Procédé de réglage du flux de fluide de séchage

Abstract

 Procédé de réglage du flux de fluide chaud passant d'une part au travers de produits creux (4) posés sur un support (3) et d'autre part par les passages (9) se trouvant autour de ces produits, consistant à obturer de manière ajustable lesdits passages (9) en disposant sur le support (3), après la mise en place des produits (4),des obstacles (10) constitués par une couche plus ou moins épaisse de matière.

Description

[0001] La présente invention est relative aux problèmes rencontrés du fait de la circulation des flux de fluides de cuisson et/ou de séchage dans les installations de cuisson et/ou de séchage.

[0002] La présente invention concerne un procédé de réglage de flux de fluide tel que de l'air chaud ou des gaz chauds issus d'une combustion, pour la cuisson, le séchage ou autres de pièces en céramique technique ou en terre cuite traversées par des alvéoles. Usuellement, ces produits sont disposés sur des supports ou grilles, les supports ainsi chargés étant ensuite placés dans une enceinte dans laquelle on insuffle de l'air chaud de sorte que lesdites alvéoles soient parallèles à la direction de circulation de l'air chaud.

[0003] L'air chaud circule alors d'une part dans les alvéoles et d'autre part entre les produits.

[0004] Il s'avère que la perte de charge subie par le flux d'air circulant dans les alvéoles est considérablement supérieure à celle provoquée par le passage de l'air autour des produits, de sorte que le flux d'air chaud a tendance à se diriger là où la résistance à l'écoulement est la plus faible et cela au point que l'on estime que pour une section donnée, le flux d'air passant entre les produits est jusqu'à quinze fois plus important que celui passant à l'intérieur des produits. Cela conduit à un important gaspillage d'énergie et à une hétérogénéité du flux traversant les produits, principalement lorsque le chargement des produits varie, notamment lorsque leurs dimensions changent.

[0005] Dans les dispositifs dans lesquels les produits sont disposés avec leurs alvéoles orientées perpendiculairement au support pour lesquels l'air traverse lesdits produits et ledit support, il est connu de déterminer les caractéristiques de la porosité dudit support de manière à rééquilibrer partiellement les pertes de charges de l'air entre l'intérieur et l'extérieur des produits. Ce système d'équilibrage ne permet jamais d'obtenir un flux homogène car la perte de charge dans le support s'ajoute toujours à la perte de charge dans les alvéoles. Plus forte est la perte de charge dans le support, plus faible est l'écart entre l'intérieur et l'extérieur des produits. L'inconvénient majeur est que la puissance consommée par le système de ventilation s'accroît.

[0006] Le rapport des débits d'air internes et externes aux produits varie beaucoup avec les pertes de charges du support et les produits, on rencontre des valeurs allant de 1/2 à 1/10.

[0007] Il en est de même pour toutes les opérations qui utilisent un courant d'air chaud, que ce soit pour le traitement de pièces de céramique technique telles que des filtres, support de catalyseur à structure alvéolaire ou encore pour des opérations de déshuilage, d'élimination de liants organiques ou même de cuisson.

[0008] Dans certaines utilisations, telle que celle décrite dans le brevet DE 22 52 976, des parois sont prévues de part et d'autre de chacun des objets à traiter de manière à forcer une circulation de l'air chaud le long des faces externes desdits objets.

[0009] Pour d'autres utilisations, telle que celle décrite dans le brevet NL 273 332, seul l'espace interne des produits doit être parcouru par le courant d'air chaud. Dans ce cas, un cache est positionné sur le support, autour des produits à traiter, afin de canaliser la circulation de l'air chaud à l'intérieur des alvéoles desdits produits en empêchant toute circulation d'air entre lesdits produits.

[0010] Un tel dispositif permet d'augmenter l'efficacité de l'installation de manière tout à fait intéressante mais présente l'inconvénient de nécessiter un cache de forme appropriée aux dimensions du support, à la forme et au nombre des produits mis en place sur ledit support.

[0011] Il en résulte qu'il est nécessaire de prévoir, de stocker et de manutentionner autant de caches qu'il y a de configurations support / objets possibles.

[0012] La présente invention a pour objet de remédier à cet état de fait en proposant la réalisation d'un cache facilement auto-adaptable à l'installation et aux produits mis en oeuvre.

[0013] Le procédé de réglage du flux de fluide chaud passant d'une part au travers de produits creux posés sur le support et d'autre part par les passages se trouvant autour de ces produits, consistant à obturer de manière ajustable lesdits passages en disposant sur le support, après la mise en place des produits, des obstacles constitués par une couche plus ou moins épaisse de matière.

[0014] Le procédé selon l'invention est encore remarquable en ce que :

• lorsque les produits sont disposés sur le support avec leurs alvéoles positionnées perpendiculairement audit support, les obstacles sont positionnés à la base des passages se trouvant entre les produits,
• lorsque les produits sont disposés sur le support avec leurs alvéoles positionnées parallèlement audit support, des flancs sont positionnés le long des bords longitudinaux du support et chaque obstacle est formé transversalement entre lesdits flancs,
• un obstacle est constitué transversalement sur chaque rangée de produits,
• chaque obstacle est composé de portions remplissant les espaces entre les produits sur lesquels il est placé, de portions remplissant les espaces libres entre les produits disposés sur le côté et les flancs et d'une couche s'étendant sur la face supérieure des produits,
• la matière constituant les obstacles est constituée par des éléments tridimensionnels tels que granulats, billes, cubes ou autres polyèdres,
• la dimension des éléments est supérieure à celle des mailles du support,
• lorsque la dimension des éléments est inférieure à celle des mailles du support, un support supplémentaire, poreux à l'air, est disposé sur le support avant la mise en place des produits à sécher,
• l'épaisseur « h » de la couche d'éléments règle la quantité d'air pouvant circuler dans les passages,
• lorsque les passages sont obturés à leur base par une couche de pâte ou de liquide visqueux, un support supplémentaire poreux à l'air est disposé sur le support avant la mise en place des produits à traiter pour retenir ladite pâte ou ledit liquide visqueux.

[0015] Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour toute opération employant un fluide d'air chaud tel que : séchage de produits crus avant cuisson, de pièces en nid d'abeille, de catalyseurs à structure alvéolée ; déshuilage ; élimination de liants organiques ou même de cuisson, la matière des obstacles et du support étant choisie pour résister aux températures de traitement.

[0016] L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 représente une installation mettant en oeuvre une première variante de réalisation de l'invention,
• les figures 2 à 4 sont des vues respectivement en perspective, de face et de dessus d'un empilement de produits destinés à être traités mettant en oeuvre une seconde variante de réalisation de l'invention,
• la figure 5 montre un exemple de produit destiné à être mis en oeuvre dans l'invention.

[0017] Le procédé selon la présente invention consiste à obturer de manière réglable les passages où l'air peut passer entre les produits creux à sécher, de sorte que la totalité ou quasi-totalité de l'air de séchage soit obligée de passer à l'intérieur desdits produits.

[0018] La disposition représentée à la figure 1 est constituée par une enceinte 1 à l'intérieure de laquelle se trouve une deuxième enceinte 2, dans laquelle se trouve un support 3 portant les produits à sécher 4.

[0019] Dans la variante de mise en oeuvre de l'invention représentée à la figure 1, les produits 4 sont disposés sur le support 3 avec leurs alvéoles positionnées verticalement. Les alvéoles sont alors disposées parallèlement à la direction F de circulation de l'air de traitement et perpendiculairement au support 3.

[0020] L'enceinte 2 est alimentée en un flux d'air de séchage par des orifices 5. Après avoir traversé le support 3, cet air de séchage sort de l'enceinte 2 par les orifices 6 dans l'enceinte 1 d'où il est évacué par l'orifice de sortie 7. Un ventilateur 8 peut être disposé pour accélérer la circulation du flux d'air de séchage.

[0021] Le procédé selon l'invention consiste à diminuer considérablement, voire même à supprimer complètement le flux d'air qui passe entre les produits 4, pour arriver directement par les espaces 9 aux mailles du support 3.

[0022] Pour cela on dispose des obstacles 10 plus ou moins épais à la base des espaces 9, après la mise en place des produits 4.

[0023] Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, les obstacles 10 sont constitués par des éléments tridimensionnels tels que des billes, cubes, granulats, polyèdres ou des objets 12 tels que celui représenté à la figure 5. L'objet 12 a une forme similaire aux blocs de béton connus sous la marque CORE-LOC ™ destinés à la confection de jetées ou de brise-lames.

[0024] Les dimensions des éléments tridimensionnels mis en oeuvre pour constituer les obstacles 10 peuvent être supérieures à celles des mailles du support 3 afin de ne pas passer au travers.

[0025] Mais alors, ces dimensions sont telles que les espaces qui existent entre ces éléments sont importants ; de sorte qu'ils ne freinent pas le flux d'air de façon suffisante.

[0026] Pour améliorer ce freinage, il faut choisir des éléments de plus petites dimensions, mais alors il est nécessaire de disposer un moyen pour les empêcher de passer au travers du support 3.

[0027] Pour cela on pose sur le support 3 un support supplémentaire 11 poreux, de faible épaisseur.

[0028] Les produits 4 ainsi que les obstacles 10 sont posés sur ce support supplémentaire 11. On peut alors utiliser des éléments de petites dimensions, des billes de faible diamètre dans l'exemple représenté ; de sorte que les interstices entre lesdites billes seront faibles. La hauteur « h » de l'épaisseur de la couche de billes permet de régler l'importance du flux d'air qui va passer entre les billes.

[0029] Il est ainsi possible de régler la quantité d'air qui va passer par les passages 9 par rapport à la quantité d'air qui va passer à travers les produits 4 par leurs alvéoles.

[0030] Selon un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut déposer sur le support supplémentaire 11 une pâte ou un liquide suffisamment visqueux pour ne pas pouvoir traverser ledit support 11. Dans ce cas, il n'y a plus aucun flux d'air passant par les passages 9 qui sont complètement obturés à leur base.

[0031] Le support 11 peut être en tout matériau approprié, par exemple, un mat de fibres textiles non tissées ou une mousse, organique ou céramique.

[0032] Une fois le séchage terminé, on enlève les produits 4 par les moyens de manutention usuels et on évacue les billes ou granulats constituant les obstacles 10 par balayage ou aspiration.

[0033] Lorsqu'on utilise un liquide visqueux, on l'élimine par aspiration.

[0034] Lorsqu'on utilise une pâte, on l'enlève au moyen de racleurs après avoir retiré les produits 4.

[0035] Dans la variante de mise en oeuvre de l'invention représentée aux figures 2 à 4, les produits 40 sont disposés sur le support 3 avec leurs alvéoles 41 positionnées horizontalement. Les alvéoles sont alors parallèles à la direction F de circulation de l'air de traitement et à la surface du support 3.

[0036] Cette disposition horizontale des produits 4 facilite la création d'empilements de supports 3 portant des produits 40 et permet le traitement simultané d'un grand nombre de produits 40 disposés en couches superposées.

[0037] Dans une telle disposition, l'air de traitement peut circuler dans les espaces 9 laissés libres entre les produits 40 comme dans la disposition représentée à la figure 1, mais également pour chaque couche de produits, dans des interstices existants inévitablement entre les faces supérieures desdits produits 40 et le support 3 positionné sur eux pour soutenir une seconde couche de produits 40.

[0038] Afin de résoudre le problème de la perte d'efficacité de l'installation, l'invention propose de constituer des obstacles 100 interdisant ou réduisant le passage de l'air à la fois dans les espaces 9 et dans lesdits interstices.

[0039] A cet effet, après la pose des produits 40 sur le support 3, de la matière est déversée de manière à former un obstacle 100 disposé transversalement par rapport à la direction F de circulation de l'air.

[0040] Comme visible au dessin, des flancs 30 sont positionnés le long des bords longitudinaux du support 3 et chaque obstacle 100 s'étend transversalement entre lesdits flancs 30. Un obstacle 100 est constitué transversalement sur chaque rangée de produits 40, par exemple globalement sur la partie centrale desdits produits.

[0041] Chaque obstacle 100 est composé de portions 109 remplissant les espaces 9 entre les produits 40 sur lesquels il est placé, de portions 108 remplissant les espaces libres entre les produits 40 disposés sur le côté et les flancs 30 et d'une couche 110 s'étendant sur la face supérieure des produits 40.

[0042] Le support 3 destiné à porter une autre couche de produits 40 est positionné à plat sur le dessus des obstacles 100. L'intervalle 90 qui est ainsi créé entre les faces supérieures des produits 40 et le support 3 du niveau supérieur est obturé par les obstacles 100.

[0043] Les obstacles 100 peuvent, comme décrit précédemment, être constitués par des éléments tridimensionnels de formes et de dimensions adaptées à la perte de charge souhaitée autour des produits 40.

[0044] Dans cette forme de réalisation les éléments tridimensionnels tels que l'objet 12 représenté à la figure 5 sont particulièrement adaptés car leurs formes permettent la constitution de tas stables à pente importante ce qui réduit le nombre d'objets à mettre en oeuvre pour la formation de chaque obstacle.

[0045] La présente invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits qui concernent le séchage de produits crus avant leur cuisson.

[0046] Ce procédé peut en effet être utilisé pour des opérations de déshuilage, d'élimination de liants organiques ou de cuisson.

[0047] Il est fréquent lorsque l'on fabrique par extrusion des produits en nid d'abeilles, d'utiliser de l'huile pour faciliter l'extrusion. Il faut alors éliminer cette huile ce qui requiert un flux d'air à une température typiquement comprise entre 80° et 140°.

[0048] De même, pour éliminer les liants organiques on utilise un flux d'air à une température comprise entre 170° et 400° et, pour les liants carbonés à une température comprise entre 400° et 800°.

[0049] On peut même utiliser ce procédé pour la cuisson de pièces en céramique technique ou de produits en terre cuite.

[0050] Il faut alors employer pour les pièces 4, 40 des produits résistants aux températures employées.

[0051] Dans le cas particulier de la cuisson à haute température, il faudra pour les billes 10 ou analogue employer des produits en céramique et pour le support supplémentaire 11, des produits pouvant résister auxdites températures tel que le support en mousse de céramique décrit dans le brevet FR 2 794 632.

Revendications

1. Procédé de réglage du flux de fluide chaud passant d'une part au travers de produits creux (4, 40) posés sur un support (3) et d'autre part par les passages (9, 80, 90) se trouvant autour de ces produits, consistant à obturer de manière ajustable lesdits passages (9, 80, 90) en disposant sur le support (3), après la mise en place des produits (4),des obstacles (10, 100) constitués par une couche plus ou moins épaisse de matière.

2. Procédé selon la revendication 1, selon lequel, lorsque les produits (4) sont disposés sur le support (3) avec leurs alvéoles positionnées perpendiculairement audit support (3), les obstacles (10) sont positionnés à la base des passages (9) se trouvant entre les produits (4).

3. Procédé selon la revendication 1, selon lequel, lorsque les produits (40) sont disposés sur le support (3) avec leurs alvéoles positionnées parallèlement audit support (3), des flancs (30) sont positionnés le long des bords longitudinaux du support (3) et chaque obstacle (100) est formé transversalement entre lesdits flancs (30).

4. Procédé selon la revendication 3, selon lequel un obstacle (100) est constitué transversalement sur chaque rangée de produits (40).

5. Procédé selon la revendication 3 ou selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque obstacle (100) est composé de portions (109) remplissant les espaces (9) entre les produits (40) sur lesquels il est placé, de portions (108) remplissant les espaces libres entre les produits (40) disposés sur le côté et les flancs (30) et d'une couche (110) s'étendant sur la face supérieure des produits (40).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel la matière constituant les obstacles (10, 100) est constituée par des éléments tridimensionnels tels que granulats, billes, cubes ou autres polyèdres.

7. Procédé selon la revendication 6, selon lequel la dimension des éléments est supérieure à celle des mailles du support (3).

8. Procédé selon la revendication 6, selon lequel la dimension des éléments est inférieure à celle des mailles du support (3), et un support supplémentaire (11), poreux à l'air, est disposé sur le support (3) avant la mise en place des produits à sécher (4, 40).

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l'épaisseur « h » de la couche d'éléments règle la quantité d'air pouvant circuler dans les passages (9, 80, 90).

10. Procédé selon la revendication 2, selon lequel les passages (9) sont obturés à leur base par une couche de pâte ou de liquide visqueux, un support supplémentaire(11) poreux à l'air étant disposé sur le support (3) avant la mise en place des produits à traiter pour retenir ladite pâte ou ledit liquide visqueux.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il peut être utilisé pour toute opération employant un fluide d'air chaud tel que : séchage de produits crus avant cuisson, de pièces en nid d'abeille, de catalyseurs à structure alvéolée ; déshuilage ; élimination de liants organiques ou même de cuisson, la matière des obstacles (10, 100) et du support supplémentaire (11) étant choisie pour résister aux températures de traitement.

Dessins