FOUR A RADIATION

Depuis 1884, M. Frédéric Siemens a émis une nouvelle théorie pour le chauffage des fours et a établi ainsi qu'il suit le chauffage dit « par radiation ».

Dans la première période de la combustion qui est la période active,

les flammes passent à travers une grande chambre à combustion et ne la chauffent que par leur chaleur rayonnante. Dans la seconde les produits de la combustion sont mis en contact direct avec les surfaces à chauffer auxquelles ils transmettent la chaleur produite par la combustion en l'ajoutant à celle résultant de la radiation émise par les flammes.

Comme il importe, dans les fours qui réalisent l'application de ce principe, que les gaz en combustion ne perdent de leur chaleur que ce qui tient au rayonnement, il est absolument indispensable de faire les chambres à combustion assez grandes pour éviter le contact direct avec les parois. Les voûtes des fours et les conduites de fumée doivent être disposées de telle sorte que la combustion complète du gaz puisse s'effectaer avant que les flammes aient quitté la chambre à combustion. On obtient ainsi une chaleur plus intense et une durée de combustion plus longue que dans les fours ordinaires.

L'intensité de la chaleur et la durée de la combustion comportent des avantages que les fours ordinaires ne sauraient présenter. Les flammes perdent beaucoup de chaleur par le contact de leur surface avec les parois d'un foyer, ce qui serait difficile à expliquer s'il n'y avait, à côté de la combustion imparfaite, d'autres causes qui réduisent, en l'espèce, l'effet calorifique des flammes.

La flamme émet de la chaleur par rayonnement, non seulement par sa surface, mais aussi de son intérieur en la laissant passer à travers toute sa masse ; c'est ainsi que toute particule de- flamme envoie des rayons dans toutes les directions; mais quand celle-ci touche aux parois, la combustion cesse aux endroits des contacts et du carbone mis en liberté détermine la production de la fumée. Cette dernière développe une partie de flamme et empêche les rayons calorifiques des autres parties d'y parvenir et d'élever la température.

Dans tous les phénomènes de la combustion, le rayonnement joue un rôle beaucoup plus important qu'on ne lui reconnaissait jusqu'ici; par

conséquent,, toute cause qui tend à diminuer le pouvoir rayonnant de la flamme ou à en dévier les rayons, réduit nécessairement la quantité de chaleur qui peut être utilisée. Si la flamme se trouve hors de contact avec les objets qu'il s'agit de chauffer, la combustion s'améliore, et on tire du rayonnement tout l'avantage qu'il peut présenter. Le mode usuel d'application de la flamme, qui consiste à en faire embrasser les surfaces à chauffer, détermine une combustion imparfaite, empêche les rayons de chaleur d'élever la température de la flamme et tend par conséquent à la détruire. Cela se rencontre surtout lorsqu'on emploie des hydrocarbures ou de l'oxyde de carbone comme combustibles.

Pour que cette théorie, qui se trouve en concordance avec les fours expérimentés par F. Siemens, soit complète, elle doit prendre en considération les phénomènes de dissociation ; cette théorie déterminée par les surfaces chauffées est résumée comme suit par F. Siemens.

L'augmentation de température, en produisant l'expansion des gaz, réduit l'attraction mutuelle des atomes ou, en d'autres termes, diminue leur affinité chimique. En raison de l'augmentation de chaleur, la tendance répulsive des atomes augmente jusqu'à ce que la décomposition ou la dissociation survienne. Ceci admis, il s'ensuit que l'attraction que les surfaces exercent sur les atomes des gaz, attraction qui croît avec la température, favorise la dissociation en augmentant la tendance répulsive des atomes. M. Victor Meyer, qui avait le premier contesté l'exactitude des résultats obtenus par les deux savants que nous venons dénommer, les a depuis acceptés. Nous avons été bien aise d'apprendre ce fait, puisque leurs expériences confirment les résultats obtenus dans la pratique des fours. M. Meyer, dont l'autorité dans les questions de dissocation est généralement reconnue, a fait plusieurs expériences intéressantes qui ont fait ressortir l'exactitude de la théorie que nous venons d'exposer. Par exemple, il faisait tomber, en gouttes, du platine fondu dans de l'eau; de l'oxygène et de l'hydrogène se dégageaient par

suite de la dissociation de la vapeur. Dans ce cas, la dissociation ne peut être contestée, mais il faut se demander si la chaleur en est la seule cause. En premier lieu, il faut prendre en considération l'action dissociante que les surfaces chauffées du platine exercent sur la vapeur et, en deuxième lieu, l'affinité qu'a le platine pour l'oxygène et l'hydrogène, Il en est de même d'une autre expérience où M. Meyer a fait passer de la vapeur à travers un tube de platine chauffé. Bien d'autres expériences pourraient être citées dont les résultats confirment nos idées sur la question.

Il y a un autre phénomène démontré par l'expérience et lié avec la dissociation, qui doit être expliqué! Quand une flamme dont la température est augmentée devient plus longue, on considère ce fait comme l'indice le plus sûr du commencement de la dissociation.

Or, Toutes les expériences de ce genre ont été faites avec des tubes étroits où l'influence des surfaces chauffées sur la dissociation devait entrer en jeu. Ce n'est pas seulement la chaleur qui, dans ces cas, déterminait la dissociation et augmentait la longueur des flammes, mais aussi l'influence des surfaces chauffées sur les gaz en combustion, surtout quand ceux-ci contenaient des hydrocarbures. Donc l'allongement de la flamme était dû en partie à ce que les surfaces empêchaient la combustion des gaz dissociés en rétrécissant l'espace. Si la même flamme pouvait se développer dans un espace où les surfaces ne sont pas multipliées, dans les fours à radiation par exemple, l'allongement ne pourrait pas se produire; au contraire, au fur et à mesure de l'augmentation de température la flamme deviendrait plus courte.

Ce phénomène peut-être observé dans les becs à gaz régénérateurs dont la flamme est d'autant plus courte que la température et, par conséquent, la lumière produite, sont plus intenses. D'autre part, la flamme peut être allongée à volonté, si elle est conduite à travers les passages étroits . On observe ceci dans des fours régénérateurs qui envoient des

flammes jusqu'au sommet de la cheminée si les soupapes sont arrangées de façon que les flammes, au lieu de passer à travers le foyer, entrent immédiatement dans le régénérateur et y brûlent.

La combustion proprement dite ne peut avoir lieu dans les voûtes du régénérateur, et les flammes s'allongent jusqu'à ce que les gaz se refroidissent au rouge sombre et se transforment en une épaisse fumée. Aussi, dans ce cas, les grandes surfaces du régénérateur exercent la double action d'empêcher la combustion et de favoriser la dissociation.

ïl résulte de ce que nous venons d'avancer que les fours régénérateurs présentent de grands avantages pour les expériences, étant donné qu'ils offrent des résultats pratiques qui peuvent servir de base aux conceptions théoriques de la combustion et de la dissociation. Si la dissociation des produits de combustion a lieu, nous en voyons les conséquences dans une diminution de la chaleur, une réduction de rendement et la destruction des fours et des matériaux. Après avoir éloigné les causes de la dissociation, nous constatons l'élévation de la température, l'augmentation du rendement, la plus longue durée des fours et l'économie des matériaux. Des résultats analogues peuvent être obtenus avec d'autres fours, mais les avantages n'en seront pas aussi grands que dans le cas des fours régénérateurs, étant donné que l'intensité de la chaleur qui peut être produite par les premiers est moins grande que celle produite par les derniers.

Ce système de chauf-

36), aux fours à pots avec introduction de flammes alternées par

les pignons du four ou par un seul pignon, comme dans la disposition

dite « en fer à cheval » (fig. 37). Ces exemples et ce que nous venons de dire suffiront pour montrer l'application de la théorie de M. F. Siemens.

Les fours à fondre le verre sont appelés à bénéficier largement des avantages de ce nouveau système comme durée des tours et

économie de combustible. Fig. 37.

M. Klattenhoff, directeur de verrerie à Jumet (Belgique), a pris, en 1882, un brevet pour un nouveau mode de répartition des flammes dans les fours à gaz, et M. de Boischevalier a donné une description de ce procédé.

La figure 38 indique le principe de l'invention. Le gaz entre dans la cham- ff bre de chauffe F à la fois par les deux parois, en a a, l'air également de deux côtés en b b, tandis que les gaz brûlés s'échappent par les deux mêmes côtés dans le voisinage des entrées par les ouvertures c c. Il en résulte à l'intérieur de la chambre de chauffe des courants qui prennent approximativement la direction des flèches, et l'impulsion à l'introduction s'oppose à ce qu'une évacuation immédiate des gaz non brûlés venant de a s'opère par l'ouverture voisine e.

On peut, pour les besoins de la régénération, organiser un renversement périodique entre la direction de l'air et celle des gaz brûlés, de façon à faire entrer l'air en ce, et sortir les gaz brûlés par bb; mais il faut, dans tous les cas, disposer les ouvertures d'introduction et d'évacuation en groupes se faisant vis-à-vis, et de plus les rapprocher suffisamment entre elles dans chaque groupe pour qu'il en résulte une

Fis. 38,

opposition des courants de flammes, et, qu'au cas de renversement indiqué, il ne se produise aucune modification sensible dans la direction de ces flammes. Cette possibilité du renversement, tout en conservant la même direction de flammes dans l'intérieur du four, constitue, comme nous le verrons plus loin, un avantage essentiel du système.

Il résulte du principe ainsi posé, qu'il n'est pas nécessaire de se limiter à une seule ouverture à chaque tête ou de chaque côté de la chambre de chauffe; on peut les multiplier, si l'on augmente en conséquence le nombre ou la dimension des ouvertures pour l'air et les gaz brûlés, toujours dans le but d'obtenir une opposition de courants dans les conditions indiquées.

On peut donc également, au lieu de placer les ouvertures au-dessus les unes des autres, les disposer horizontalement ou aux sommets d'un triangle, et l'on peut, s'il n'y a pas de renversement, réunir le gaz et l'air dans un brûleur avant l'entrée au four. Si, même à la rigueur, on supposait une régénération par le gaz, on pourrait disposer deux ouvertures a tout près l'une de l'autre ; nous ne signalons cette possibilité que pour mémoire, puisque nous avons fait remarquer au début qu'il n'y avait pas avantage à chercher de ce côté.

Il faut, pour que les flammes viennent à la rencontre l'une de l'autre, au lieu de s'échapper directement en c, après s'être formées en a&, que le gaz, en venant du générateur, et l'air en s'échauffant, acquièrent une certaine impulsion; il faut de plus que le tirage de la cheminée soit réglé de façon à équilibrer cette impulsion afin qu'il reste un peu de pression moyenne dans le four. Si ces conditions sont remplies dans la mesure où elles sont indispensables à la bonne conduite de tout autre système de four à gaz, l'expérience acquise dans les installations transformées, d'après le système des courants opposés, a prouvé qu'on peut faire converger les deux flammes de points très éloignés entre eux, sans qu'il s'échappe de produits non brûlés, c'est-à-dire sans que chaque flamme

forme un crochet entre son point d'introduction et l'ouverture voisine d'évacuation. Par contre les deux flammes, qui vont à la rencontre l'une de l'autre, acquièrent déjà, à peu de distance de leur point de formation, une tendance à se développer en éventail, à tournoyer ensemble et à remplir la chambre de chauffe plus régulièrement et plus complètement qu'une flamme qui, passant dans un seul sens, se" compose de zones parallèles, inégalement échauffées, qui subsistent souvent dans toute la distance du parcours du point d'introduction à celui d'évacuation, ce qui fait que h plus grande chaleur se porte à la partie supérieure du four, où elle est nuisible, tandis que son effet serait utile à la partie inférieure.

Si le gaz et l'air entrent dans le four par deux ouvertures distinctes, leur combinaison chimique ne se fera qu'à une certaine distance et progressivement, de sorte que la flamme ne sera pas piquante; le mélange intime n'en est pas moins garanti par la rencontre des courants.

La figure 39 représente le four de Radot et Lencauchez, dans lequel le gaz arrive par un tuyau G au-dessous du four, se répartit vers les deux têtes de la chambre de chauffe, et y rencontre dans deux brûleurs l'air qui, dè son côté, est entré en L, et s'est échauffé en montant dans le récupérateur avant de se répartir dans les deux brûleurs. Les produits de

MS- 39. Fig, 40. Fig. 4L Fig. 42,

combustion s'échappent verticalement par le pied des piliers du four, et de là par le récupérateur qu'ils parcourent horizontalement en l'échauf-

fani avant de s'échapper par F dans la cheminée. Ce genre de distribution de flammes n'exclut pas le parallélisme des zones de chaleur qui entourent les pots. L'opposition des courants s'arrête à son début, et cette disposition, en outre, ne permet pas le renversement du courant de l'air, et n'est par suite applicable qu'au système récupératif; elle ne donne pas néanmoins de mauvais résultats; il y a, toutefois, à y blâmer la position du canal à gaz au-dessus du four, d'où résulte un refroidissement, au lieu que le gaz combustible tendeà s'échauffer au contact des parties du four qui demandent à être refroidies.

Les figures 40, 41, 42 montrent l'application des courants opposés, à différents cas de la pratique; ce ne sont que de simples esquisses théoriques qui ont pour but d'indiquer, plutôt la possibilité que le moyen d'opérer cette application, et visent plutôt à la clarté de l'exposition qu'à l'exactitude de la construction, ce dernier point devant se régler dans un bureau de dessin, et non dans notre rapide exposé.

Nous supposons connu le four à cuve Siemens pour le travail continu du verre. Si on imagine la partie gauche g de la figure 41, dessinée symétriquement à droite, l'ensemble représente la coupe en travers perpendiculaire au grand axe du four, tel qu'il est actuellement connu. Le gaz arrive du générateur G par a dans le four; l'air du régénérateur L par b; les gaz brûlés s'échappent de l'autre côté par ab, et inversement après renversement des clapets. Chaque côté long du four présente plusieurs ouvertures a et autant d'ouvertures b, et la projection a se reproduit plusieurs fois.

Si le côté d de la figure 41 est dessiné symétriquement à gauche, l'ensemble représente la modification d'après le système des courants opposés. Le gaz entre à la fois des deux côtés en a; c'est également des deux côtés à la fois que l'air et les produits de combustion alternent, l'un entrant en b ou en c, tandis que les autres sortent par c ou

par by et la projection B se reproduit autant de fois que dans l'autre cas la projection A.

Les chambres, qui constituaient précédemment les régénérateurs à gaz G, sont devenus des régénérateurs à air L'. Si, comme c'est souvent le cas, ils sont plus petits que les autres, ils offriront néanmoins à eux deux assez de surface pour échauffer l'air seul; autrement il faudrait, en modifiant l'embranchement des canaux, faire agir, pour l'entrée, le régénérateur L à droite avec L' à gauche, et inversement. Il faut avoir soin que le gaz ne se refroidisse pas dans collecteur G, et même qu'il s'échauffe, s'il est possible, sous la sole du four. Dans cette disposition, le gaz entre au-dessus de l'air; cette disposition est adoptée plutôt pour la clarté du croquis que dans d'autres intentions. Cette position relative des ouvertures n'a pas d'importance au point de vue du mélange intime des gaz, puisque l'opposition des courants le complète, mais elle lui est plus favorable que nuisible, puisque, quand le gaz n'est pas aussi chauffé que l'air, il reste plus dense que lui. Gela peut aussi avoir l'avantage d'empêcher que des veines de gaz, non encore complètement enflammées, n'arrivent au contact direct de la surface du verre fondu.

Le four à cuve peut être destiné au travail intermittent, soit qu'on travaille le verre entre deux fontes, soit qu'on laisse écouler en une fois tout le contenu du four sous forme de calcin, procédés qui, pour plusieurs raisons, ne se sont pas implantés dans la pratique. Gomme dans les installations de ce genre, on travaille le verre par les côtés du four, et qu'on chauffe par les bouts, on peut s'imaginer le dessin modifié de telle sorte que la figure représente la coupe en long du four, que les deux groupes de régénérateurs soient un peu plus écartés l'un de l'autre, les flammes se distribuant du reste d'après les mêmes principes, mais par les tètes au lieu des côtés.

Dans ces deux genres de fours à cuve, l'effet des courants opposés

Fig. 43

permet de compter sur une meilleure répartition de la chaleur, et sur sa concentration au milieu du bain de verre; par suite également, sur une moins rapide détérioration à la ligne d'effleurement du verre. Les deux figures 43 représentent un four à verre, rond, à six creusets couverts; le gaz arrive au-dessus de la voûte, s'échauffe à son contact, entre au four en a par les six piliers à la fois ; l'air entre en b, les produits de combustion sortent en c, ou inversement ou alternativement. L'opposition des courants se forme entre les deux piliers opposés, et les divers courants se mêlent très intimement dans tout l'espace. Le four a-t-il un plus grand nombre d'ouvreaux, et par exemple deux pots dans chaque ouvreau, un simple croquis à main levée suffit pour indiquer qu'il reste alors

au milieu du four un grand espace vide de creusets, qu'on peut supposer occupé par un pilier central

dans lequel on peut ménager des ouvertures qui produisent des oppositions de courants entre le pilier central et les piliers extérieurs.

MM. Biedermann et Harvez, appartenant au personnel technique de M. Siemens, ont pensé que les fours à chaleur régénérée étaient susceptibles de perfectionnements , et pourraient encore procurer une économie considérable de combus-

Fig. 44.

tible en modifiant légèrement le mode de récupération, et en faisant

intervenir directement une partie des produits de combustible, à leur sortie du laboratoire dans la gazéification du combustible solide. On sait que, dans le gazogène ordinaire, la production de l'oxyde de carbone est le résultat de la décomposition de l'acide carbonique formé en premier lieu sur la grille par le carbone en excès.

Dans la couche inférieure du combustible incandescent (fig. 44), il se produit de l'acide carbonique surchauffé qui se transforme en oxyde de carbone en traversant la couche supérieure rouge, tandis que les hydrocarbures distillent à la surface et quittent le gazogène mélangés à l'oxyde de carbone.

La formation de l'acide carbonique donne lieu à une forte production de chaleur, mais sa transformation en oxyde de carbone est, au contraire, accompagnée d'une absorption de calorique.

Dans le four Siemens, adapté à la réalisation de ce principe nouveau, les produits de la combustion, tels qu'ils sont à la sortie du laboratoire, c'est-à-dire très chauds, sont introduits directement sous la grille du gazogène. Il en résulte qu'on peut se dispenser de produire de l'acide carbonique dans la partie inférieure du nouveau gazogène. Il suffit que la chaleur, qui eût été engendrée par cette production d'acide carbonique, et qui est nécessaire à sa décomposition, soit compensée par le calorique apporté par les produits de la combustion jouant ici le rôle de comburant. Le gazogène, s'il en est ainsi, deviendra le convertisseur dans lequel s'opérera la reconstitution des gaz brûlés ou gaz combustibles, sans que la température du combustible solide diminue. Ce fait qui, à première vue, peut paraître paradoxal, s'explique par la présence dans le gaz brûlé d'une quantité considérable d'azote, qui est le véhicule de la chaleur nécessaire à la réaction.

On peut, par un raisonnement très simple, montrer en quelque sorte la raison et la première source de l'économie réalisée. Supposons, en effet, le gazogène de la figure 44 rempli de coke incandescent. Si on

y 2 LA VERRERIE DEPUIS VINGT AU S

admet de l'oxygène sous la grille, il se formera, dans la zone inférieure, de l'acide carbonique produisant une certaine quantité de chaleur. Cet acide carbonique se décomposera dans la zone supérieure en absorbant une partie de cette chaleur. 11 résulte de la réaction que le poids du carbone gazéifié dans la zone inférieure sera égal à celui du carbone gazéifié dans la zone inférieure. Mais, si nous supprimons la production d'acide carbonique, et si nous le remplaçons par de l'acide carbonique surchauffé, emprunté à une source étrangère, nous aurons bien réalisé l'économie de la moi té du combustible.

Dans le nouveau four, les gaz sortant du laboratoire sont en partie dirigés sous la grille du gazogène convertisseur, et leur chaleur est intégralement utilisée, soit pour préparer la distillation des matières « volatiles » de la houille, soit pour les maintenir à une certaine température à leur arrivée dons le four. L'autre partie des gaz brûlés descend dans le régénérateur de l'air comme dans le four Siemens ordinaire.

Pour la propulsion des gaz à travers le convertisseur on emploie un injecteur de vapeur. Cette vapeur est surchauffée par les gaz venant du four, elle est décomposée en traversant le convertisseur et sert à enrichir les gaz.

Les figures 45 et 46 permettent de saisir les analogies qui existent entre le nouveau et l'ancien four Siemens. Le four ancien (fig. 45)

Fig. 45. Fig. 46.

possède deux régénérateurs, un pour le gaz, un pour l'air ; le nouveau (fig. 47) ne possède qu'un régénérateur d'air et un convertis-

seur pour le gaz. Dans les deux cas, on refroidit également les gaz brûlés avant leur départ par la cheminée en ne laissant que la chaleur nécessaire au tirage, mais comme dans le nouveau four une partie seulement des gaz brûlés est à évacuer, la chaleur nécessaire au tirage de la cheminée se trouve dimimuée d'autant. Dans les deux fours, il y a renversement des courants d'air et de gaz pour assurer la répartition uniforme de la température dans le four.

La forme adoptée pour le nouveau four peut varier selon les circonstances. Celle qui est représentée par les figures 47 et 48 est adaptée à la production du verre dans un four à bassin dans lequel la flamme circule en décrivant un demi-cercle, A est un des régénérateurs à renversement pour l'air ; B le gazogène établi sur les dits régénérateurs ; FF' trémies de chargement du combustible; NN' grilles du gazogène; E, le laboratoire du four, est à côté du gazogène et repose sur une fosse L; G est un des conduits amenant le gaz combustible au laboratoire E ; DD, valves à ^champignons conjuguées entre elles par un balancier, de manière à ouvrir ou fermer alternativement l'une ou l'autre conduite à gaz; hg, li g brûleurs à flamme libre débouchant dans le laboratoire; HH' bouches d'air chaud communiquant avec le laboratoire; K, K' conduites reliant les régénérateurs aux brûleurs ; I, un des injecteurs à vapeur placés dans les carneaux et produisant l'appel d'une partie des gaz brûlés sous les grilles du gazogène convertisseur ; I, valve pour reproduire l'inversion du courant d'air allant au four et des gaz brûlés passant par les régénérateurs pour se rendre à la cheminée ; 0, un des couvercles montés sur charnières pour admettre ou intercepter alternativement les gaz brûlés dans leur communication avec le gazogène. Ces couvercles sont manœuvrés autamatiquement par des tringles reliées au balancier des champignons DD', le mouvement qui ferme D, ouvrant 0 et vice versa. Des portes Qq donnent accès aux grilles du convertisseur pour le nettoyage.

Voici maintenant quel est le fonctionnement du four : le gaz du convertisseur B passe par un des carneaux G et le champignon D' au brûleur h, g\ Le gaz rencontre la bouche H' et s'enflamme.

Les produits de la combustion s'échappent par le second brûleur hg, pour se diriger partie vers la cheminée en passant par le régénérateur A et la valve J, partie sous les grilles NN du gazogène par l'injecteur I pour y être reconstitués en gaz combustibles. De temps en temps, on renverse la direction des courants en manœuvrant les champignons DD' et la valve J comme on le fait habituellement dnns les fours Siemens.

Voici les analyses des gaz obtenus avec l'ancien gazogène et avec le gazogène convertisseur.

Acide carbonique . 4,0 3,8

Oxygène. . . 0,0 0,0

Oxyde de carbone 27,0 26,1

Hydrogène 8,0 6,0

Hydrogène carboné 4,0 2,8

Azote 57,0 61,3

Ces gaZ, quoique de compositions bien différentes, différence due en partie aux houilles employées dans les deux cas, ont sensiblement la même puissance calorifique, mais il était intéressant de constater que la proportion d'acide carbonique n'est pas beaucoup plus considérable dans le gaz du gazogène convertisseur que dans les gaz obtenus directement par l'air dans les gazogènes de l'ancien four Siemens.

Outre l'avantage que présente le nouveau four, en raison de l'économie de combustible qu'il permet de réaliser, il convient d'attirer l'attention sur l'extrême simplicité de construction de cet appareil. Le prix de revient, d'après les inventeurs, n'est que d'environ les deux cinquièmes de celui d'un ancien four Siemens de même capacité productive. L'emplacement occupé par le nouveau four est extrêmement restreint, la main-d'œuvre se trouve ainsi simplifiée et diminuée, le

96 hk VERRERIE DEPUIS VINGT ANS

service du gazogène étant réduit dans la même proportion que la consommation du combustible.

Dans une note de M. G. Despret relative aux perfectionnements apportés aux gazogènes et fours Siemens nous trouvons que le fonctionnement d'un four avec régénération d'une partie des gaz brûlés, est assuré, en utilisant 56 1/2 % des gaz brûlés à réchauffement de l'empilage du régérateur à air, le reste 43 1/2 % étant largement suffisant pour fournir par son passage dans les gazogènes convertisseurs un gaz combustible de richesse constante.

L'économie chiffrable serait évaluée à 50 °/o.

Au sujet de la régénération du carbone par injection des produits de la combustion sous la grille des gazogènes, nous résumerons en quelques lignes les conclusions auxquelles est arrivé M. Fourcault dans ses études sur les gazogènes à injection de produits brûlés {Revue universelle des mines, 3e série, t. X). « II est avantageux de refroidir les « gaz pendant leur formation aux gazogènes afin de les introduire à « une plus basse température dans les empilages. »

« Ce résultat a été atteint utilement jusqu'à présent par l'introduc- « tion de vapeur d'eau dans la masse du combustible en ignition, et « nous soutenons qu'il est plus rationnel de réaliser ce refroidissement « par l'introduction de l'acide carbonique des gaz brûlés que de toute « autre matière, car on peut de la sorte récupérer une partie de la « chaleur latente de vaporisation du carbone.

« Cette dépense de force, ou mieux de chaleur, sera faite ainsi une fois « pour toutes pour la quantité de carbone que Ton régénérera. Tous « les efforts doivent tendre à réaliser économiquement l'introduction « dans les gazogènes de produits de combustion à la plus haute tempé- « rature possible. »

Comme ayant beaucoup d'analogie avec le système de régénération

des gaz brûlés, que nous venons d'exposer ci-dessus, nous indiquerons le procédé de M. G. Steffen.

Dans ce procédé, on recueille par voie de dissolution dans l'eau, l'acide carbonique contenu dans les gaz brûlés, et c'est ce gaz ainsi dépouillé d'azote qu'on injecte, soit seul, soit mélangé à de la vapeur, sous la grille d'un gazogène convertisseur.

On obtient ainsi un gaz combustible très riche et d'un pouvoir calorifique très élevé.

Ce procédé, dont l'application doit d'ailleurs présenter de sérieuses difficultés, n'a pas encore reçu la sanction de la pratique.

Il n'en est pas de même des gazogènes, forme Siemens, modifiés par M. Lencauchez. Ces appareils sont à radier de sole de grille arrosé et à vent soufflé, ou à jet de vapeur. Ils donnent des gaz très riches dont la teneur en produits utiles peut atteindre 35 %.

Nous reproduisons ci-dessous la composition de gaz obtenus dans des conditions différentes à l'aide de ces gazogènes, et nous engageons vivement le lecteur à se reporter, pour complément de renseignements, à l'intéressante étude qu'a publiée M. Lencauchez sur l'enrichissement du gaz des gazogènes. (Mémoires de la Société des Ingénieurs Civils de France, octobre 1892).

Aux fines

A la houille

A l'air froid

de houille

Au coke

et à l'air chaud

soufflé

Oxyde de carbone . .

Protocarbure d'hydrogène .

Bicarbure d'hydrogène . .

Acide carbonique.

Nous dirons quelques mots d'une modification apportée au four primitif de Siemens, par M. Chameau. Les figures 49 et 50 font voir que l'accumulateur se compose d'une série de petits conduits a a a paral-

lèles, construits avec des briques de dimensions courantes dans lesquelles passent les flammes perdues qui circulent tout en descendant dans la masse de briques pour aller rejoindre la cheminée d'appel par le carneau C.

Fig. 49. Fig. 50.

L'air à chauffer entre par le conduit B placé sur une des faces de la chambre de briques pour pénétrer dans l'appareil par une série de petits conduits parallèles horizontaux d d d construits perpendiculairement sur ceux du passage des flammes ; il monte en s'échauffant pour gagner la chambre d'air chaud M et de là se rendre aux brûleurs par un ou plusieurs conduits suivant les nécessités.

On voit par l'examen des figures que chaque tranche d'air est enveloppée par deux tranches de flammes et, réciproquement, chaque tranche de flammes est enveloppée par deux tranches d'air à chauffer. La séparation des flammes et de l'air à chauffer est faite par un carrelage établi au moyen de petits carreaux K à recouvrement ou avec des briques ordinaires. En raison des petits conduits qui sont construits perpendiculairement les uns sur les autres, les joints sont complètement étancbes puisqu'ils sont couverts dans tous les sens par une épaisseur de briques pleines ; il est donc matériellement impossible qu'il y ait

communication entre les tranches de flammes et les tranches d'air à chauffer. Nous pouvons dire que c'est le seul appareil qui, malgré sa simplicité, offre cet avantage.

Le poids de la masse de briques est suffisant pour assurer sa parfaite stabilité; de plus, tous les conduits sont prolongés jusqu'à la rencontre des murs de la chambre et forment ainsi une série de murettes verticales qui viennent buter sur les quatre pans du massif de briques et empêcher toute espèce de dislocation.

Des regards o, o, o, sont ménagés dans les murs de fermeture de l'accumulateur de façon à pouvoir vérifier son état et nettoyer les poussières ou dépôts qui auraient pu s'arrêter dans les conduits de famée. Le nettoyage peut se faire sans inconvénient pendant la marche du four.

Nous terminerons ce chapitre en donnant la description d'un gazogène d'invention récente et dont l'application donne paraît-il de très bons résultats.

On sait que le décrassage est la principale difficulté qu'on rencontre dans l'emploi des gazogènes. C'est une opération pénible pour les ouvriers et en même temps défectueuse au point de vue de l'utilisation du combustible en ce sens qu'elle occasionne un déchet considérable.

Les moyens qui réussissent le mieux pour atténuer cette difficulté sont: ou d'employer des houilles très pures et par conséquent très coûteuses, ou de donner aux gazogènes une allure très lente qui ne permette pas aux mâchefers de s'agglomérer par la fusion. Mais l'allure froide conduit à une augmentation notable des dimensions des appareils, d'où surcroît de dépense d'installation.

Ce qui distingue le gazogène Taylor dont l'invention remonte à environ six ans et dont les applications sont déjà nombreuses aux Etats- Unis, c'est que le décrassage s'y opère sans aucune difficulté, et n'occasionne aucun déchet. On l'exécute en pleine marche sans apporter aucun trouble à l'allure de l'appareil.

Le gazogène Taylor se présente sous la forme d'un cylindre vertical en tôle de 4 mètres de hauteur, garni à l'intérieur d'une chemise en briques réfractaires.

Ce gazogène n'a pas de grille proprement dite. Les mâchefers réunis dans une trémie viennent s'écouler sur un plateau auquel on peut donner un mouvement de rotation au moyen d'une manivelle agissant sur un jeu de roues dentées.

Le plateau mobile roule au moyen de galets sur le plateau fixe. Par cette disposition on évite tout ajustage précis, les dilatations se font librement et la rotation se produit sans grand effet.

A l'état de repos, le cône d'éboulement des mâchefers s'arrête au bord du plateau mobile, mais si on imprime à ce dernier un mouvement de rotation, les mâchefers s'écoulent sur tout son pourtour et tombent dans le cendrier. On facilite cette chute au moyen de barres de fer qu'on enfonce plus ou moins dans le cône de mâchefers.

Les mâchefers ne deviennent jamais collants, parce qu'ils sont constamment refroidis par le jet de vapeur et d'air.

Pour mettre l'appareil en marche on commence par remplir de mâchefers la trémie, on ajoute ensuite un peu de bois et de copeaux qu'on allume, et par dessus une certaine quantité de combustible. Voici la moyenne des analyses du gaz obtenu avec ce gazogène.

Pour parer à l'inconvénient résultant de l'agglomération accidentelle des mâchefers, soit par la négligence de l'ouvrier, soit par l'emploi de combustible à cendres trop fusibles) on a ménagé à la hauteur de la trémie tronconique, plusieurs portes de travail que l'on ouvre en cas de besoin.

Houille anthracite Houille grasse

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