Four pour la fusion du verre. La présente invention a pour objet un four pour la fusion du verre.
En général, les fours pour la fusion du verre comportent deux chambres, la chambre de fusion et la chambre de conditionnement; ces chambres sont séparées par une paroi en forme de pont avec un passage de communi cation pour le verre, lequel passage est ha bituellement connu sous le nom de gueulard.
Dans la pratique courante, la chambre de fusion est maintenue à une température éle vée et pratiquement uniforme sur toute sa surface et la composition du verre est ame née directement dans le four chaud, à l'une de ses extrémités, et est fondue graduelle ment alors qu'elle se déplace vers le gueu lard. Généralement, la composition a fondu au moment où le verre a parcouru environ la moitié du chemin vers le gueulard et l'es pace ou le temps restant est utilisé pour affi ner le verre, c'est-à-dire pour maintenir le verre à une température élevée et à l'état fluide, en vue d'éliminer les bulles de gaz qui sont toujours associées au verre venant d'être fondu.
Le chauffage est effectué en brûlant de l'huile, du gaz de four à coke, du gaz naturel ou du gaz de gazogène à travers le four, perpendiculairement à la direction d'écoulement du verre, mais dans quelques cas, particulièrement avec des fours étroits, le chauffage se fait longitudinalement. On utilise en général également des régénéra teurs, de sorte que le chauffage est i@éver- sible, le sens de la flamme et des produits de combustion étant inversé périodiquement, par exemple au bout de 20 ou 3@0, minutes.
Le rendement des fours -chauffés par combustible est en. général fonction de la température à laquelle les gaz de combustion quittent le four et il est directement propor tionnel à da température utilisée pour mettre en #uvre le procédé.
Ainsi, plus la tempéra ture est élevée, plus la proportion de chaleur qui doit quitter le four sans fournir de tra- vail utile est élevée, et puisqu'une partie seu lement de cette chaleur (généralement pas davantage que<B>50%)</B> est récupérée, par exem ple dans un récupérateur ou régénérateur, il est clair que plus la température des gaz est élevée, plus la chaleur perdue du système est considérable. Par exemple, dans les formes habituelles du four, les gaz quittent la cham bre de fusion à une température d'environ 1500 C et les gaz à cette température cou tiennent plus de<B>80%</B> de la quantité de cha leur totale .du combustible.
Par conséquent, si le rendement du système de récupération de la chaleur est de l'ordre de 50,0,o, il s'ensuit qu'environ 40 % de la quantité de chaleur to tale est perdue dans le système.
De ce qui précède, on comprend que si le four peut être modifié de telle manière que la température des gaz le quittant soit dimi nuée alors qu'ils fournissent un travail utile dans le four, on réalise une économie de com bustible et/ou une augmentation du rende ment du combustible. Par exemple, si les gaz, au lieu de quitter le four à une température d'environ 1500 C, sont obligés de le quitter à une température de 1200 C, la quantité de chaleur correspondant à la différence de température de 1500 à 1200 est utilisée dans le four au lieu que la moitié environ de cette chaleur soit perdue.
Le four faisant l'objet de la présente in vention permet d'atteindre les résultats men tionnés, par le fait que la chambre de fu sion est divisée en deux chambres, une cham bre d'affinage et une chambre de chauffage primaire, et en ce que la chaleur dégagée dans l'une -de ces deux chambres est en partie utilisée pour chauffer la. composition froide dans l'autre, ce qui a pour effet. de réduire la température des gaz quittant le four et d'augmenter ainsi le rendement du combusti ble. Dans une forme d'exécution préférée, la chambre d'affinage est adjacente à une paroi en forme de pont.
Elle a, de préférence, une forme approximativement carrée, et elle dé bouche, à son extrémité éloignée de la paroi en forme de pont, dans la chambre de chauf fage primaire qui est longue et étroite. Ainsi, dans cette forme d'exécution, la chambre de fusion vue en plan a approximativement la forme d'un<B>T.</B> On remarque que, dans des formes d'exécution de petits modèles, on peut supprimer un côté de la chambre d'affinage avec ses brûleurs et récupérateurs. Dans ce cas, la chambre de fusion aurait approxima tivement la forme d'un L, vue en plan. La longueur de la chambre d'affinage peut être d'environ une demi à deux tiers de celle de la, chambre de fusion.
La chambre de chauf fage primaire peut présenter une largeur de l'ordre d'un tiers de celle de la chambre d'af finage et elle peut "être disposée symétrique ment par rapport à la ligne médiane du four. La longueur de cette chambre peut être pré vue de manière à donner une surface prati quement égale au tiers restant exigé pour la surface totale de fusion. Ainsi, l'aire totale du four est pratiquement la même que celle utilisée habituellement, mais la chambre où est fondue la composition brute a une forme allongée, c'est-à-dire considérablement plus étroite et plus longue.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du four faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 en est une vue en plan, et la fi-. 2 est une coupe verticale à travers un des récupérateurs et une partie du four. ca désigne la chambre de chauffage pri maire du four et b désigne la chambre d'af finage de celui-ci, l'ensemble de ces deux chambres constituant. la chambre de fusion. La chambre d'affinage est de forme approxi mativement carrée et est en communication, à son extrémité droite, avec une extrémité de travail e de forme habituelle, à travers un gueulard c (également de forme usuelle) mé nagé dans une paroi en forme de pont d.
Cette chambre d'affinage présente une forme telle que sa surface soit d'environ les deux tiers de la surface totale de fusion exigée et que son extrémité éloignée de la paroi d aboutisse dans la chambre de chauffage pri maire qui est relativement longue et étroite, de telle sorte que la chambre de fusion ait, vue en plan, approximativement la forme d'un Ï. La longueur de la chambre .d'affi nage peut être d'environ une demi à deus tiers de celle de la chambre de fusion et la chambre de chauffage primaire peut présen ter une largeur de l'ordre d'un tiers de celle de la chambre d'affinage et être disposée sy métriquement par rapport à la ligne médiane du four.
La longueur de cette chambre est prévue,de manière à donner une surface pra tiquement égale au tiers restant exigé pour la surface totale de fusion. Ainsi, l'aire to tale du four est pratiquement la même que celle utilisée habituellement, mais la chambre dans laquelle la composition brute est fon due présente une forme allongée.
Lors du fonctionnement, la composition de verre est amenée dans l'extrémité gauche de l'a chambre de chauffage primaire, par exemple à partir d'une trémie (non repré sentée) à travers un déversoir f et s'écoule graduellement le long de la chambre de chauffage primaire vers la chambre d'affi nage. En général, la fusion est pratiquement complète .au moment où le verre entre dans la chambre d'affinage. On maintient celle-ci à une température -élevée et, du fait de la grande surface de ladite chambre d'affinage, l'opération d'affinage peut être effectuée dans celle-ci avec succès.
Des brûleurs à gaz sont disposés de ma nière à chauffer .directement l'intérieur de la chambre d'affinage, ces brûleurs étant figés dans la paroi extrême de la chambre d'affi nage, éloignée de la paroi en forme de pont, de telle sorte que l'on ait au moins un brû leur de chaque côté de la chambre de chauf fage primaire. Du gaz est amené aux brû leurs à partir d'un gazogène (non représenté) à travers des conduits g et de l'air est amené à partir de récupérateurs h à travers des conduits i, de telle sorte quele gaz et l'air se rencontrent dans des lumières j.
La -disposi tion est telle que les flammes venant de ces lumières directement dans la chambre d'affi nage, ainsi que les flammes et les gaz perdus, suivent un chemin en épingle à cheveux, étant obligés, après avoir traversé une partie de la chambre d'affinage, de décrire un angle de presque 180 , comme représenté par les lignes 10 à flèches. Les flammes et les gaz perdus mentionnés ci-dessus sont, par suite,, contraints de s'écouler à travers- la chambre de chauffage -primaire dans un sens opposé à celui du mouvement du verre.
Ainsi, on remarque que les gaz de com bustion qui sont à une température réglée par celle de la chambre d'affinage, sont utilisés pour .chauffer les matériaux de la composi tion froide dans la chambre de chauffage primaire, lesdits gaz entrant dans cette der nière après que leur température a été abais sée à une température approximativement égale à celle de la chambre d'affinage du four. En pratique, la température de ces gaz pourrait être abaissée de 1500 à 1200 C en viron, ou proportionnellement pour des fours travaillant à des températures différentes.
Les gaz quittent le four à travers des lu mières d'échappement m en :descendant dans un passage n conduisant au récupérateur<I>h</I> et ces gaz quittent finalement le four à tra vers une cheminée o, une poche à scories p étant prévue à l'extrémité inférieure .du pas sage n pour recevoir les matériaux entraînés avec les résidus gazeux à travers les lumières d'échappement.
Il ressort de ce qui précède qu'on utilise le principe de .chauffage à contre-courant. Dans la forme d'exécution décrite du. four de fusion, il est prévu une chambre dans la quelle le verre -est, de préférence, dans la phase initiale de la fusion, et dans laquelle les sens d'écoulement du verre fondu et des gaz -de combustion sont directement opposés l'un à l'autre et sont limités à ces deux di rections.
De plus, la combustion des gaz se fait dans la chambre d'affinage où le chauf fage doit être le plus élevé, et en fournissant cette .chaleur, la température des gaz de com bustion est abaissée approximativement à celle de la chambre d'affinage. En général, dans les fours connus, les gaz quittent le four à ce moment et pénètrent dans un système de ré cupération de chaleur.
Dans la forme d'exé cution représentée, cependant, ces gaz, au lieu de quitter le four,. sont utilisés pour chauffer et fondre la composition entrant dans le four à l'état pratiquement, froid. Ainsi, les résidus gazeux sont utilisés pour fournir un travail utile supplémentaire à l'in térieur du four, c'est-à-dire dans la cham bre de chauffage primaire de celui-ci. La température à laquelle les gaz peuvent être refroidis dans la chambre de chauffage pri maire pour fournir un travail utile est limi tée par le fait que la composition entrant dans le four doit se déplacer à travers la chambre d'affinage et que pour cela une cer taine température minimum est nécessaire.
Ce facteur peut déterminer la longueur rela tive de la chambre de chauffage primaire. Si dans la pratique, par exemple, on a remarqué qu'il était difficile de maintenir le mouve ment du verre en raison d'un trop grand abaissement de température, la. chambre de chauffage primaire peut être raccourcie sans pour cela modifier le principe du four dé crit.
Le toit disposé au-dessus de la chambre de chauffage primaire est prévu de préfé rence aussi bas que possible en vue de main tenir les gaz de combustion en contact étroit avec le verre en fusion et pour empêcher un rayonnement -à partir de la chambre d'affi nage. L'aire totale du four est pratiquement la même, mais du fait qu'il n'y a pas de flammes très chaudes dans la chambre pri maire de chauffage, celle-ci peut être forte ment isolée de telle sorte que les pertes to tales de chaleur du four se trouvent être ré duites.
Ainsi, la chambre de fusion est. divisée en deux chambres et la chaleur développée dans une chambre, notamment dans la cham bre d'affinage, est en partie utilisée pour chauffer la composition dans l'autre cham bre, ce qui a pour effet de réduire la tempé rature des gaz quittant le four et d'augmen ter le travail utile et le rendement du com bustible.