence des gaz traversant l'enveloppe 28 et permettant de porter ces gaz à une température supérieure à celle qui règne dans l'enceinte, suffisante pour oxyder complètement les produits contenus dans le débit dérivé. Afin d'améliorer le rendement de l'étuve, les gaz réchauffés dans l'enveloppe 28 ne sont pas directement rejetés à l'atmosphère. Ils passent tout d'abord dans un faisceau de tubes 30 d'échange de chaleur avec le débit de gaz admis à l'entrée de la soufflante 12.Les ouvertures 32 d'entrée de l'échangeur sont placées à l'opposé du distributeur 16, de façon à recueillir les gaz qui se sont chargés en produits d'oxydation. Le trajet principal des gaz est indiqué en traits pleins sur la Figure 1 et le trajet dans le circuit auxiliaire est indiqué en tirets, pour plus de clarté. A titre d'exemple, on peut indiquer que la température d'oxydation doit être de 700 à 900*C, avec un temps de séjour de 0,3 à 1 seconde, pour éliminer de façon satisfaisante les imbrûlés et les produits incomplètement oxydés dans les gaz qui ont précédemment servi à l'oxydation d'isolants portés par des bobinages électriques. Toujours dans ce cas, la température des gaz dans l'enceinte sera généralement de 250 à 400'C. Des sondes sensibles à la température seront prévues dans la gaine 17, sur les cannes 18 et dans l'enveloppe 28 pour fournir, à un système de régulation qui peut être de type classique, les signaux d'entrée nécessaires. Ce système de régulation commande à son tour la puissance électrique appliquée aux éléments et organes chauffants. Les divers composants du circuit auxiliaire de post-combustion peuvent avoir des constitutions très diverses. Dans le mode de réalisation montré en Figures 2 et 3, la post-combustion s'effectue dans une enceinte 28 comportant un corps en tôle 34 muni extérieurement d'un calorifugeage 36 et fermé par un couvercle 38. L'enveloppe contient plusieurs éléments chauffants électriques, au nombre de trois dans le mode de réalisation illustré, de forme tubulaire, maintenus suivant une disposition régulière par une tôle 40 formant cloison et délimitant un collecteur d'échappement 42 et par des pions de fixation 44 solidaires du couvercle 38. Chacun des éléments chauffants 46 comporte un tube d'acier réfractaire 48 contenant un manchon en matériau céramique 50 dont la paroi interne est creusée d'encoches. Chacune de ces encoches présente une partie semicylindrique de réception d'une résistance bobinée en métal résistant à l'oxydation à haute température, par exemple en "GILPHY 35". Les gaz chargés de fumées et de poussières pénètrent dans l'enveloppe 28 par l'entrée 54, se réchauffent au contact des tubes 48, puis pénètrent dans les manchons 50 où ils sont portés à la température requise pour l'oxydation complète. Enfin, ils s'échappent par le collecteur 42 et la sortie 56. Le trajet des gaz est encore représenté, sur la Figure 2, par des flèches en tirets. Dans le mode de réalisation montré en Figure 2, il y a contact direct entre les gaz chargés en fumées et en poussière et les résistances chauffantes. Dans certains cas, il est souhaitable d'éviter un tel contact, par exemple lorsque les fumées sont riches en particules non combustibles. On peut dans ce cas disposer une chemise en tôle mince contre la paroi interne des manchons 50. Lorsque le circuit auxiliaire de postcombustion doit être placé hors de l'enceinte, il peut être avantageux de donner à l'enveloppe 28 une forme circulaire et de disposer les éléments chauffants électriques 46 suivant un pas triangulaire, comme indiqué sur la Figure 4. Dans la variante de réalisation montrée en Figure 5, où les éléments correspondant à ceux de la Figure 2 sont encore désignés par le même numéro de référence, les résistances électriques chauffantes sont bobinées sur des tiges 58 réparties à intervalles réguliers suivant un cercle. On utilisera en général des tiges métalliques séparées des résistances par des pastilles céramiques. Le trajet de circulation des gaz à l'intérieur de l'enveloppe 28 est déterminé par une cloison cylindrique 60 et des chicanes 62 fixées à la cloison 60 et aux tiges. Le gaz se préchauffe alors en passant entre l'enveloppe 28 et la cloison 60, puis il balaye les résistances dans un trajet alterné imposé par les chicanes 62. Une variante de réalisation consiste à enrouler en hélice la résistance bobinée sur le polyèdre constitué par les tiges. Le mode de réalisation montré en Figure 6 évite tout contact direct entre les fumées et les résistances électriques chauffantes. Cette solution est particulièrement avantageuse dans le cas où le gaz transporte des poussières, qui vont se rassembler au fond de l'enceinte et pourront être périodiquement évacuées à l'aide de vannes 64. Le gaz parcourt successivement une enceinte annulaire de préchauffage 66 entourant un manchon 68 portant les résistances chauffantes, puis une cuve 70 chauffée par rayonnement à partir des résistances. Une autre variante encore consiste à disposer horizontalement l'enveloppe montrée en Figure 6, de façon à arriver à la disposition montrée en Figure 7 où les éléments correspondant à ceux de la Figure 6 portent le même numéro de référence. REVENDICATIONS 1. Etuve comprenant une enceinte contenant des moyens de circulation de gaz (12-17) sur lesquels sont interposés des organes de chauffage électrique (18) et munie d'une entrée ajustable d'air frais depuis l'atmosphère, caractérisée en ce qu'elle comprend également un circuit auxiliaire de post-combustion ayant des moyens de dérivation d'une fraction faible du gaz qui parcourt les moyens de circulation vers une enveloppe (28) contenant des éléments chauffants électriques (46) placés de façon à provoquer une forte turbulence des gaz au cours de leur passage, à travers l'enveloppe, vers un échangeur (30) de chaleur avec les gaz parcourant les moyens de circulation, ladite fraction étant rejetée à l'atmosphère après refroidissement dans l'échangeur. 2. Etuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de circulation comprennent une soufflante (18) recevant le gaz ayant traversé l'échangeur, un conduit (14, 17) sur lequel sont placés les organes de chauffage électrique (18) et un répartiteur (16) débouchant dans l'atmosphère de l'enceinte à l'opposé de l'échangeur. 3. Etuve selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'entrée d'air frais est reliée à l'admission de la soufflante. 4. Etave selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les moyens de dérivation sont alimentés par un piquage sur le refoulement de la soufflante. 5. Etuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments chauffants sont tubulaires et répartis suivant un réseau régulier et en ce que l'enveloppe est munie de cloisons telles que les gaz circulent successivement à l'extérieur et à l'intérieur des éléments chauffants. 6. Etuve selon la-revendication 5, caractérisée en ce que chaque élément chauffant comporte un tube externe (48) métallique et un manchon interne (50) en matériau isolant dont la surface interne est creusée de rainures de réception de résistances électriques bobinées. 7. Etuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enveloppe délimite, avec une cloison tubulaire (60) placée à l'intérieur, un conduit de préchauffage de gaz et en ce que ladite cloison est munie de chicanes (62) supportant des tiges de réception de résistances électriques constituant les éléments chauffants, lesdites chicanes étant placées de façon à obliger le gaz à lécher les résistances. 8. Etuve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments chauffants électriques sont séparés du gaz par une cloison métallique chauffée par lesdits éléments chauffants.