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celte température ne doit guère dépasser 200<». — Pendant la période de refroidissement, les briques du bas, au contact de Tair frais, se refroidissent beaucoup plus vite que celles du haut : les plus voisines du four doivent rester incandescentes jusqu'à la fin de la période, sinon les gaz ne se chaufferaient plus assez avant de pénétrer dans le laboratoire, et la température de ce dernier diminuerait.

Ces observations p'euvent aussi servir à régler la durée des périodes. Dès que les gaz se rendant à la cheminée sont trop chauds, que les briques du bas des chambres commencent à rougir, ou que les briques supérieures du côté de Tentrée des gaz s'assombrissent, il faut renverser le courant.

Rechange de chaleur entre les gaz et les briques ne dépend pas seulement du poids relatif de ces dernières, mais aussi de la plus ou moins grande étendue sur laquelle a lieu le contact. Il faut à peu près un mètre carré et demi de surface de chauffe pour chaque kilogramme de houille brûlé entré deux renverse*ments. — Avec le mode ordinaire d'empilage des briques, cette règle se trouve sat&faite lorsqu'on observe la règle donnée plus haut relativement au volume des chambres.

En général, les renversements se font à des intervalles qui varient entre une demi-heure et une heure. On calculera le volume des chambres en conséquence. Lorsque les chambres sont grandes et les renversements espacés, la conduite du four est plus facile ; la température est plus stable parce que la grande masse des briques sert de régulateur. Si au contraire on multiplie les rcAversements et si Ton diminue le volume des chambres, onaura Vavantage d'économiser uû peu sur la construction ; le four sera plus exposé à se refroidir si les gazogènes sont mal conduits, mais un chauffeur habile sera mieux maître de la température et pourra la faire varier plus vite si cela est nécessaire.

98&. DimeafiloïKi. r- Les chambres sont rectangulaires ; leur hauteur varie entre 2 et 3 mètres : par suite, leur section sera de un demi-mètre carré à un tiers par chaque mètre cube, de volume. Nous avons vu que chaque mètre cube correspondrait à une circulation de 200 kil. de gaz et d'air, entre deux renversements. Ces 200 kil. occuperont, à la température' à laquelle ils sortent du four, un volume maximum de 1000 à 1200 mètres cubes ; pour traverser en une demi-heure une section

d'uQ tiers de roètre carré, ils ne prendront qu'une vitesse înfé^ rieure à 2 mètres par seconde : leur vitesse moyenne sera bien plus faible. Ainsi la section des chambres, telle qu'elle résulte des règles précédentes, est bien suffisante.

En construisant un four, on fera bien de donner aux chambres un volume plutôt exagéré. On ne les remplira de briques que sur une partie de la hauteur, et plus tard, si l'on veut activer la marche du four, on n'aura qu*à ajouter des briques dans la partie libre pour augmenter le volume utile des cham* bres.

HSS. Blupoiiltloii Aem briques.. — Dans les premiers fours, les briques étaient disposées en chicane de manière a contrarier le mouvement des gaz et à prolonger le contact (fig. 132) ; mais les poussières qui se déposent alors sur leur sommet obs* truent les chambras et le nettoyage en est très difficile. On a essayé d'y remédier par Temploi de briques taillées en biseau (fig. 133-134). Maintenant, on empile les briques de façon & for*

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Fig. 133 et 134. ~ Disposition des briques.

mer une série de murailles à angle droit, qui divisent la cham« bre en conduits verticaux : ces murailles sont portées sur de

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Fig. 13â et I3S. — Disposition des briques.

petites voûtes pour mettre tous les conduits en communication par le bas. Les poussières s'accumulent alors au fond des cham-

s 10. -^ FOURS SIEMENS f49

bres, ou on les y fait tomber en passant des raclettes dans chaque conduit ; on peut les enlever rapidement par de petites portes placées de distance en distance à la base des régénérateurs. Avec cette disposition, si les chambres sont très grandes, les gaz auront une certaine tendance à ne suivre qu'une partie des conduits : on peut y remédier en coupant la chambre en deux ou plusieurs compartimep^ts par une cloison horizontale, qui s'oppose à Tascension directe des gaz et les force à suivre un trajet sinueux.

Les murs extérieurs des chambres doivent être construits soigneusement, avec une double maçonnerie séparée par im intervalle bourré de sable, afin d'éviter les fuites ; en outre, quand les régénérateurs sont placés sur les côtés du four, comme on faisait autrefois, on met la chambre à air en dehors. Dans les installations récentes, les régulateurs sont placés sous les fours, afin d'occuper moins de surface. Les cloisons qui les séparent peuvent être toutes perpendiculaires à Taxe du four : alors les quatre chambres ont toutes leur longueur égale à la largeur du four. D'autres fois, le soubassement du four est divisé en quatre compartiments par deux cloisons perpendiculaires entre elles (fig. 135); la longueur des chambres est alors parallèle à celle du four : cette disposition rend la construction des carneaux moins facile.

Le volume d'air nécessaire à la combustion est inférieur au volume de gaz brûlé ; lorsque ce dernier arrive froid aux chambres, si on veut donner aux deux éléments la même température, il faut faire la chambre à gaz un peu plus grande que l'autre. Le plus souvent, dans ce cas, on les fait égales ; l'air est alors chaufi'éun peu plus que le gaz, ce qui diminue la différence de leurs densités. Quand les gazogènes sont contigus au four, le gaz arrive déjà chaud; c'est au contraire la chambre à air qui doit être la plus grande : son volume est souvent double de celui de la chambre à gaz.

)i89. Blsposltloiiii deii brMeurs. — Dans la disposition primitive des régénérateurs, la différence de densité des gaz et de Fair tend à assurer le brassage : Tair arrivant par la chambre la plus éloignée du four se trouve passer au-dessus du gaz, mais comme celui-ci est plus léger, il tend à s'élever et à croiser le courant d'air : seulement, si la pression du gaz vient à diminuer, il peut y avoir refoulement, parce que Fair tend à retomber dans

130 CHAPETRE II. — EMPLOI DES cbuBUSTIBLES

la chambra & gaz : c'a été ane cause de difficultés fréquentes à l'origine. On peut y obvier en couvrant en partie la chambre à g-az (fig. 132) ; le gaz s'écbappant par une issue plus étroite, prend alors une vitesse plus grande, et le brassage n'en est que plus énergique.

tss. VoAteN «uriinlNKécB. — Quand les régénérateurs sont placés au-dessous des fours, l'air et le gaz sont amenés par une série de conduits verticaux alternés : ils arrivent donc sous formes de jets parallèles (v. fig, 140 à 142). Pour assurer le mélange, on donne aux voûtes une forme surbaissée, de façon qu'elles son! heurtées par le courant de gaz et le forcent & s'infléchir. Ces voûtes ont l'inconvénient de se dégrader très vite, et bien qu'on les construise en briques de silice de premier choii,

•SO. VoAUm bombèca. — Dans plusieurs fours nouveaux (fours de verrerie, nouveaux fours Pernot), on a adopté des voûtes plus élevées en forme de cintre. Les arrivées d'air etds gaz doivent alors être disposées de manîèroà assurer le mélange et à diriger les flammes sur la sole. Les conduits d'air montent un peu plus haut que les autres, puis ils s'infléchissent de façon à venir déboucher au-dessus des conduits de gaz (fig. 136); l'ex-

Fig. 136. — Four k voûte bombée.

trémité des camesux est inclinée vers la sole et reçoit une obliquité diffcrenle de façon que les deux courants se mélangent naturellement ; l'angle souslcquel les carneaux prolongés iraient se croiser doit être étudié de façon à assurer le chautlage un,iforme de la sole.Lesvoûlesde ce système se trouvent relativement refroidies aux reins, c'est-à-dire au point le plus fragile, par le passage de lair et des gaz : elles durent beaucoup plus longtemps que les voûtes surbaissées.

J 10. - FOUBS 8IEHEHS

Coupe EF

Fig. 137 à 139. — Four Siemens à voûte hoiabèe.

CoHfwLMNO.

Fig, 140 a 142. — Autre disposition de fouf Sie

Dans d'autres fours à voûtes bombées (fig. 137 à 139), les gaz et Tair arrivent par trois conduits convergents, situés à la même hauteur, tous les trois inclinés vers là sole. Le mélange est peutêtre moins complet qu'avec le système précédent, mais la construction est plus simple.

Les voûtes surbaissées offrent l'avantage de rabattre les flammes sur la sole ; mais, outre la difficulté de leur entretien, elles ont rineonvénient de laisser un passage trop étroit aux gaz : ceux-ci cheminant vite et se mélangeant mal, la combustion n'est pas complète si le four n'est pas très long. Les voûtes bombées ne concentrent pas aussi bien la chaleur sur la sole, mais elles résistent mieux, et permettent au courant gazeux de se ralentir; il en résulte une meilleure combustion.

On peut réunir jusqu'à un certain point les avantages des deux systèmes en adoptant le mode de construction représenté fig. 140 à 142. Le laboratoire est couvert par deux berceaux inclinés vers le centre et raccordé par une voûte sphérique. Dans ce four, Tair arrive près de la voûte, sous forme de nappe horizontale ; le gaz débouche au-dessous par deux ouvertures.

990. Valves de renTersement. — Les conduits d'air et de gaz doivent être munis de valves pour opérer le renversement aussi vite que possible. A cet effet, le gaz arrive par un conduit dont le prolongement se dirige vers la cheminée et sur lequel s'embranchent deux autres carneaux, allant l'un à la chambre à gaz de droite, l'autre à celle de gauche (fig. 143-144) ; au point de croisement se trouve une valve qui peut prendre successivement deux positions à angle droit. On voit immédiatement que, dans la position indiquée sur la figure, la chambre de droite Gj communique avec le gazogène par le conduit e tandis que ta chambre Gi est en relation avec la cheminée par le conduit s. Si on tourne la valve de 90°, ce sera l'inverse qui aura lieu. Le conduit d'amenée de l'air passe par une valve semblable, et il suffit de les tourner toutes les deux pour produire le renversement. On peut accoupler les deux valves et les manœuvrer ensemble : si elles sont indépendantes, il faut à chaque changement commencer par tourner la valve à gaz.

La valve à gaz est rapidement encrassée par lesgoudrons,lorsqu'on emploie des gaz chauds, et sa manœuvre devient pénible. En outre, l'ajustement de ces valves est délicat, et elles joignent

s la. — FOURS SlËMEItS

CoiçtPÛ

Fîg. 143 et l-ii. — Valve de renversement de fours Siemens.

souvent mat, surtout après un cei-taîn temps d'usage : on préfère mainteuaut les valves hydrauliques.

99t. \»l\K» hydraulique*, — Une valve hydraulique se compose d'une tour divisée par des cloisons en 4 compartiments formant autant de conduits verticaux {iîg. 143-146).

Si nous considérons la valve air, l'un des compartiments. A,

communique par sa base avec le registre de prise d'air, celui qui se trouve diamétralement opposé, C, communique avec la che-

Fig. 145-146, — Valve hydraulique.

minée : les deux autres sont reliés aux chambres à air, le n* 1 avec celle de gauche, le n* III avec celle de droite.

999. Valve HûUcr. — M. Htitter a fait construire dans les verreries de Rive-de-Gier un appareil ingénieux qui permet de faire la distribution de l'air et du gaz avec une seule valve ; le renversement est alors plus rapide, et on évite les petites explosions qu'il provoque quelquefois ; enoutre, cette valve ne laisse pas comme la précédente le gazogène communiquer directement avec la cheminée au moment où on la tourne : elle supprime donc une cause de pertes de gaz.

La tour se compose de deux enceintes concentriques (fig. 147- 148). Celle du centre communique par sa base avec la chemi. née. L'enceinte annulaire est divisée en six compartiments : A reçoit Tair, G communique avec le gaz, lavec la chambre à air de gauche, III avec celle de droite^ II avec lachambre à gaz de gauche, IV avec celle de droite. La cloche porte à l'intérieur un système de cloisons complexes, qui sont représentées par un trait noir sur la figure. Dans la position indiquée, A et G commu-

{ iO.— FOURS SIEMENS

mquent respectivement avec les chambres à air et & gaz de droite^ tandis que I et 11^ et par suite les deux chambres de

Fig. 147 etl48. — Valve Hùtter.

gauche, communiquent avec la cheminée. Si on veut renverser le courant, on soulève la cloche de manière à sortir des rigoles les cloisons transversales, tandis que les parties circulaires, plus hautes, y restent plongées. On tourne alors de 180^ dans le sens des aiguilles d^^une montre, et le courant s'établit en sens inverse, sans qu'il y ait eu à aucun moment communication directe entre le gazogène et la cheminée.

Avant les valves de distribution, on doit placer sur les conduites d'air et de gaz des registres permettant de régler l'appel.

SOS. Rendement des fevr» Siemens. — Les fours Siemens bien conduits utilisent à peu près 20 0/0 de la chaleur totale que pourrait produire le combustible : ils sont donc supérieurs aux meilleurs fours à réverbère. Voici comment se répartissent les causes de perte. Un kilogramme de houille dont le pouvoir calorifique est de 8000 donne cinq kilogrammes de gaz dont le pouvoir calorifique est de 1000. ; la combustion de ces gaz dégagera 5000 calories, soit environ 60 0/0 de ce que la

houille aurait pu donner : ainsi la perte due à la gazéification sera d'environ 40 0/0. Le poids total des produits de la combustion sera d'environ 10 kil. En admettant qu'ils s'échappent à 400^, ce qui est un maximum, ils-^emportent 800 calories, soit .10 0/0 delà chaleur totale : cette perte est plus faible que dans presque tous les autres fours, c'est ce qui fait la supériorité du système. Il reste environ 50 0/0 de la chaleur, dont les trois cinquièmes se perdent par les parois.

Le four représenté fig. 149-150, construit par Biedermann et Harvey, devait, à son apparition, procurer une économie importante (environ 50 0/0) par la régénération de Tacide carbonique contenu dans les fumées, c'est-à-dire par sa transformation en oxyde de carbone.

Or il y a peu de cas où la transformation de CO' en CO puisse être d'une certaine importance ; cependant ce four peut être substitué avantageusement aux fours à récupération, en raison de sa constructipn plus simple, mais il ne peut pas remplacer le four Siemens dans les opérations où il faut une température considérable, comme dans la fabrication de l'acier.

)994. Mine en feu. — La mise en feu des fours à gaz exige des précautions spéciales. On commencera par faire fonctionner les gazogènes comme des grilles ordinaires, en y brûlant le combustible sous une faible épaisseur : on remplira ainsi le four et les conduits de gaz neutres ; en même temps, si le four a de grandes dimensions, on établira sur la sole un foyer provisoire, de façon à l'échauffer. Quand le four sera au rouge et qu'il n'y aura plus d'air dans les conduits, on augmentera progressivement l'épaisseur du combustible dans le gazogène, de façon à produire des gaz de plus en plus combustibles ; puis on admettra Tair peu à peu dès que les gaz seront assez riches pour s'allumer : on aura soin que l'air ne soit pas en excès tant que durera la période de mise en feu. Enfin, on supprimera le foyer auxiliaire lorsque les gaz combustibles arriveront d'une manière assez régulière pour maintenir le foyer au rouge.

! 10.— FOURS SfEMENS .

Coupe ABCD

Fig. 149-150. — Four Biedermann et Harvey.

A, gaïogène. — B, carneau. — C, soupape d'entrée de l'air de combustion. — DD, , cartieau

d'entrée de l'air de combustion. — K, chambre de récupération de l'air. — 1, injecleur Koerling.

i^i CHAPITRE II. - EMPLOI DES COMBUSTIBLES