FONCTIONNEMENT DU FOUI

Fie. 146 et 147.

A, régénérateur b renversement pour l'air. 8, gazogène.

FF', trémies do chargement.

NN', grilles dn gazogène.

E, laboratoire du four.

C, un des conduits amenant le gai combustible an laboratoire E.

DD', valves à champignons conjuguées entre elles, par un balancier, de manière I ouvrir on h fermer alternativement l'une ou l'autre conduite a gai. hgjig-', brûleurs a flamme libre débouchant dans le laboratoire, H II ', bouches d'air chaud communiquant avoc le laboratoire. KK' conduite reliant les régénérateurs oui brûleurs. I, on des injectaars à Tapeur placé dans les carneani et produisant l'appel d'une partie

des gai brûlés sous les grilles du gsiogéne convertisseur. J, «alto pour produire l'inversion du courant d'air allant au four et des gaz brûlés passant

par les régénérateur pour se rendre a ta cheminée. 0, un des couvercles montés sur charnière pour admettre on intercepter alternativement les gai brûlés dans leur ci mmuni cation avec le gazogène. Ces couvercles sont manœuvres automatiquement par des tringles reliées au balancier des champignous DD', le mouvement qui ferme D' ouvrant 0 et vice verso, Q, Q, portes d'accès aux grilles du gazogène.

260 HENRIVAUX. — LE VERRE.

Ancien gazogène. Gazogène conYertissear.

Acide carbonique 3,8 4,0

Oxygène 0,0 0,0

Oxyde de carbone ..... 20, i 27,0

Hydrogène 6,0 8,0

Hydrogène carboné .... 2,8 4,0

Azote 61,3 57,0

Ces gaz, quoique de composition bien différente, différence due en partie à la nature de la houille employée 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 cas 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 environ que 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 aussi simplifiée et diminuée, le service du gazogène étant réduit dans la même proportion que la consommation de 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 56,5 pour 100 des gaz brûlés à réchauffement du régénérateur d'air; le reste, 43,5 pour 100, 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 pour 100.

Les applications du gazogène Biedermann aux fours de verrerie n'ont pas donné de résultats satisfaisants.

L'installation en elle-même marchait convenablement, mais le vice de ces fours, ce qui a forcé à en arrêter les essais, est le suivant : lorsqu'on doit décrasser une grille, il faut ouvrir le cendrier correspondant et cesser les injections qui alimentent de gaz brûlés chauds tous les gazogènes. C'est arrêter net la production de gaz et mettre le four en braise.

Quand on emploie des charbons très purs, ne donnant pas lieu à de fréquents nettoyages de grilles, cet inconvénient présente peu de gravité ; mais généralement, la teneur élevée en cendres des houilles oblige à décrass er toutes les trois ou quatre heures et pendant une demi-heure chaque fois.

Il en résulte que l'allure du four est excessivement variable et que, surtout dans le cas du four à bassin, le verre durcit trop et devient difficile à couler.

Le seul moyen de réussir serait de disposer d'une double batterie de gazogènes, de façon à ne pas arrêter totalement l'arrivée du gaz combustible au four pendant le décrassage.

En métallurgie cet inconvénient n'existe pas; les opérations de chauffe sont

à effets intermittents et peuvent se plier à cette marche des gazogènes. Il parait en outre que ce système de gazogènes présente le grand avantage de réduire beaucoup le déchet de métal.

La modification, le perfectionnement qui fait du gazogène Siemens un véritable convertisseur, parait donc présenter pour la verrerie et surtout pour la métallurgie un intérêt capital.

Aussi nombre de personnes, parmi lesquelles nous citerons M. E. Damour et H. Fourcault, ont-elles cherché à se rendre compte si réellement ce mode d'opérer est susceptible d'applications et s'il peut donner les résultats annoncés.

Dans un travail très consciencieux relatif à la matière, M. E. Damour a démontré l'inexactitude du raisonnement sur lequel Siemens établit sa théorie (1).

Nous citerons quelques passages de l'étude (2) qui a été faite à ce sujet par H. Emile Fourcault, ingénieur des mines à Lodelinsart, et à laquelle nous engageons vivement le lecteur à se reporter.

€ La modification faite par MH. Biedermann et Harvey revient à transformer les générateurs de gaz en véritables convertisseurs dans lesquels les produits brûlés, riches en acide carbonique et en vapeur d'eau, se transforment de nouveau en oxyde de carbone et hydrogène, reproduction fidèle de la classique expérience de laboratoire ayant pour objet la production de l'oxyde de carbone en faisant passer un courant d'acide carbonique dans un tube rempli de charbon de bois et porté au rouge.

} A première vue, le processus indiqué paraît fort] simple et si rationnel qu'il serait étrange que tant d'intelligences mises au service des questions de chauffage ne l'aient fait surgir plus tôt de l'immense trésor que les sciences mettent à la disposition de tous les chercheurs.

» Dix ans auparavant, à Paris, le 20 avril 1879, et à Charleroi, le 9 mai de la même année, deux demandes de brevet ont été déposées par M. Emile Gobbe.

> Ces documents avaient pour objet le même principe de la régénération du carbone. > On y lit : « Le principe de cette invention repose sur la propriété qu'ont les produits de combustion de pouvoir être régénérés, c'est-à-dire redevenir gaz combustibles en passant sur une couche de coke maintenue à une température suffisamment élevée. »

» Or, dans les fours à haute température, les gaz brûlés après avoir produit leur effet utile dans le laboratoire du four s'échappent à une température relativement très élevée, et la chaleur, qui se trouve pour ainsi dire dissoute dans ces produits de combustion, est insuffisante pour porter au rouge une masse de combustible qui se trouverait à proximité du laboratoire, et par suite régénérer le gaz brûlé qui aura traversé cette couche.

» Si donc nous plaçons près du laboratoire d'un four à haute température un gazomètre étudié de telle façon que les produits de combustion venant du

(1) Étude sur le nouveau four Siemens et sur l'utilisation de la chaleur dans les fours a régénération. Annales des Mines, janvier 1895.

(2) Élude sur les gazogènes à injection de produits de combustion. Extrait de la Revue uni*

venelle des Mines,

262 HENRIVAUX. — LE VERRE.

laboratoire puissent facilement traverser la couche de charbon qui y serait enfermée, nous aurions ainsi un appareil qui pourra régénérer le gaz; c'est pourquoi je l'appelle gazogène régénérateur.

> Le gaz ainsi régénéré pourra servir à tel usage que Ton jugera convenable, et même on pourra l'employer de nouveau dans le laboratoire du four d'où il vient de sortir et le régénérer indéfiniment.

ï> Mais comme son volume irait toujours en augmentant, il serait alors nécessaire d'en laisser échapper une partie sans la faire passer au travers du gazogène régénérateur. On pourrait par exemple employer cette partie des produits de la combustion au chauffage de l'air de combustion et cela à l'aide des chambres de chaleur Siemens, Ponsard.

* Suit alors la description d'un four de verrerie dans lequel le passage des gaz brûlés au travers du combustible est réalisé par l'action d'une grande cheminée siphon.

» Un tel four a été construit chez MM. Lemaire frères, maîtres de verreries à Aniche (Nord). L'installation a marché pendant trois semaines en donnant une sérieuse économie de combustible.

» L'obstruction continuelle du siphon a conduit les expérimentateurs à abandonner leurs essais; une modification de la canalisation eût pu facilement porter remède à cet état de choses. *

L'inventeur conclut en ces termes :

c En résumé je revendique dans cette invention le droit exclusif de régénérer les produits de combustion des fours à haute température en les faisant passer au travers d'un foyer de forme quelconque placé à proximité du laboratoire du four. »

* Cette idée peut-elle être féconde en résultats? Et, dans l'affirmative, quel en serait le mode d'application le plus rationnel?

» Telles sont les questions que nous nous sommes posées et que nous avons tâché de résoudre par le calcul en nous appuyant sur les lois de la thermochimie, les données expérimentales sérieuses faisant encore absolument défaut.

» Siemens, dans ses brochures, annonce une économie de 66 pour 100 dans la consommation du combustible.

* L'on peut affirmer a p%iori que ce chiffre est singulièrement exagéré. En effet, que peut-on gagner sur le système ancien?

» 1° En admettant qu'il soit possible d'introduire dans le gazogène la totalité des produits affectés, dans le système ordinaire, au chauffage des empilages à gaz, nous sommes en état de regagner toute la perte due à l'excès de température à la sortie de ces chambres, soit 13,89 pour 100:

> 2° Une seconde économie réalisable est due à l'utilisation de la chaleur de vaporisation du carbone, dépense qui serait faite une fois pour toutes pour la quantité régénérée.

» Déterminons quel est le maximum de la quantité de carbone régénérable. » Un kilogramme de carbone pur donne théoriquement le gaz suivant :

2,333k» CO + 4,437k* azote.

HENRIVAUX. — LE VERRE. 263

» Ce gaz brûlant avec la quantité d'air fournit les produits de combustion

suivants *

3,667k« CO*+ 8,874k* azote.

)> Les gaz brûlés obtenus dans ces conditions contiennent exactement la quantité d'oxygène nécessaire pour reformer le gaz primitif.

> Si donc nous pouvons faire passer la totalité de ces produits dans le gazogène, la quantité de carbone régénérée sera de 100 pour 100, c'est-à-dire de 1 kilogramme, et le gaz formé aura identiquement la môme composition que le gaz initial.

> En pratique il faut un excès d'air minimum de 20 pour 100 pour obtenir une combustion complète.

» Les produits de combustion du gaz au coke théorique seront donc dans ces conditions :