Brevet FR3071308A1 — publié le 20190322

WAGON POUR FOUR-TUNNEL 1. Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine des fours-tunnel pour la cuisson de produits, notamment en céramique. Plus particulièrement, l'invention concerne un wagon de transfert de produits à cuire destiné à cheminer au sein d'un four-tunnel. 2. Solutions de l'art antérieur Lors de la fabrication de produits en céramique, et notamment de produits en terre cuite, la cuisson est l'une des étapes fondamentales du processus. En effet, C'est la phase de cuisson qui donne au produit céramique ses caractéristiques physiques comme sa résistance mécanique à la compression et aux autres déformations. Actuellement, les installations de cuisson de produits en céramique comprennent un four-tunnel renfermant trois zones principales dans lesquelles circulent des produits à cuire, à savoir : - une zone d'entrée ; - une zone de cuisson ; et - une zone de refroidissement des produits. Dans de tels fours-tunnel, utilisés pour la cuisson ou le séchage, les produits à traiter sont portés par des wagons qui sont successivement enfournés en poussant les wagons déjà en place jusqu'à faire sortir celui de ces wagons qui se trouve à l'extrémité du four. Les wagons sont donc adaptés pour la transmission de poussée de l'un à l'autre. De plus, pour éviter les fuites de gaz chauds, les wagons sont reliés, d'une part, à la jonction mur-sol du four, d'autre part, entre eux de manière étanche thermiquement. 2 La première de ces liaisons, à savoir entre le four et les wagons, est réalisée soit par un bain de sable comme l'illustre le document FR934099, soit par l'immersion d'une partie basse du wagon dans un fluide caloporteur, 5 généralement de l'eau, comme l'illustre le document FR2521704. Pour améliorer les performances de ces liaisons étanches thermiquement, il est d'usage de les accompagner avec un jeu de chicanes entre la paroi du four et la partie latérale du wagon comme l'illustre le document FR2470351. 10 La deuxième de ces liaisons, à savoir entre deux wagons adjacents, se fait par une combinaison d'un jeu de chicanes, par exemple une partie mâle se trouvant à l'avant d'un wagon coopérant avec une partie femelle complémentaire située à l'arrière du wagon précédant, et d'un jeu de 15 profilés métalliques sensiblement complémentaires où l'un des profilés se trouvant à l'avant d'un wagon entre dans un profilé muni d'une partie élastiquement déformable et situé à l'arrière du wagon précédant, comme décrit dans le document FR2470351. 20 Ces systèmes d'étanchéité ont pour utilité de protéger thermiquement en particulier les différents éléments notamment métalliques, permettant une mobilité des wagons au sein du four-tunnel, par exemple les roues et les rails. Historiquement, c'est le bain de sable qui s'est 25 d'abord développé. Dans ce cas, une ventilation permet d'évacuer la chaleur s'accumulant sous les wagons lors d'un fonctionnement du four-tunnel. Il est usuellement reconnu qu'il existe une fuite d'air au niveau de la jonction entre deux wagons mais aussi au niveau du joint de sable. Cette 30 fuite d'air a pour conséquence qu'une partie des produits du bas de la charge subissant le traitement thermique sont refroidis et subissent un traitement thermique moindre. 3 Afin de palier à ce problème, il a été élaboré un système d'étanchéité thermique par bain d'eau en lieu et place du bain de sable. L'homogénéité du traitement thermique s'en est vue grandement améliorée. Toutefois, dans 5 cette solution développée dans le document EP0043306, la tôle plongeant dans la goulotte remplie d'eau a pour inconvénient la création d'un pont thermique entre le wagon et le fluide. La conduction thermique engendrée par ce pont thermique conduit à une forte élévation de la température de 10 l'eau jusqu'à une évaporation partielle. Cette vapeur d'eau générée entre alors en contact avec les différents bétons réfractaires de la structure (four et wagon) et dégrade sa durée de vie. A cela peut s'additionner une étanchéité grâce à un 15 système de joint souple pouvant se dilater avec une circulation de fluide et secondé par un jeu de chicanes, comme cela est décrit dans le document EP0043306. Ainsi une forte perte de charge est créée. Toutefois, la circulation de fluide nécessaire au système de joints souple nécessite 20 d'assurer une connexion fluidique entre deux wagons adjacents qui est complexe au vu de l'environnement de fonctionnement. Par conséquent, cette solution nécessite une maintenance coûteuse. De plus, le traitement de l'eau 25 servant à l'étanchéité ajoute de nouvelles problématiques à l'industriel. De cet état des lieux, les fours à bain d'eau ont soit un mauvais suivi de maintenance engendrant une détérioration des équipements, soit un coût de maintenance élevé, rendant les coûts d'exploitation plus élevés. 30 3. Objectifs visés L'invention a notamment pour objectif de résoudre au 4 moins en partie les inconvénients précédents de l'art antérieur. Un but de l'invention est de fournir un wagon de transfert pour un four-tunnel qui permette une étanchéité 5 thermique performante et qui soit simple et peu coûteux à mettre en oeuvre. 4. Résumé A cette fin, il est prévu, selon l'invention, un 10 wagon de transfert de produits à cuire au sein d'un four-tunnel, le wagon de transfert comportant des faces latérales ainsi qu'une face avant et une face arrière, des premiers moyens d'étanchéité thermique situés sur les faces latérale et agencée de sorte à former une première liaison étanche 15 thermiquement avec le four-tunnel, des deuxièmes moyens d'étanchéité thermique situés sur la face avant et des troisièmes moyens d'étanchéité thermique situés sur la face arrière, les deuxièmes et troisièmes moyens d'étanchéité thermique étant complémentaires l'un de l'autre agencés de 20 sorte à ce que les deuxièmes moyens d'étanchéité thermique du wagon de transfert coopèrent avec les troisièmes moyens d'étanchéité thermique d'un wagon de transfert adjacent ou que les troisièmes moyens d'étanchéité thermique du wagon de transfert coopèrent avec les deuxièmes moyens d'étanchéité 25 thermique d'un wagon de transfert adjacent pour former des deuxièmes liaisons étanches thermiquement entre les deux wagons de transfert adjacents, l'un parmi les deuxièmes et troisièmes moyens d'étanchéité thermique comportant un vérin mécanique comprenant une tête de piston mobile à 30 coulissement entre une position de repos et une position d'appui et une cloche de protection déformable coiffant la tête de piston , et l'autre parmi les deuxièmes et troisièmes 5 moyens d'étanchéité thermique comportant une contre-forme agencée de sorte à recevoir de manière complémentaire la tête de piston en position d'appui. 5 Avantageusement, mais facultativement, le wagon selon l'invention comporte en outre au moins l'une des caractéristiques techniques additionnelles suivantes : - la contre-forme comporte un élément déformable élastiquement agencé de sorte à recevoir en appui 10 la tête de piston d'un wagon de transfert adjacent lors d'une utilisation ; - le vérin mécanique comporte un ressort de compression à l'encontre duquel la tête de piston est mobile à coulissement ; 15 - la tête de piston étant montée sur une extrémité d'une tige de piston, le ressort est en appui sur une butée située sur une extrémité opposée de la tige de piston ; - la cloche de protection comporte une toile 20 déformable élastiquement fixée sur la face avant ou arrière associée du wagon de transfert ; - la toile est imperméable et réfractaire ; - l'un parmi la contre-forme et le vérin mécanique comporte une coquille de réception agencée de 25 sorte à prendre en sandwich la cloche de protection avec la tête de piston ; - les premiers moyens d'étanchéité thermique comprennent une jupe de wagon comprenant un élément de faible conduction thermique ; 30 - l'élément de faible conduction thermique comporte une partie en matériau à faible conductivité thermique réalisant une barrière thermique ; et, 6 - la partie en matériau à faible conductivité thermique est en silicone haute température. 5. Liste des figures 5 D'autres caractéristiques et avantages apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : 10 - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe de la première liaison étanche thermiquement, à savoir entre le four et les wagons, selon l'invention; - la figure 2 est une vue de coté de la deuxième 15 liaison étanche thermiquement, à savoir entre deux wagons adjacents, selon l'invention, en position de repos ; et, - la figure 3 une vue de de coté de la deuxième liaison de la figure 2, en position d'appui. 20 6. Description détaillée De manière générale, nous n'allons pas décrire en détail un four-tunnel, ni les wagons de transfert. Il suffit de se référer aux différents documents précédemment cités 25 pour de plus amples informations. En référence à la figure 1, nous allons décrire en détail la première liaison étanche thermiquement 10 d'un wagon de transfert W selon l'invention. Cette première liaison étanche thermiquement 10 est située entre le wagon 30 de transfert W selon l'invention et la liaison mur-sol du four-tunnel. Cette première liaison étanche thermiquement 10 comporte : 7 - Une goulotte 14 fixée au moins sur une paroi interne 1 d'un mur latéral M du four-tunnel le long duquel se déplace un wagon de transfert W selon l'invention. La goulotte 14 est remplie 15 5 soit avec du sable, soit avec un fluide caloporteur comme de l'eau. Cette goulotte 14 peut-être positionnée au niveau d'un sol S du four-tunnel dans lequel chemine le wagon de transfert W. 10 - Un élément de faible conduction thermique 11,12,13 fixé, sur une partie supérieure, au wagon de transfert W, notamment au niveau d'une partie basse d'une face latérale 2 dudit wagon de transfert W. La partie inférieure libre de 15 l'élément de faible conduction thermique plonge dans la goulotte 14. L'élément de faible conduction thermique 11,12,13 forme un des premiers moyens d'étanchéité thermique. Selon un mode de réalisation, l'élément de faible conduction 20 thermique 11,12,13 forme une jupe de wagon et comprend : - Une première partie métallique, comme de l'acier, 11 destinée à être fixée sur le wagon de transfert W; - Une deuxième partie 12 en matériau à faible 25 conductivité thermique, fixée sur la première partie métallique 11, pour réaliser une barrière thermique. Cette deuxième partie 12 est par exemple en silicone haute température. - Une troisième partie 13 métallique, comme de 30 l'acier inoxydable, fixée à la deuxième partie 12 et plongeant dans le fluide 15 de la goulotte 14. D'autres agencements de l'élément de faible conduction 8 thermique 11,12,13 sont possibles : - Selon une première variante, l'élément de faible conduction thermique ne comporte que la deuxième partie 12 en matériau à faible conductivité 5 thermique, fixée directement au wagon de transfert W et plongeant directement dans le fluide 15 de la goulotte 14. - Selon une deuxième variante, l'élément de faible conduction thermique ne comprends que la deuxième 10 partie 12 en matériau à faible conductivité thermique, fixée directement au wagon de transfert W et la troisième partie 13 métallique plongeant dans le fluide 15 de la goulotte 14 - Selon une troisième variante, l'élément de faible 15 conduction thermique ne comprends que la première partie métallique 11, fixée directement au wagon de transfert W et la deuxième partie 12 en matériau à faible conductivité thermique, plongeant directement dans le fluide 15 de la 20 goulotte 14. La première liaison étanche thermiquement 10 d'un wagon de transfert W selon l'invention qui vient d'être décrite est secondée par un jeu de chicanes 3 entre la paroi interne 1 du mur latéral M du four-tunnel et la face latérale 2 du 25 wagon de transfert W selon l'invention. Il est à noter qu'une liaison étanche thermiquement 10 est aussi aménagée de manière symétrique entre l'autre mur latéral du four-tunnel et le wagon de transfert W selon l'invention. 30 En référence aux figures 2 et 3, nous allons maintenant décrire plus en détail une deuxième liaison étanche 9 thermiquement 100 d'un wagon de transfert W selon l'invention. Cette deuxième liaison étanche thermiquement 100 est positionnée entre deux wagons de transfert W1 et W2 adjacents selon l'invention. 5 Sur une poutre avant 21 aménagée sur une face avant de l'un W1 des deux wagons de transfert W1 et W2 adjacents, la deuxième liaison étanche thermiquement 100 comporte des deuxièmes moyens d'étanchéité thermique comprenant un vérin mécanique 20. Le vérin mécanique 20 comprend un corps de 10 vérin 23 fixé dur la poutre avant 21. La fixation est assurée par le serrage en sandwich de la poutre avant 21 entre deux écrous 232 et 231 engagées sur une extrémité filetée 231 du corps de vérin 23. A l'autre extrémité, le corps de vérin 23 comporte une butée fixe 24. Le vérin mécanique 20 comporte 15 en outre une tige de piston 26 coulissante en translation dans le corps de vérin 23. Au niveau d'une extrémité reçue dans le corps de vérin 23, la tige de piston 26 comporte une butée 25 qu'elle entraine à coulissement en translation le long du corps de vérin 23. Entre les deux butées 24 et 25, 20 le vérin mécanique 20 comporte un ressort de compression 20 qui s'oppose à un rapprochement des butées 24 et 25 l'une vers l'autre lors d'un fonctionnement du vérin mécanique 20. Au niveau de l'autre extrémité libre, la tige de piston 27 comporte une tête de piston 27 présentant une surface d'appui 25 arrondie 270. D'autre part, une toile 30 imperméable, réfractaire et déformable élastiquement entoure et isole de l'extérieur la tête de piston 27 ainsi que la partie de la tige de piston 26 qui est en dehors du corps de vérin 23. La toile 30 est fixée sur la poutre avant 21 de sorte à former 30 une cloche de protection déformable qui accompagne dans son mouvement la tête de piston 27, comme cela est illustré en figure 3. 10 Sur une face arrière de l'autre W2 des deux wagons de transfert W1 et W2 adjacents, la deuxième liaison étanche thermiquement 100 comporte un troisième moyen d'étanchéité 5 thermique comprenant une contre-forme 40. Cette contre-forme 40 comporte une poutre arrière 41 de l'autre W2 des deux wagons de transfert W1 et W2 adjacents, ainsi qu'un élément déformable élastiquement 42. Cet élément déformable élastiquement 42 est résistant à haute température. La 10 contre-forme 40 comporte une coquille de réception 43 comportant une surface concave 430 destinée à recevoir en appui la surface d'appui arrondie 270 de la tête de piston 27 lorsque le wagon de transfert W1 vient au contact du wagon de transfert W2, la toile 30 étant alors prise en sandwich 15 entre les deux surfaces 270 et 430. Dans une variante de réalisation la coquille de réception 43 est fixée sur l'élément déformable élastiquement 42. Dans une autre variante de réalisation, la coquille de réception 43 est fixée sur la tête de piston 27 prenant en sandwiche la toile 20 30. Lorsque la deuxième liaison étanche 100 passe de la position de repos illustrée en figure 2 à la position d'appui illustrée à la figure 3, la toile 30 se déforme alors que la tige de piston 26 coulisse dans le corps de vérin 23, 25 comprimant le ressort 20, et l'élément déformable élastiquement 42 se déforme aussi, épousant une surface externe 431 de la coquille de réception 43. Une étanchéité thermique totale est ainsi réalisée entre les deux wagons de transfert W1 et W2 adjacents selon l'invention. 30 il est à noter qu'au moins, la tête de piston 27, la coquille de réception 43, la toile 30 et l'élément déformable élastiquement 42 s'étendent sur au moins une largeur du wagon 11 de transfert Wl, W2 selon l'invention. En variante de réalisation, l'agencement de la deuxième liaison étanche thermiquement 100 est inversée : la contre- 5 forme 40 est montée sur une partie avant de l'un Wl des deux wagons de transfert Wl et W2 adjacents, et le vérin mécanique 20 et la toile 30 sont montés sur de l'autre W2 des deux wagons de transfert Wl et W2 adjacents. 10 La deuxième liaison étanche thermiquement 100 entre deux wagons de transfert Wl, W2 selon l'invention qui vient d'être décrite peut être secondée par un jeu de chicanes entre les deux wagons de transfert Wl et W2, jeu de chicanes similaire au jeu de chicanes 3 précédemment décrit en relation avec la 15 figure 1. Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention REVENDICATIONS1. Wagon de transfert (W,W1,W2) de produits à cuire au sein d'un four-tunnel, le wagon de transfert comportant des faces latérales (2) ainsi qu'une face avant et une face arrière, des premiers moyens d'étanchéité thermique (11,12,13) situés sur les faces latérale et agencée de sorte à former une première liaison étanche thermiquement (10) avec le four-tunnel, des deuxièmes moyens d'étanchéité thermique (20,30) situés sur la face avant et des troisièmes moyens d'étanchéité thermique (40) situés sur la face arrière, les deuxièmes et troisièmes moyens d'étanchéité thermique étant complémentaires l'un de l'autre agencés de sorte à ce que les deuxièmes moyens d'étanchéité thermique du wagon de transfert coopèrent avec les troisièmes moyens d'étanchéité thermique d'un wagon de transfert adjacent ou que les troisièmes moyens d'étanchéité thermique du wagon de transfert coopèrent avec les deuxièmes moyens d'étanchéité thermique d'un wagon de transfert adjacent pour former des deuxièmes liaisons étanches thermiquement (100) entre les deux wagons de transfert adjacents, caractérisé en ce que l'un (20,30) parmi les deuxièmes et troisièmes moyens d'étanchéité thermique comporte un vérin mécanique (20) comprenant une tête de piston (27) mobile à coulissement entre une position de repos et une position d'appui et une cloche de protection (30) déformable coiffant la tête de piston , et en ce que l'autre (40) parmi les deuxièmes et troisièmes moyens d'étanchéité thermique comporte une contre-forme 13 (40) agencée de sorte à recevoir de manière complémentaire la tête de piston en position d'appui. 5 2. Wagon de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contre-forme comporte un élément déformable élastiquement(42) agencé de sorte à recevoir en appui la tête de piston d'un wagon de transfert adjacent lors d'une utilisation. 10 3. Wagon de transfert selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le vérin mécanique (20) comporte un ressort de compression (22) à l'encontre duquel la tête de piston est mobile à coulissement. 15 4. Wagon de transfert selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la tête de piston étant montée sur une extrémité d'une tige de piston (26), le ressort est en appui sur une butée (25) située sur 20 une extrémité opposée de la tige de piston. 5. Wagon de transfert selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cloche de protection comporte une toile déformable élastiquement fixée sur 25 la face avant ou arrière associée du wagon de transfert. 6. Wagon de transfert selon la revendication 5, caractérisé en ce que la toile est imperméable et 30 réfractaire. 7. Wagon de transfert selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'un parmi la contre-forme et le vérin mécanique comporte une coquille de 14 réception (43) agencée de sorte à prendre en sandwich la cloche de protection avec la tête de piston. 8. Wagon de transfert selon l'une des revendications 1 5 à 7, caractérisé en ce que les premiers moyens d'étanchéité thermique comprennent une jupe de wagon (11,12,13) comprenant un élément de faible conduction thermique (12) . 10 9. Wagon de transfert selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de faible conduction thermique comporte une partie en matériau à faible conductivité thermique (12) réalisant une barrière thermique. 15 10. Wagon de transfert selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie en matériau à faible conductivité thermique est en silicone haute température. 20