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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à 1'appui d'une demande de BREVET d' I N V E N T I O N sous le bénéfice de la Convention Internationale du 20 mars 1883 Monsieur Marcel FOURMENT, demeurant à Paris, 10, rue de la Bienfaisance, "Four pour la fusion du verre ou pour des usages analogues" 1 ayant fait l'objet de sa demande de brevet déposée en France le 29 mars 1944 sous le n P.V. 489.476.
On sait qu'il existe deux procédés principaux pour préparer et pour affiner la verre en fusion* Dans l'un de ces procédés, on utilise un four dénommé "four à pots" dans lequel les éléments vitrifiables sont chargés et fondus dans des creu- sets ou "pots" en réfractaire posés sur la sole du four. Dans l'autre procédé on utilise un four dénommé "four à bassin" dans ' Il/
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laquai la sole du four et ses côtés eux-mêmes constituent la capacité où est élaboré le verre.
Ces deux modes de fusion du verre présentent chacun leurs avantages et leurs inconvénients. En premier lieu, la mode de cueillage du verre n'est pas le même dans les deux pro- cédéa; un four à pots est en effet caractérisé par une marche cyclique puisqu'il faut périodiquement remplir et vider les porta alors que le cueillage du verre est généralement continu dans la four à bassin.
Les fours à pots sont surtout utilisés dans les verre- ries où le travail a 1deu en marche discontinue (huit heures sur vingt-quatre, par exemple) ou dans des entreprises qui Mettent en oeuvre de petites quantités de verre ou qui préparent simul- tanément des verres de qualité oubde couleur différentes*
Le fourra, baspin est généralement utilisé dans les verreries à grande production où le travail s'effectue en con- tinu avec des machines automatiques*
Le four qui fait l'objet de la présente invention ren- tre dans la catégorie des fours à pots, mais il permet d'obvier déjà aux principaux inconcénien ssfoursde ce type actuellement en service;
il permet notamment de travailler en continu et d'ali- mentor des machines automatiques tout en permettant de conser- zer les avantages du four à pots (travail simultané de verres de couleurs ou de qualités différentes). Le four comporte en outre une nouvelle organisation permettant son chauffage par récupération par inversion (système Siemens).
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Sur le dessin annexé, .on a représenté schématiquement et à titre d'exemple un mode de réalisation d'un four con-
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forme à 1 i.vaxitio : la fig. 1 est une couper verticale longitudinale (suivant la ligne I - I da la figura 2) d'un four de type rectiligne; la fig.2 est une coupe horizontale suivant la ligne II - II de la figure 1 ; la fige 3 est une coupe verticale suivant la ligne III-III da la figure 1 ; la fig.4 est une,couper verticale suivant la ligne IV-IV de* la figure 1;
la fig5, enfin est une coupa horizontale d'une variante de réalisation dans laquelle le laboratoire horizontal du four
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est de forme semi=circulair* ja
Dans l'exemple que montrent lesfigures 1 à 4, le four se compose essentiellement d'un laboratoire de forme rectan- gulaire aux extrémités duquel sont disposés des brûleurs ainsi que les orifices de départ des fumées'L'un des grands côtés du laboratoire constitue la façade de chargement des matières vitrifiables tandis que le grand côté sert au cueillage du verre-
Le laboratoire renferme un certain nombre de pots 1 de chaque côté desquels se trouvent des ouvertures ou arcades 2 Ménagées sur les façades de travail et de chargement;
les ouver tures précitées servant notamment à l'introduction des pots sus- viséa'
Le chargement des matières vitrifiables se fait de préférence par des goulottes d'alimentation 3 légèrement inclinées sur l'horizontale, goulottes comportant chacune une dalle de fond
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4 et deux dalles latérales 5 destinées à guider le mélange vitrifiable vers la pot correspondant.
Chaque goulotte d'alimentation 3 n'est pas reliée au reste de la Maçonnerie du four, ceci de façon que l'on puisse la changer et l'avancer progressivement vers l'intérieur du four, de façon à compenser l'usure de sa partie avant expo- sée à l'action combinée de la flamme et des salières vitrifiables à l'état fondu-
Sur le côté opposé à la façade de chargement du four se trouvent, en vue du cueillage du verre fondu, des tubulures 6 dénommées couramment "pipes de cueillage" dont la forme et le nonbre peuvent varier suivant le travail envisagé (travail à la main ou à la machine).
Le chauffage du four est fondé sur le principe bien connu du chauffage par récupération de chaleur par inversion (système Siemens). Le nouveau four comporte toutefois un certain nombre de dispositions originales qui constituent une amélioration notable sur les systèmes actuellement utilisés.
On sait que dans le système Siemens on prévoit des chambres de régénération de chaleur qui sont, auivant le sens de la flamme, altermativement en chauffage et en refroidissementDans la plupart des cas (notamment dans les fours de verrerie et de métallurgie) les poussières provenant de la charge pont entraînées par les gaz chauds et l'on constate bientôt une érosion progressive de la partie supérieure des empilages. Les scorifioatons pâteuses ou liçuidaa provenant de cette érosion s'écoulent sous l'action de la pesanteur et viennent se figer
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dans la partie inférieure des empilages où. la température est moins élevée.
Il se produit ainsi des obstructions progressived de la partie inférieure des empilages qui entravent la bonne marche du four et nécessitent finalement son arrêt
Dans le four, objet de l'invention, on a prévu, de chaque côté du laboratoire, un ensemble formé de deux chambres placées en sérieLa première, désignée par 7 et dénommée chambre à haute température, reçoit les gaz les plus chauds tandis que l'au- tre chambre, désignée par 8 et dénommée chambre à basse température,
est parcourue par les fumées qui ont déjà été refroidies lors de leur passage à travers les empilages disposés dans la chambre 7- Entre les deux chambres susvisées 7 et 8 et à la partie inférieure de celles-ci se trouve une galerie de connexion 9 dite "chambre à scorie" dans laquelle viennent S'accumuler les verres et les acroifications provenant de l'érosion progressive desempilages de la chanbre à haute température 7.
Grâce à l'organisation décrite ci-dessus, on protége efficacement les empilages de la chambre 8 et l'on élimine les résidus provenant de l'attaque ou érosion des empilages de la chambre 7- Il peut être avantageux de constituer les empilages de la chambre 8 à basse température avec des passages relativesent étroits pour augmenter la surface des échanges calorifiques et d'établir au contraire les empilages de la chambre à haute température 7 avec de gros éléments ménageant entre eux de larges sections de passage pour éviter ainsi les risques -d'obstruction'
Il y a lieu de noter que le four comportaun ensemble symétrique de chambres 7', 8' et 9' identiques aux chambres 7, 8 et 9 décrites ci-dessus.
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L'inversion périodique des courants gazeux se fait de la façon suivante : pour la gal, l'inversion @et obtenue par la manoeuvre d'une cloche à joint hydraulique 1 du type claique (ou par un robinet à trois voies ai la chauffage est réalisé par du gaz riche ou par de l'huile lourde).
L'inversion de l'air est obtenue a.u moyen d'un systène de deux ventilateurs réversibles 11 et ll' à ailettes radiales (ventilateurs dénommés "roto-inverseurs") qui remplissent la triple but suivant : - ila soufflent l'air nécessaire à la combustion à travers les chambrop de récupération (7 et 8); - ils aspirant les fumées à travers les mêmes chambres; - par le changement de leur sens de rotation ils permet- tent l'inversion périodique des 'courants gazeux'
Le sysstème décrit ci-deasua et comportant des doubles chambres combinées avec un ventilateur réversible n'est pas limité aux fours de verrerie : il peut s'appliquer dans de nombreux cas de la pratique industrielle et notamment dans les fours métallargiques.
Dans le cas de l'application du four à la fusion du verre, le fonctionnement de l'installation, est le suivant :
Le mélange vitrifiable est placé dana le.9 goulottes 3 et est poussé progressivement de façon à former un amaa dont le talus naturel vient aboutir au-dessus des pota de fusion corres- pondants. Sous l'action de la température, le mélange fond et constitue bien entendu un bain liquide dont le niveau eat obser- vé par les pipes 60 Le Terre liquide est porté à la. température
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a patent application under the benefit of the International Convention of March 20, 1883 Mr. Marcel FOURMENT, residing in Paris, 10, rue de la Bienfaisance, "Four pour la fusion du verre ou for similar uses "1 having been the subject of its patent application filed in France on March 29, 1944 under number PV 489.476.
It is known that there are two main processes for preparing and refining molten glass. In one of these processes, a furnace called a "pot furnace" is used in which the vitrifiable elements are loaded and melted in hollow. refractory sets or "pots" placed on the oven floor. In the other process, a furnace called a "basin furnace" is used in 'II /
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lacquered the bottom of the oven and its sides themselves constitute the capacity where the glass is made.
These two glass melting methods each have their advantages and disadvantages. In the first place, the mode of plucking the glass is not the same in the two processes; a pot oven is in fact characterized by a cyclic operation since it is necessary to periodically fill and empty the porta while the picking of the glass is generally continuous in the basin oven.
Jar ovens are used above all in glassworks where the work has been discontinuous (eight hours a day, for example) or in companies which use small quantities of glass or which simultaneously prepare quality glasses or different colors *
The fourra, baspin is generally used in large production glass factories where the work is carried out continuously with automatic machines *
The furnace which is the object of the present invention falls into the category of pot furnaces, but it already makes it possible to obviate the main inconcenial furnaces of this type currently in service;
it allows in particular to work continuously and to feed automatic machines while allowing to retain the advantages of the pot oven (simultaneous work of glasses of different colors or qualities). The furnace also includes a new organization allowing it to be heated by inversion recovery (Siemens system).
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In the accompanying drawing, there is shown schematically and by way of example an embodiment of a con-
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form at 1 i.vaxitio: fig. 1 is a longitudinal vertical section (along the line I - I in figure 2) of a rectilinear type oven; FIG. 2 is a horizontal section taken along line II - II of FIG. 1; the rod 3 is a vertical section taken along the line III-III in FIG. 1; fig.4 is a vertical section along line IV-IV of * Figure 1;
fig5, finally is a horizontal section of an alternative embodiment in which the horizontal laboratory of the furnace
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is semi = circular * ja
In the example shown in Figures 1 to 4, the furnace essentially consists of a rectangular laboratory at the ends of which are arranged burners as well as the outlets for the fumes. One of the long sides of the laboratory constitutes the front for loading vitrifiable materials while the large side is used for picking glass
The laboratory contains a certain number of pots 1 on each side of which there are openings or arches 2 Arranged on the working and loading facades;
the aforementioned openings serving in particular for the introduction of the above-mentioned pots
The loading of the vitrifiable materials is preferably done by feed chutes 3 slightly inclined to the horizontal, chutes each comprising a bottom slab
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4 and two side slabs 5 intended to guide the vitrifiable mixture to the corresponding pot.
Each feed chute 3 is not connected to the rest of the masonry of the furnace, this so that it can be changed and progressively moved towards the interior of the furnace, so as to compensate for the wear of its front part exposed to the combined action of flame and vitrifiable salt shakers in the molten state.
On the side opposite to the loading front of the furnace, for the purpose of picking up the molten glass, there are nozzles 6 commonly known as "picking pipes", the shape and size of which may vary depending on the work envisaged (hand work or machine).
The furnace heating is based on the well-known principle of inversion heat recovery heating (Siemens system). The new oven, however, has a number of original features which constitute a significant improvement over the systems currently in use.
We know that in the Siemens system heat regeneration chambers are provided which are, depending on the direction of the flame, alternately heating and cooling In most cases (especially in glass and metallurgy furnaces) dust from the bridge load entrained by the hot gases and there is soon a progressive erosion of the upper part of the stacks. The pasty scorifioatons or liçuidaa resulting from this erosion flow under the action of gravity and come to solidify
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in the lower part of the stacks where. the temperature is lower.
There are thus progressive obstructions of the lower part of the stacks which hamper the correct operation of the oven and ultimately necessitate its shutdown.
In the oven, object of the invention, there is provided, on each side of the laboratory, a set formed of two chambers placed in series The first, designated by 7 and called high temperature chamber, receives the hottest gases while the the other chamber, designated by 8 and called the low temperature chamber,
is traversed by the fumes which have already been cooled during their passage through the stacks arranged in the chamber 7- Between the two aforementioned chambers 7 and 8 and at the lower part of these there is a connection gallery 9 called " slag chamber "in which accumulate glass and acroifications resulting from the progressive erosion of the stackings of the high temperature pipe 7.
Thanks to the organization described above, the stacks of the chamber 8 are effectively protected and the residues originating from the attack or erosion of the stacks of the chamber 7 are eliminated. It may be advantageous to constitute the stacks of the chamber. low-temperature chamber 8 with narrow relative passages to increase the heat exchange surface and to establish, on the contrary, the stacks of the high-temperature chamber 7 with large elements leaving between them large passage sections to thus avoid risks - obstruction '
It should be noted that the oven comprises a symmetrical set of chambers 7 ', 8' and 9 'identical to the chambers 7, 8 and 9 described above.
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The periodic inversion of the gas streams is done as follows: for the gal, the inversion @and obtained by operating a bell with hydraulic seal 1 of the claique type (or by a three-way valve with the heating is produced by rich gas or by heavy oil).
The inversion of the air is obtained by means of a system of two reversible fans 11 and ll 'with radial fins (fans called "roto-inverters") which fulfill the following triple purpose: - it blows the air necessary to combustion through the recovery chambers (7 and 8); - they suck the fumes through the same rooms; - by changing their direction of rotation they allow the periodic inversion of 'gas currents'
The system described above and comprising double chambers combined with a reversible fan is not limited to glass furnaces: it can be applied in many cases of industrial practice and in particular in metallargic furnaces.
In the case of the application of the furnace to the melting of glass, the operation of the installation is as follows:
The vitrifiable mixture is placed in the 9 chutes 3 and is pushed progressively so as to form an amaa the natural slope of which ends above the corresponding melting pots. Under the action of temperature, the mixture melts and of course constitutes a liquid bath, the level of which is observed by the pipes. The liquid earth is brought to the. temperature
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