FR2476293A1

FR2476293A1 - High temp. furnace using forced convection heating - where turbo-blower and nozzles provide high velocity streams of hot gas travelling over workpieces

Info

Publication number: FR2476293A1
Application number: FR8003235A
Authority: FR
Inventors: Jean-Paul Houvion
Original assignee: FOURS INDLS CIE
Current assignee: FOURS INDLS CIE
Priority date: 1980-02-14
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1981-08-21
Also published as: FR2476293B1

Abstract

Furnace comprises at least one chamber, in which workpieces to be heated are located. The chamber is filled with a fluid, i.e. combustion gases and/or air, obtd. either via burners and/or electric heaters; and the gases flow through a mixing and acceleration appts. which recirculates the gases over the workpieces. Pref. the furnace is provided with both fuel burners and electric resistance heaters; and a turbo blower drives the hot gases into an acceleration box provided with a row of nozzles directing streams of hot gas and air onto the workpieces. Furnace provides high velocity streams of hot gas which rapidly heat the workpieces and the recirculation of the gases reduces energy consumption. Gases leaving a high temp. chamber can be circulated by a turbo blower and acceleration box in a preheating chamber, for further increasing thermal efficiency.

Description

La présente invention concorne un four pour le chauffa- ge par convection de pièces à traiter, comprenant au moins une chambre dans laquelle circule un fluide de chauffage des pièces, une unité de chauffage du fluide, et des moyens pour le brassage du fluide de cette unité vers les pinces
Dans les fours de chauffage par convection classiques, les pièces à traiter scglt mises en température qénéralemest par l'intermédiaire d'une turbine, ou d'un ventilateur, qui brasse un gaz d'une unité de chauffage comprenant des brt- leurs, à gaz ou à fuel, et/ u des résistances chauffantes, vers les pièces à traiter.La vitesse de montée en tempéra- ture des pièces dépend de ces noyons de chauffage, et elle est plus précisément une fonction de la vitesse des gaz chauds.The present invention relates to an oven for the convection heating of parts to be treated, comprising at least one chamber in which circulates a fluid for heating the parts, a unit for heating the fluid, and means for stirring the fluid of this unit to clamps
In conventional convection heating ovens, the parts to be treated are brought to a temperature generally by means of a turbine, or a fan, which stirs a gas from a heating unit comprising burners, at gas or fuel oil, and / or heating resistors, to the parts to be treated. The rate of temperature rise of the parts depends on these heating cores, and it is more precisely a function of the speed of the hot gases.

Du fait des sentions importantes de ces fours, et quelles que soient les caractéristiques des moyens de brassage, la vitesse des gaz reste relativerent faible. Because of the significant feelings of these ovens, and whatever the characteristics of the stirring means, the speed of the gases remains relatively low.

La présente invention vise donc à perfectionner les fours de chauffage connus, de manière à y accrottre la vi tes- se des gaz de chauffage
A cet effet, la présente invention concerne un four du type mentionné ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il com- porte des oyons agencés pour recevoir le fluide de chauffage des moyens de brassage et accélérer ce fluide.The present invention therefore aims to improve known heating ovens, so as to increase the damage to the heating gases.
To this end, the present invention relates to an oven of the type mentioned above, characterized in that it comprises oyons arranged to receive the heating fluid from the stirring means and to accelerate this fluid.

Grâce à l'accélération du fluide de chauffage par les moyens nouveaux de l'invention, la montée en température des pièces à traiter est également accélérée. Thanks to the acceleration of the heating fluid by the new means of the invention, the temperature rise of the parts to be treated is also accelerated.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens d'accélération du fluide de chauffage comprennent au moins un caisson au moins pourvu d'une ouverture d'entrée, dans laquelle débouchent les moyens de brassage, et une ouverture de sortie à section rétrécie. In a preferred embodiment of the invention, the means for accelerating the heating fluid comprise at least one box at least provided with an inlet opening, into which the stirring means open, and an outlet opening at narrowed section.

Le four de l'invention peut comporter une chambre do chauffage à haute température et une chambre de préchauffage à basse température, l'unité do chauffage étant disposée dans la chambre à haute température, les moyens de brassage et d'accélération du fluide de chauffage étant disposés dans la chambre à basse température pour faire circuler le fluide de la chambre à haute température vers la chambre à basse température, et à travers les moyens d'accélération, et préchauffer ainsi les pièces à traiter dans la chambre à basse température. The oven of the invention may comprise a high temperature heating chamber and a low temperature preheating chamber, the heating unit being arranged in the high temperature chamber, the means for stirring and accelerating the heating fluid. being arranged in the low temperature chamber to circulate the fluid from the high temperature chamber to the low temperature chamber, and through the acceleration means, and thus preheat the parts to be treated in the low temperature chamber.

Grâce à cet agencement du four de l'invention, on rdcu- père des calories des gaz de chauffage de la chambre à haute température pour préchauf fer les pièces à traiter, ce qui permet une économie d'énergie très appréciable. Thanks to this arrangement of the oven of the invention, the calories of the heating gases of the chamber at high temperature are reduced to preheat the parts to be treated, which allows a very appreciable energy saving.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation du four de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel
- la figure 1 est une vue en coupe de la partie essentielle d'une première forme de réalisation, à une chambre, du four de l'invention, et
- la figure 2 est une vue en coupe de la partie essentielle d'une deuxième forme de réalisation, à deux chambres, à haute et basse températures, du four de l'invention.The invention will be better understood using the following description of two embodiments of the oven of the invention, with reference to the appended drawing, in which
FIG. 1 is a sectional view of the essential part of a first embodiment, with one chamber, of the oven of the invention, and
- Figure 2 is a sectional view of the essential part of a second embodiment, with two chambers, at high and low temperatures, of the oven of the invention.

En référence à la figure 1, le four 1 de l'invention comporte une chambre à haute température 2, des brûleurs 3, à gaz ou au fuel, et des résistances chauffantes 4 constituant une unité de chauffage, dont les différentes sources d'alimentation ne sont pas représentées, une turbine 5 et un caisson d'accélération 6. Referring to Figure 1, the oven 1 of the invention comprises a high temperature chamber 2, burners 3, gas or oil, and heating resistors 4 constituting a heating unit, including the various power sources not shown, a turbine 5 and an acceleration box 6.

Une charge 7, formée de pièces à traiter, est disposée dans la chambre 2. A load 7, formed of parts to be treated, is placed in the chamber 2.

L'unité de chauffage aurait pu ne comporter soit que des brûleurs soit que des résistances de chauffage de l'air contenu dans la chambre 2 du four 1. I1 est également tout à fait possible de prévoir d'autres sources de chaleur. The heating unit could have included either only burners or heating elements for the air contained in the chamber 2 of the oven 1. It is also quite possible to provide other sources of heat.

Dans l'exemple représenté, les broyeurs 3 sont situés en votre (8), mais on peut aussi utiliser des brûleurs en sole (9). In the example shown, the shredders 3 are located in your (8), but one can also use bottom burners (9).

La turbine 5, située en votez peut être du type centrifuge, comme dans l'exemple représenté, ou hélicoïde. Il est même possible de remplacer la turbine par un simple ventilateur. En outre, ces moyens de brassage, ou de mise en circulation de fluide, peuvent strie encore situés en sole ou sur les parois latérales du four. The turbine 5, located in vote can be of the centrifugal type, as in the example shown, or helical. It is even possible to replace the turbine with a simple fan. In addition, these stirring means, or circulating fluid, may still streak located at the bottom or on the side walls of the oven.

Le caisson 6 est pourvu d'une ouverture d'entrée 10, dans laquelle débouche l'ouverture de refoulement Il de la turbine 5, et d'une série d'ouvertures de sortie 12, à section rétrécie, qui peuvent être formées par des éjecteurs, buses, ajutages ou tuyères, et orientées vers la charge 7. The box 6 is provided with an inlet opening 10, into which the discharge opening II of the turbine 5 opens, and with a series of outlet openings 12, of narrowed section, which can be formed by ejectors, nozzles, nozzles or nozzles, and oriented towards the load 7.

Le caisson 6 est, par exemple, en acier inoxydable, sa forme, ses dimensions et sa position n'étant pas limita- tives de l'invention. Il peut entre situé au-dessus de la charge, mais également en dessous ou sur le c8té. Lorsqu'il est disposé au-dessus des pièces à chauffer, comme dans l'exemple représenté, les ouvertures de sortie 12 sont situées à sa partie inférieure 13. The box 6 is, for example, made of stainless steel, its shape, its dimensions and its position not being limiting of the invention. It can be located above the load, but also below or on the side. When it is placed above the parts to be heated, as in the example shown, the outlet openings 12 are located at its lower part 13.

Une cheminée, non représentée, débouche dans la chambre 2 du four 1, pour l'évacuation des produits de combustion. A chimney, not shown, opens into the chamber 2 of the oven 1, for the evacuation of the combustion products.

Le four 1 ayant été décrit, abordons maintenant son fonctionnement
S'agissant de brtleurs, un gaz chaud est introduit dans la chambre 2 du four 1 par les brtleurs 3. Le gaz chaud est aspiré par la turbine 5, par son ouverture d'aspiration 14, pour être refoulé, par l'ouverture 1t, dans le caisson 6, où il est donc mis en pression, avant d'acquérir, dans les éjecteurs 12, une grande vitesse, et d'être encore accéléré à la sortie de ces éjecteurs pour être alors dirigé à très grande vitesse sur les pièces 7 à traiter. A cet égard, la forme des ouvertures de sortie 12 du caisson 6 est déter minée pour que la vitesse du gaz, à la sortie de ces ouvertures, soit maximale. Par ailleurs, la répartition de ces ouvertures 12 à la partie inférieure du caisson 6 est telle que l'élévation de température des pièces 7 est homogène.The oven 1 having been described, let us now approach its operation
In the case of burners, a hot gas is introduced into the chamber 2 of the oven 1 through the burners 3. The hot gas is sucked in by the turbine 5, through its suction opening 14, to be discharged, through the opening 1t , in the box 6, where it is therefore put under pressure, before acquiring, in the ejectors 12, a high speed, and being further accelerated at the outlet of these ejectors to then be directed at very high speed on the parts 7 to be treated. In this regard, the shape of the outlet openings 12 of the box 6 is determined so that the speed of the gas, at the outlet of these openings, is maximum. Furthermore, the distribution of these openings 12 at the bottom of the box 6 is such that the temperature rise of the parts 7 is homogeneous.

Dans le cas de grands fours, oti le nombre d'ouvertures de sortie du caisson d'accélération est important, il est préférable d'utiliser plusieurs turbines ou ventilateurs de brassage, par exemple en parallèle sur le caisson, afin d'assurer une pression dynamique dans le caisson qui soit compatible avec les débits de fluide chaud à la sortie des ouvertures d 'accélération. In the case of large ovens, oti the number of outlet openings of the acceleration box is important, it is preferable to use several turbines or stirring fans, for example in parallel on the box, in order to ensure a pressure dynamic in the box which is compatible with the hot fluid flow rates at the outlet of the acceleration openings.

On peut également disposer d'une batterie de caissons. It is also possible to have a battery of boxes.

Le four 20, représente sur la figure 2, comporte une chambre à haute température 21, dans laquelle sont disposées des pièces 22 déjà préchauffées et dont il faut poursuivre la montée en température, une chambre à basse température 23, dans laquelle sont disposées d'autres pièces 24 à préchauffer, ainsi qu'une turbine 25 et un caisson 26 d'accé- lération du gaz de chauffage, agencés et disposés comme ceux de la chambre unique du four de la figure 1. Unecheoei- née 27 pour l'évacuation des gaz de combustion débouche dans la chambre à basse température 23. The oven 20, represented in FIG. 2, comprises a high temperature chamber 21, in which are already preheated pieces 22 and the temperature rise of which must be continued, a low temperature chamber 23, in which are arranged other parts 24 to be preheated, as well as a turbine 25 and a casing 26 for accelerating the heating gas, arranged and arranged like those of the single chamber of the oven of FIG. 1. Unecheoeine 27 for the evacuation combustion gases open into the low-temperature chamber 23.

On notera que le four 20 de la figure 2 se distingue du four 1 de la figure 1 par le fait que les broyeurs 28 ddbouchent dans la chambre à haute température 21 alors que la turbine de brassage 25 et le caisson d'accélération 26 sont situés dans la chambre à basse température 23. It will be noted that the furnace 20 of FIG. 2 is distinguished from the furnace 1 of FIG. 1 by the fact that the grinders 28 open into the high temperature chamber 21 while the stirring turbine 25 and the acceleration chamber 26 are located in the low temperature chamber 23.

L'intérêt du four 20 de la figure 2 réside dans le fait qu'on récupère une grande partie des calories de la chambre à haute température pour préchauffer les pièces à traiter dans la chambre à basse température. The advantage of the oven 20 of FIG. 2 lies in the fact that a large part of the calories from the high temperature chamber are recovered to preheat the parts to be treated in the low temperature chamber.

Ainsi, les gaz chauds,-par exemple à 9000C, provenant de la chambre 21 constituent les moyens de chauffage de la chambre 23, disposée à l'avant de la chambre 21. La turbine 25 aspire ces gaz chauds et les refoule dans le caisson 26. Thus, the hot gases, for example at 9000C, coming from the chamber 21 constitute the heating means of the chamber 23, arranged at the front of the chamber 21. The turbine 25 sucks these hot gases and discharges them into the box 26.

Par les éjecteurs du caisson 26, ces gaz sont dirigés à grande vitesse sur les pièces 24 et les chauffent par convection, par exemple jusqu' 500 C Après avoir cédé leurs calories aux pièces 24, les gaz sont évacués par la cheminée 27, à basse température. By the ejectors of the box 26, these gases are directed at high speed to the parts 24 and heat them by convection, for example up to 500 C. After having transferred their calories to the parts 24, the gases are evacuated by the chimney 27, at low temperature.

Claims

1.- Oven for the convection heating of parts to be treated, comprising at least one chamber in which circulates a fluid for heating the parts, a unit for heating the fluid, and means for mixing the fluid from this unit to the parts, characterized in that it comprises means arranged to receive the heating fluid from the stirring means and to accelerate this fluid.

2. Oven according to claim 1, wherein the means. do heating and acceleration of the heating fluid and the heating unit are arranged in the same chamber of the oven.

3. An oven according to claim 1, in which the means for stirring and accelerating the heating fluid are arranged in a first chamber and the heating unit in a second chamber.

4.- Oven according to one of claims 1 to 3, wherein the means for accelerating the heating fluid comprises zains at least one box provided with an inlet opening, into which open the stirring means , and an outlet opening with a narrowed section.

5. An oven according to claim 4, in which the outlet opening with a narrowed section is oriented towards the parts to be treated.

6.- Oven according to one of claims 4 and 5, in which the box co-carries a series of inlet openings into which a series of stirring means respectively open.

7.- Oven according to one of claims 4 to 6, in which the box has outlet openings formed by ejectors, or nozzles.

8.- Oven according to one of claims 1 to 7, wherein the stirring means comprise at least one turbine.

9.- Oven according to one of claims 1 to 7, wherein the heating unit comprises at least burners.