CHAP. III. — CHAUFFAGE DE L'AIR A UNE HAUTE TEMPÉRATURE

marche; ilfaut attendre que Tappareil soit refroidi et l'opératioD, qui se fait toutes les trois ou quatre semaines, dure environ douze heures avec huit manœuvres ; des appareils de rechange sont donc nécessaires. Aussi dans les installations les plus récentes, trouve-t-on quatre et même cinq appareils Whitwell ayant les dimensions indiquées plus haut pour un haut fourneau produisant de 50 à 60 tonnes par jour. Le fonctionnement d'un groupe de cinq appareils^ par exemple, se réglerait ainsi : trois en chauffage par les gaz, un en chauffage du vent et un en nettoyage ; il y a trois heures de chauffage au gaz et une heure aii vent; un pareil groupe nécessite une cheminée de SO"" de hauteur et de 2"',50 de diamètre au sommet ; un très-fort tirage est en effet exigé à cause des résistances nombreuses que rencontrent les gaz dans leur parcours à travers les appareils. Il est arrivé assez fréquemment que les tours en tôle se sont crevées parce qu'on n'avait pas tenu compte de la dilatation des briques. Des explosions aussi ont eu lieu, quand on n'avait pas pris soin de bien purger les carneaux de gaz, avant d'y introduire le vent, cette précaution est assez difficile à observer dans les appareils Whitwell.

1914. Les appareils en brique à interversion occupent beaucoup de place, ce qui force, dans les usines existantes surtout, à les éloigner des tuyères, de sorte que l'air échauffé ne peut arriver à ces dernières qu'avec un notable abaissement de température ; les portevent sont en tôle et en fonte^ mais revêtus à l'intérieur d'un rang de briques qui a 0'',22 d'épaisseur ; malgré ces précautions il y a encore une perte sensible de la température, surtout quand le parcours est un peu long.

1915. Dans les appareils Whitwell ou Cowper, les gaz et l'air à chauffer parcourent successivement les mêmes carneaux. Si, pour bien faire brûler les gaz, il est nécessaire de les faire cheminer dans des carneaux d'assez large section, c'est le contraire qui convient pour bien chauffer l'air. Cette considération a été l'origine de la disposition proposée par M. Laurens et qui consiste à employer des cloisons céramiques percées de nombreux petits canaux dans lesquels circule l'air à échauffer, ces cloisons formant parement dans les carneaux parcourus par les gaz et auxquels on peut alors donner toute la largeur convenable ; l'appareil serait encore double et à jeu alternatif à cause de la perméabilité des poteries ; mais l'air de filtra tion qui passerait dans les carneaux du gaz, serait, ou utiUsé, ou maintenu stagnant dans ces carneaux au moyen d'un jeu de régis-

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très très-facile à concevoir; enjoignant un parcours horizontal des gaz à ces dispositions qui diminueraient la quantité de briquetage employée actuellement, et en évitant les changements brusques de direction, on rendrait probablement inutiles les très-hautes cheminées actuellement employées.

1916. Le même ingénieur a proposé de n'employer les appareils céramiques que comme surchauSeurs de l'air qui aurait été préala* blement porté à 300"" environ dans un appareil à air chaud en fonte, distinct et disposé convenablement. On pourrait ainsi utiliser les appareils en fonte déjà installés dans les usines ; les surchaulleurs céramiques pourraient avoir une surface de chauffe bien moindre ; on chaufferait les appareils en fonte au moyen des gaz qui auraient préalablement circulé dans les appareils en briques.

1917. Le besoin de produire des températures élevées dans un grand nombre d'opérations industrielles a mené à chauffer non-seulement Tair de la combustion , mais encore le combustible lui-même. On espérait que Texcès de température ainsi obtenu s'ajouterait à la température de la combustion; d'autre part, un grand nombre des opérations dont il s'agit ne permettant pas l'utilisation méthodique de la chaleur, les produits de la combustion sortent des appareils à une température voisine de celle de la combustion elle-même ; en utilisant ces produits à chauffer Fair et le combustible, on pensait pouvoir les porter ainsi avant leur action réciproque à une température presque égale à celle de la combustion et arriver ainsi à une élévation de température pour ainsi dire sans Ihnite ou qui du moins ne serait limitée que par l'état plus ou moins réfractaire des matériaux employés à la construction des appareils. Nous avons vu ce qu'il y avait d'erroné dans cette supposition qui ne tenait pas compte de la dissociation des produits de la combustion. Quoi qu'il en soit, cet échauffement, combiné avec la transformation préalable du combustible en gaz, fournit le moyen d'obtenir les plus hautes températures dont l'industrie dispose actuellement.

1918. Régénérateur Siemens. — Il consiste en général en quatre chambres où se trouvent empilées des briques réfractaires disposées en chicane {fig, 482) de façon à augmenter autant que possible la surface de chauffe, deux de ces chambres servent à chauffer Tair, les deux autres servent à chauffer les gaz produits au moyeu du gazogène Siemens que nous avons décrit précédemment (846) ; le chauffage est alternatif, les gaz brûlés qui sortent du four où s'est accomplie l'opération industrielle que Ton a en vue, se distribuent

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dans deux des chambres où ils pénètrent par la partie supérieure ; ils cèdent leur chaleur aux briques et sortent à la partie inrérieure de ces chambres pour se rendre dans une cheminée lorsqu'ils ont acquis une température inférieure à 150° ; on fait passer le courant des gai brûlés jusqu'à ce que les briques de la partie supérieure de la chambre possèdent une températm^ voisine de celle des gaz à l'arrivée ; quant aux couches basses de briques, leur lempérature ne dépasse pas 100' ; on arrête alors le courant des gaz brûlés au moyen

Fig. «î.

d'une valve disposée sur le conduit qui les amène, on change leur direction et on les envoie dans les deux aulres chambres, qu'ils échauOent comme les deux premières. L'air et les gaz du gazogène sont alors envoyés séparément dans chacune des deux chambres échauffées pour aller par des conduits spéciaux se réunir dans le four à chauffer, où a lieu la combustion. Quand la seconde paire de chambres est chauffée à son tour, on envoie les gaz brûlés dans la première paire au moyen d'un mouvement de la valve en sens contraire du précédent et on dirige l'air et les gaz du gazogène séparément dans chacune des chambres de la seconde paire en faisant mouvoir un système de valves placées sur les canaux qui les amènent.

Ces renversements des courants gazeux se font toutes les heures ou toutes les demi-heures; la régularité de la température obtenue est d'autant plus grande que ces renversements sont plus fréquents. Il y a d'ailleurs une perte de chaleur et de gaz à chaque renversement effectué, mais cette perte est faible. La température très-élevée qu'atteignent les briques placées dans les chambres des régénéra-

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teurs exige que ces briques soient très-réfractaires ; on les fait au moyen de l'argile de Dinas (pays de Galles), qui est presque exclu* sivemenl composée de silice, on y ajoute, pour faire la pâte, 1 p. 100 de chaux et une quantité d'eau suffisante pour le moulage par pression. La chaux sert de Hen à la cuisson. Les gaz du gazogène et ceux de la combustion arrivent dans les chambres plus ou moins chargés de poussière, il est donc nécessaire de recourir à des nettoyages plus ou moins fréquents ; à Saint-Gobain, ce nettoyage s'exécute, tous les six mois environ, en démolissant les empilages de briques qu'on remplace par d'autres; les briques enlevées sont ensuite nettoyées et triées et peuvent resservir en partie.

Quant aux dimensions à donner aux chambres, elles dépendent du volume que doivent avoir les empilages de briques : pour calculer ces données, il suffit de considérer que la chaleur spécifique des produits de la combustion de 1 kilogramme de houille est égale à environ 17 fois celle de la brique. En admettant que le renversement se fît toutes les heures, et en supposant un échauiTement des briques égal au refroidissement des gaz, il faudrait, pour absorber la chaleur de ceux-ci, un poids de briques égal à 17 fois celui de la houille brûlée, mais cette hypothèse est fajusse en ce que le surch autrement des briques est bien moindre et on emploie une quantité de briques égale à trois ou quatre fois celle qu'on obtient ainsi.

Quand nous nous sommes occupés des foyers à gaz, nous avons vu la nécessité qu'il y a, pour obtenir une bonne combustion, d'avoir toujours une certaine pression dans les fom*s. Cette pression est obtenue dans les appareils Siemens, de deux façons : r en faisant monter les gaz à la sortie du gazogène dans une cheminée de 0,S0 à 0,80 de côté, et qui doit avoir au moins 4",25 de hauteur, après quoi ces gaz circulent dans un tuyau horizontal en tôle, ayant au moins 6 mètres carrés de surface dans lequel ils se refroidissent ; un tuyau descendant amène les gaz froids dans les conduits distributeurs ; S"" en plaçant les régénérateurs à un niveau inférieur à celui du four. Ces régénérateurs forment alors cheminée et les gaz y prennent une vitesse qui se transforme en pression dans le four. 11 résulte de là différents inconvénients inhérents à l'appareil Siemens, à savoir : la perte d& chaleur due au refroidissement des gaz, la condensation des hydrocarbures dans ce refroidissement et enfin une grande difficulté de construction des fours dans le cas où les terrains sont aquifères.

1919. Régénérateur Ponsard. — Dans l'appareil Ponsard les gaz

venant du gazogène ne sont pas refroidis et montent direclement dans le four; l'air seul delà combustion est échauffé. Il est représenté figure 463; il est formé d'une seule chambre dans laquelle se trouvent disposées des cloisons verticales en terre réfractaire vues en coupe dans la ligure. Ces cloisons laissent entre elles des intervalles parcourus en ordre alternatif par les gaz brûlés et par l'air à chauffer ; de telle sorte que les gaz brûlés arrivant par le haut dans une chambre a parcourent les intervalles b, pour s'échapper par te conduit inférieur d; l'air froid arrive par les conduits c et s'échappe par le haut à travers les conduits c' ; pour augmenter la surface de chauffe les cloisons sont enlretoisées par des briques creuses qui mettent en communication d'une pari les intervalles où circule l'air, d'autre part, ceux où circulent les p; ^ga

gaz brûlés; réchauffement des gaz

est continu et méthodique. Les appareils Ponsard ne permettent pas d'atteindre des températures aussi élevées que les fours Siemens ; cela tient aux variations de compositions des gaz, et sans doute aussi au mélange probable des gaz brûlés avec l'air de ia combustion à travers les tissures nombreuses qui doivent nécessairement se manifester dans les joints des briques.