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"Four de traitement thermique"
La présente invention concerne un four de traitement thermique, en particulier un four de recuisson de verre plat ou étenderie. Le four peut toutefois tout aussi bien être utilisé ' pour le traitement de matières plastiques.
Au cours d'un traitement thermique de matières vitreuses où plastiques dans une gaine, on doit pouvoir faire varier les températures tout le long et à l'intérieur de cette gaine en fonction du débit et de l'épaisseur des matières traitées.
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Pour obtenir une température donnée à l'intérieur d'une gaine de traitement thermique, à un endroit déterminé on peut ou bien faire varier l'épaisseur du calorifugeage d'au moins une paroi de la gaine et de préférence des deux parois opposées ayant les plus grandes dimensions ou bien faire circuler un fluide refroidissant tel que de l'air, à l'intérieur de canaux consti- tuant ces parois opposées bien calorifugées. Même pour des pro- ductions constantes en débit et en épaisseur, la première méthode présente le grave inconvénient de devoir, pendant les périodes d' arrêt de production, ou bien consommer beaucoup de combustible pour maintenir les températures à l'intérieur de la gaine ou bien augmenter l'épaisseur du calorifuge des parois.
Pour des produc- tions variables en débit et en épaisseur, elle n'est pas du tout pratique, en raison de la nécessité de changer fréquement le calorifugeage.
La seconde méthode exige une dépense importante de forme motrice pour faire circuler le fluide refroidisseur dans les parois constituées de canaux agissant comme des échangeurs de chaleur.
Le four selon l'invention ne nécessite aucun changement de l'épaisseur du calorifuge et ne demande aucune force motrice pour éliminer, aux ehdroits voulus, les calories excédentaires.
De plus, il permet de réduire très fortement les dépenses de combustible pendant les arrêts de production. A cet effet, selon l'invention, certaines au moins des parois du four, qui définissent le canal de passage du verre, présentent un coefficient de transmission calorifique variable en fonction de la température à l'intérieur du canal.
La solution proposée par la présente invention se base donc sur un autoréglage du calorifugeage du four en fonction de la température interne du four.
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Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention, certaines au moins des parois du four comprennent deux écrans dont l'un est fixe et à coefficient de transmission calo- rifique constant et dont l'autre est mobile et à coefficient de transmission calorifique variable en fonction de la température à l'intérieur du canal.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, l'écran mobile comprend des éléments calorifuges mobiles entre deux positions dans l'une desquelles les éléments forment un rideau calorifuge et dans l'autre desquelles ces éléments for- ment des couloirs d'aération .
De préférence, ces éléments mobiles comprennent des volets jointifs en position de fermeture, reliés par des organes d'entraînement, à au moins un moteur placé sous la commande d'un appareillage de mesure de la température à l'intérieur du four,
D'autres détails et particularités de l'invention res- sortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif, d'une forme de réalisation avantageuse de l'invention, avec réfé- rence aux dessins dans lesquels :
La figure 1 représente une vue schématique en éléva- tion, d'une étenderie de recuisson selon l'invention.
La figure 2 représente une vue en élévation, avec brisures partielles et à plus grande échelle, d'une partie de 1 étenderie selon la figure 1.
La figure 3 représente une vue en plan de la partie de l'étenderie représentée à la figure 2.
La figure 4 représente une vue en demi-coupe transver- sale, à plus grande échelle, selon la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 représente une vue en élévation et en coupe longitudinale, suivant la ligne V-V, de la figure 3.
La figure 6 représente une vue en coupe, à plus grande
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échelle, d'un volet faisant partie de l'étenderie représentée aux figures 1 à 5.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques.
L'étenderie selon l'invention, comprend une série de portiques 1 constitués chacun de deux pares de colonnes 2 se faisant face, ces.colonnes étant réunies à leur sommet par une structure raidissante 3:
Entre les portiques 1, fixés aux faces externes des colonnes 2, courent des longerons supérieurs 4 et inférieurs 5 de support de paliers 6 et, fixés aux faces internes des colonnes 2, courent des longerons supérieurs 7 et inférieurs 8 de support de la structure de plafond et de la structure de sole du canal 12 de passage du verre, de l'étenderie.
Les longerons 7 et 8 portent respectivement des poutrelles de plafond 9 et des poutrelles de sole 10.
Le canal 12 de passage du verre est délimité par un plafond 13, par une sole 14 ainsi que par des parois latérales avant et arrière constituées chacune par des caissons isolants supérieurs 15 et des caissons isolants inférieurs 16 formant entre
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eux un espace central-17 -de -soxtis--dee-ar-ares-18¯des-tt3.eaux -¯- 24 d'entraînement du verre.
Les caissons supérieurs 15 de paroi latérale sont formés par deux séries de tôles internes 19, 20 placées côte à côte dans le sens de la longueur de l'étenderie; les tôles 19 étant fixées par des attaches 21 sur les poutrelles de plafond 9 tandis que les tôles 20 sont fixées, d'une part à des cornières 22 courant entre les portiques 1, et, d'autre part, à des tôles de plafond 23.
Les tôles de plafond 23 sont suspendues par des boulons 25 et des attaches 27 aux bases-des poutrelles 9 de plafond,
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de manière à maintenir en place une couche de matières-isolante 28 posée sur les tôles 23.
Extérieurement, les caissons supérieurs sont fermés par des tôles 29 placées de façon amovible au moyen de tétons 30, contre, d'une part la matière isolante qui remplit les caissons et, d'autre part, des lattes d'arrêt supérieures 31 et le rebord de cornières 32 solidaires des portiques 1.
Les caissons inférieurs 16 sont formés par deux séries de tôles internes 33,34 placées côte à côte dans le sens de la longueur de l'étenderie, les tôles verticales 33, alignées avec les tôles 19, étant fixées par des attaches 35 sur les pou- trelles de sole 10 tandis que les tôles 34 sont, d'une part fixées à des cornières 36 courant entre les portiques 1 et, d'autre part, reposent sur la sole 14. Extérieurement, les caissons 16 sont fermés par des tôles de base 38 et par des tôles 39 placées de façon amovible contre, d'une part, la matière isolante qui remplit les caissons et, d'autre part, contre le rebord de cornières 40 et de lattes 41.
Les tôles 33 présentent des découpes 37 pour le place- ment d'éléments de chauffage 59.
La-sole 14 est formée par-deux-séries de--tôles paral-- . lèles 42,43 entre lesquelles est disposée une matière thermique- ment isolante 44, le tout étant fixé par des boulons sur les poutrelles 10.
L'espace 17 entre les caissons 15 et 16 est fermé par des blocs en matière céramique 47, découpés de manière à entourer les arbres 18.
Conformément à l'invention, l'étenderie comprend un rideau supérieur 50 et un rideau inférieur 51 de volets calorifu- ges 52 disposés respectivement au-dessus du plafond 13 et en dessous de la sole 14.
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Chaque volet 52 comprend un tube 54 traversé par des broches 55 de fixation de deux tôles 68 sur une des faces desquel- les est placé un matériau d'isolation thermique 56, tel que de la laine minérale, retenu par un treillis 57 replié autour des bords des tôles 55 de manière à donner au volet une section présentant un bombement central et des extrémités plus minces. A chacune des extrémités du tube 54 est soudé une douille 58 pourvue d'un méplat 59.
Les tubes 54 sont disposés parallèlement aux rouleaux
24 d'entraînement du verre et les extrémités des douilles 58 re- çoivent un axe d'entraînement 60, dont l'extrémité est coupée de manière à s'engager dans la douille 58. Ces axes 60 sont sup- portés dans des paliers 6 fixés sur les longerons 4 pour les volets supérieurs et sur les longerons 5 pour les volets inférieurs.
L'un des axes 60 de chaque volet se prolonge au-delà du palier 6 et présente une portion de plus faible diamètre 61 qui est soudée à un levier 62, lequel présente un téton 63 qui s'engage dans une fourchette 64 solidaire d'un arbre d'entraînement 65 à section carrée, commun à plusieurs volets et qui est réuni au piston d'un vérin pneumatique 67. L'arbre 65 est soutenu de façon --coulissante,par des supports 68 fixés sur les longerons 4 et 5.
Les volets de la nappe supérieure 50 et de la nappe inférieure
51 respectivement forment .rois paires de groupes de volets I,
II, III, pour la nappe supérieure et I' II-III', pour la nappe inférieure, chacun de ces groupes étant commandé par un vérin pneumatique 67 distinct. Chaque vérin pneumatique'67 est placé à son tour sous la commande d'un dispositif de régulation com- prenant principalement autant de cannes pyrométriques qu'il y a de groupes de volets.
L'on comprend, ainsi que cela est représenté schématiquement aux figures 1 et 4, que dans chaque zone de l'éten- derie qui correspond à une paire de groupes de volets I-I', II-II'
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et III-III'sont disposées deux cannes pyrométriques centrales
68, 69 de régulation respectivement du groupe de volets de la nappe inférieure 51 et du groupe de volets de la nappe supérieure
50 ainsi qu'une canne pyrométrique latérale 70 de régulation du groupe d'éléments chauffants 59 de la zone considérée.
Il y a lieu enfin de préciser que sous l'effet des vérins 67, les arbres 65 se déplacent entre deux positions limites dans l'une desquelles les volets 52 sont fermés (position repré- sentée en traits pleins aux figures), c'est-à-dire que leurs ex- trémités sont superposées, et dans la seconde desquelles, les vo- lets 52 sont complètement ouverts (position représentée en traits mixtes pouuelques volets à la figure 5); dans cette seconde position, le plafond 13 et la sole 14 sont fortement ventilés, les positions intermédiaires des arbres permettant de régler la ventilation.
Le fonctionnement de l'étenderie est le suivant : la mise en route est de préférence précédée d'une mise à température du four au moyen des éléments chauffants 59 au cours de laquelle les volets sont fermés. La variation de la température dans les différentes zones du four dépend du traitement auquel l'on désire soumettre le verre. Pour un traitement de recuisson, la température diminuera progressivement depuis la tête 71 de l'étenderie en direction de la sortie 72.
Lorsque l'étenderie est traversée par une nappe de verre, celle-ci dégage des calories qu'il faut évacuer pour amener progressivement le verre à la température ambiante: ces calories excédentaires vont être évacuées, selon l'invention, à travers le plafond 13 et la sole 14 grâce à la ventilation régulée autorisée par l'ouverture contrôlée des volets 52 en fonction de la température momentanée aux endroits critiques de 1.'étenderie, endroits où sont placées les cannes pyrométriques.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée
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à la forme de réalisation décrite et que bien des variantes peu- vent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
C'est ainsi que la forme, la structure,, ainsi que les organes de commande des volets, peuvent varier, de même que leur empla- cement. C'est ainsi notamment qu'ils pourraient doubler aussi ou seulement les parois latérales de l'étenderie.
REVENDICATIONS
1. Four de traitement thermique, en particulier four de recuisson du verre, caractérisé en ce que certaines au moins des parois du four qui définissent le canal de passage du verre présentent un coefficient de transmission calorifique variable en fonction de la température à l'intérieur du canal.
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"Heat treatment furnace"
The present invention relates to a heat treatment furnace, in particular a flat glass annealing furnace or lehr. The furnace can, however, also be used for processing plastics.
During a heat treatment of vitreous materials or plastics in a sheath, it must be possible to vary the temperatures all along and inside this sheath as a function of the flow rate and the thickness of the materials treated.
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To obtain a given temperature inside a heat treatment sheath, at a determined location it is possible either to vary the thickness of the insulation of at least one wall of the sheath and preferably of the two opposite walls having the larger dimensions or else circulate a cooling fluid such as air, inside channels constituting these well-insulated opposite walls. Even for constant production in terms of flow and thickness, the first method has the serious drawback of having to, during periods of production stoppage, either consume a lot of fuel to maintain the temperatures inside the cladding or. increase the thickness of the insulation on the walls.
For production varying in flow and thickness, it is not at all practical, because of the need to change the insulation frequently.
The second method requires a significant expenditure of motive form to circulate the cooling fluid in the walls made up of channels acting as heat exchangers.
The oven according to the invention does not require any change in the thickness of the heat insulator and does not require any driving force to eliminate, at the desired ehdroits, the excess calories.
In addition, it makes it possible to greatly reduce fuel costs during production stoppages. To this end, according to the invention, at least some of the walls of the furnace, which define the passage channel for the glass, have a variable heat transmission coefficient as a function of the temperature inside the channel.
The solution proposed by the present invention is therefore based on self-adjustment of the heat insulation of the furnace as a function of the internal temperature of the furnace.
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According to an advantageous embodiment of the invention, at least some of the walls of the furnace comprise two screens, one of which is fixed and with a constant calorific transmission coefficient and the other of which is mobile and with a transmission coefficient. variable calorific according to the temperature inside the channel.
According to a preferred embodiment of the invention, the movable screen comprises heat-insulating elements movable between two positions in one of which the elements form a heat-insulating curtain and in the other of which these elements form corridors. ventilation.
Preferably, these movable elements comprise adjoining shutters in the closed position, connected by drive members, to at least one motor placed under the control of an apparatus for measuring the temperature inside the oven,
Other details and features of the invention will emerge from the description given below without limitation, of an advantageous embodiment of the invention, with reference to the drawings in which:
FIG. 1 represents a schematic view in elevation of an annealing lehr according to the invention.
FIG. 2 represents an elevational view, with partial breakages and on a larger scale, of part of the lehr according to FIG. 1.
Figure 3 shows a plan view of the part of the lehr shown in Figure 2.
FIG. 4 represents a cross-sectional view, on a larger scale, along line IV-IV of FIG. 3.
FIG. 5 represents a view in elevation and in longitudinal section, taken along the line V-V, of FIG. 3.
Figure 6 shows a sectional view, on a larger scale
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ladder, a shutter forming part of the lehr shown in Figures 1 to 5.
In the various figures, the same reference numerals designate identical elements.
The lehr according to the invention comprises a series of gantries 1 each consisting of two column walls 2 facing each other, these columns being joined at their top by a stiffening structure 3:
Between the gantries 1, fixed to the external faces of the columns 2, run upper 4 and lower 5 beams supporting the bearings 6 and, fixed to the internal faces of the columns 2, run upper 7 and lower 8 beams supporting the structure of ceiling and the sole structure of the glass passage channel 12, the lehr.
The side members 7 and 8 respectively carry ceiling beams 9 and floor beams 10.
The glass passage channel 12 is delimited by a ceiling 13, by a sole 14 as well as by front and rear side walls each formed by upper insulating boxes 15 and lower insulating boxes 16 forming between
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them a central space-17 -of -soxtis - dee-ar-ares-18¯des-tt3.eaux -¯- 24 glass training.
The upper side wall boxes 15 are formed by two series of internal sheets 19, 20 placed side by side in the direction of the length of the lehr; the sheets 19 being fixed by fasteners 21 on the ceiling beams 9 while the sheets 20 are fixed, on the one hand to angles 22 running between the gantries 1, and, on the other hand, to the ceiling sheets 23 .
The ceiling sheets 23 are suspended by bolts 25 and fasteners 27 to the bases of the ceiling joists 9,
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so as to keep in place a layer of insulating material 28 placed on the sheets 23.
Externally, the upper boxes are closed by sheets 29 placed removably by means of pins 30, against, on the one hand the insulating material which fills the boxes and, on the other hand, the upper stop slats 31 and the edge of angles 32 integral with the gantries 1.
The lower boxes 16 are formed by two series of internal plates 33, 34 placed side by side in the direction of the length of the lehr, the vertical plates 33, aligned with the plates 19, being fixed by fasteners 35 on the pouches. - trellis sole 10 while the sheets 34 are, on the one hand fixed to angles 36 running between the gantries 1 and, on the other hand, rest on the sole 14. Externally, the boxes 16 are closed by sheets of base 38 and by sheets 39 removably placed against, on the one hand, the insulating material which fills the boxes and, on the other hand, against the edge of angles 40 and slats 41.
The sheets 33 have cutouts 37 for the placement of heating elements 59.
The-sole 14 is formed by-two-series of - paral sheets -. leles 42,43 between which is disposed a thermally insulating material 44, the whole being fixed by bolts on the joists 10.
The space 17 between the boxes 15 and 16 is closed by blocks of ceramic material 47, cut so as to surround the shafts 18.
According to the invention, the lehr comprises an upper curtain 50 and a lower curtain 51 of heat-insulating shutters 52 arranged respectively above the ceiling 13 and below the sole 14.
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Each flap 52 comprises a tube 54 traversed by pins 55 for fixing two sheets 68 on one of the faces of which is placed a thermal insulation material 56, such as mineral wool, retained by a mesh 57 folded around the panels. edges of sheets 55 so as to give the shutter a section having a central crown and thinner ends. At each of the ends of the tube 54 is welded a sleeve 58 provided with a flat 59.
The tubes 54 are arranged parallel to the rollers
24 for driving the glass and the ends of the sleeves 58 receive a drive pin 60, the end of which is cut so as to engage in the sleeve 58. These pins 60 are supported in bearings 6 fixed on the side members 4 for the upper flaps and on the side members 5 for the lower flaps.
One of the axes 60 of each flap extends beyond the bearing 6 and has a portion of smaller diameter 61 which is welded to a lever 62, which has a stud 63 which engages in a fork 64 integral with a drive shaft 65 with a square section, common to several flaps and which is joined to the piston of a pneumatic cylinder 67. The shaft 65 is supported in a sliding manner, by supports 68 fixed to the side members 4 and 5 .
The flaps of the upper layer 50 and of the lower layer
51 respectively form three pairs of groups of components I,
II, III, for the upper ply and I 'II-III', for the lower ply, each of these groups being controlled by a separate pneumatic cylinder 67. Each pneumatic cylinder 67 is in turn placed under the control of a regulating device comprising mainly as many pyrometric rods as there are groups of flaps.
It is understood, as is shown schematically in Figures 1 and 4, that in each zone of the window which corresponds to a pair of groups of shutters I-I ', II-II'
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and III-III 'are arranged two central pyrometric rods
68, 69 respectively regulating the group of flaps of the lower layer 51 and of the group of flaps of the upper layer
50 as well as a lateral pyrometric rod 70 for regulating the group of heating elements 59 of the zone considered.
Finally, it should be noted that under the effect of the jacks 67, the shafts 65 move between two limit positions in one of which the flaps 52 are closed (position shown in solid lines in the figures), this is that is to say that their ends are superimposed, and in the second of which, the shutters 52 are completely open (position shown in phantom lines for some shutters in FIG. 5); in this second position, the ceiling 13 and the sole 14 are strongly ventilated, the intermediate positions of the shafts making it possible to adjust the ventilation.
The operation of the lehr is as follows: the start-up is preferably preceded by bringing the oven to temperature by means of the heating elements 59 during which the shutters are closed. The variation in temperature in the different zones of the furnace depends on the treatment to which it is desired to subject the glass. For an annealing treatment, the temperature will decrease gradually from the head 71 of the lehr in the direction of the outlet 72.
When the lehr is crossed by a sheet of glass, it releases calories that must be removed to gradually bring the glass to room temperature: these excess calories will be removed, according to the invention, through the ceiling 13 and the sole 14 thanks to the regulated ventilation authorized by the controlled opening of the shutters 52 as a function of the momentary temperature at the critical places of the spreader, places where the pyrometric rods are placed.
It should be understood that the invention is not limited
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to the embodiment described and that many variations can be made without departing from the scope of the present patent.
Thus the shape, the structure, as well as the control members of the shutters, can vary, as well as their location. Thus in particular they could also or only double the side walls of the lehr.
CLAIMS
1. Heat treatment furnace, in particular glass annealing furnace, characterized in that at least some of the walls of the furnace which define the glass passage channel have a variable heat transmission coefficient as a function of the temperature inside of the canal.