Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
INJECTION OF FLUID INTO A FURNACE FEEDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/106303
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a furnace feeder (1) comprising a cylinder (4) defining a direction of feeding X, into the furnace (3), of a composition (2) of vitrifiable materials, and a body (6) for guiding the composition (2) towards the furnace (3) in the feeding direction X, said guiding body (6) being at least partially arranged in the cylinder (4). Particularly, such a furnace feeder (1) comprises at least one injector (5) for injecting a fluid into the cylinder (4).

Inventors:
GUILLET, Antoine (6 Rue Riquet, PARIS, PARIS, 75019, FR)
LOPEPE, Frédéric (4 Rue Guichard, Appt 202, ROSNY SOUS BOIS, 93110, FR)
CHESNEL, Sébastien (10 T Rue des Gôts, ANGOULEME, 16000, FR)
RANZANI DA COSTA, Andrea (53 Boulevard Montaigut – 3ème étage D, CRETEIL, CRETEIL, 94000, FR)
Application Number:
FR2018/053040
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 29, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SAINT-GOBAIN ISOVER (18 Avenue d'Alsace, COURBEVOIE, COURBEVOIE, 92400, FR)
International Classes:
C03B3/00; C03B5/167; F27D3/08
Domestic Patent References:
WO2013132184A12013-09-12
WO2000061273A22000-10-19
Foreign References:
US20090158777A12009-06-25
US20140007622A12014-01-09
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SAINT-GOBAIN RECHERCHE (Département Propriété Industrielle, 39 Quai Lucien Lefranc, AUBERVILLIERS, 93300, FR)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS

1. Enfourneuse (1) pour l'enfournement d'une composition (2) de matières vitrifiables dans un four (3) de fusion de celles-ci, ladite enfourneuse (1) comprenant au moins :

• un fourreau (4) définissant une direction d'enfournement (X) de la composition (2) dans le four (3), et

• un organe d'acheminement (6) de la composition (2) vers le four (3) selon la direction d'enfournement (X), cet organe d'acheminement (6) étant au moins en partie agencé dans le fourreau (4),

ladite enfourneuse (1) étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un injecteur (5) adapté pour injecter un fluide dans ledit fourreau (4).

2. Enfourneuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit fluide est un gaz, préférentiellement de l'air.

3. Enfourneuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de mesure d'au moins une valeur d'une variable physique impactée par le fonctionnement de l'enfourneuse (1), ladite variable physique étant préférentiellement choisie parmi :

• le couple fourni par une unité motorisée d'entraînement (7) dudit organe d'acheminement (6),

• la température au sein du fourreau (4) au niveau de son extrémité la plus en amont,

· la concentration en gaz issu de la combustion au sein du fourreau (4), par exemple en dioxyde de carbone, en dioxygène, en méthane et/ou en monoxyde de carbone,

• La pression au sein du fourreau (4).

4. Enfourneuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit injecteur est adapté pour injecter directement ledit fluide à proximité de l'extrémité du fourreau destinée à être agencée à proximité du four.

5. Enfourneuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité d'injecteurs (5) adaptés pour injecter un fluide dans ledit fourreau (4).

6. Enfourneuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit au moins un injecteur (5) est incliné vers l'extrémité du fourreau destinée à être agencée à proximité du four.

7. Enfourneuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit injecteur est adapté pour injecter ledit fluide a une pression relative comprise entre 1 x 105 et 1 x 106 Pa, préférentiellement entre 1 c 105 et 5 x 105 Pa, préférentiellement entre 2 c 105 et 4 x 105 Pa.

8. Enfourneuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit fluide est adapté pour permettre à ladite composition (2) de rester en dehors de son domaine d'explosivité.

9. Installation (10) de fusion de matières vitrifiables comprenant :

• un four (3) de fusion de matières vitrifiables équipé d'un orifice d'enfournement situé en flanc de cuve, préférentiellement en dessous du niveau théorique du verre liquide défini par la position du déversoir du verre liquide, et

• une enfourneuse (1) selon l'une des revendications précédentes, une extrémité du fourreau (4) de l'enfourneuse (1) étant ouverte sur l'orifice d'enfournement.

10. Utilisation d'une installation (10) selon la revendication 9 pour la fusion de matières vitrifiables.

11. Procédé de contrôle d'une enfourneuse (1) selon l'une des revendications 1 à 8, à partir d'au moins une valeur d'une variable physique impactée par le fonctionnement de l'enfourneuse (1), ladite variable physique étant préférentiellement choisie parmi :

• le couple fourni par une unité motorisée d'entraînement (7) dudit organe d'acheminement (6), • la température au sein du fourreau (4) au niveau de son extrémité la plus en amont,

• la concentration en gaz issu de la combustion au sein du fourreau (4), par exemple en dioxyde de carbone et/ou en monoxyde de carbone.

• la pression au sein du fourreau (4),

ledit procédé de contrôle comprenant au moins les étapes suivantes :

• comparer (SI) ladite valeur mesurée avec au moins une valeur seuil, et

• émettre (S2) une instruction d'injection de fluide,

• commander (S3) ledit au moins un injecteur (5).

12. Procédé de contrôle selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit fluide est injecté à une pression relative comprise entre 1 c 105 et 1 x 106 Pa, préférentiellement entre 1 c 105 et 5 x 105 Pa, préférentiellement entre 2 c 105 et 4 x 105 Pa.

13. Système (20) de contrôle d'une enfourneuse (1) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant un module de traitement (21) adapté pour :

• comparer (SI) au moins une valeur d'une variable physique impactée par le fonctionnement de l'enfourneuse (1) avec au moins une valeur seuil,

• émettre (S2) une instruction d'injection de gaz.

14. Programme d'ordinateurs téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support d'enregistrement adapté pour être lu par un ordinateur et/ou exécuté par un processeur, comprenant un code d'instructions pour mettre en œuvre un procédé de contrôle selon l'une des revendications 11 et 12.

15. Support d'enregistrement informatique, sur lequel est enregistré un programme d'ordinateurs selon la revendication 14.

Description:
INJECTION DE FLUIDE DANS UNE ENFOURNEUSE

La présente invention concerne une enfourneuse pour four verrier, une installation intégrant un tel four ainsi qu'une telle enfourneuse, et l'utilisation d'une telle installation pour la fusion d'une composition de matières vitrifiables. Sont plus particulièrement visées les installations de formage de verre plat comme les installations float ou de laminage, mais aussi les installations de formage de verre creux du type bouteille, flacon, et plus particulièrement les installations de formage de fibres de verre du type laine minérale d'isolation thermique ou phonique ou encore de fils de verre textile dits de renforcement.

L'invention concerne également un système de contrôle d'une telle enfourneuse ainsi que le procédé de contrôle, le programme d'ordinateur et le support d'enregistrement informatique associés.

Les installations de fusion sont équipées d'un dispositif de chargement d'une composition de matières vitrifiables dans un four verrier. Ces matières vitrifiables sont généralement du type oxyde, et comprennent généralement au moins 30% en masse de silice, telle qu'un verre ou un silicate comme un silicate d'alcalin et/ou d'alcalino-terreux. Le verre peut notamment être silicosodocalcique ou être de la roche souvent appelée « verre noir » par l'homme du métier. Les termes « matières vitrifiables » et « matières premières » visent donc à englober les matières nécessaires à l'obtention d'une matrice vitreuse (ou céramique ou vitrocéramique), tels que le sable silicique, la roche, les laitiers de hauts fourneaux, mais également tous les additifs (additifs d'affinage), les déchets de déconstruction (incluant des fibres minérales), tous les combustibles liquides ou solides éventuels (plastique de matériau composite ou non, matières organiques, charbons), et tout type de calcin. Dans la description, les expressions « verre liquide » et « bain de verre » désignent le produit de la fusion de ces matières vitrifiables.

Les dispositifs de chargement, également nommés « enfourneuses », appartiennent classiquement à l'un des deux groupes suivants :

• Les enfourneuses émergées à tiroir ou à poussoir installées sur une niche, appelée « dog house », extérieure au bassin de fusion, • Les enfourneuses dites « immergées », qui distribuent la composition directement à l'intérieur du bassin de fusion, à un niveau situé en dessous du niveau des matières vitrifiables en fusion.

Plus spécifiquement, il est connu de mettre en œuvre une enfourneuse comprenant :

• un fourreau définissant une direction d'enfournement de la composition dans le four,

• un organe d'acheminement de la composition vers le four selon la direction d'enfournement, cet organe d'acheminement étant au moins en partie agencé dans le fourreau, et

• une unité motorisée d'entraînement dudit organe d'acheminement.

Cet organe d'acheminement peut être un piston, tel que décrit dans le document brevet W02016/120351A, ou une ou plusieurs vis sans fin, tel que décrit dans le document brevet WO2013/132184, le corps de l'enfourneuse étant alors par exemple de type extrudeuse mono-vis ou double-vis classique. L'organe d'acheminement de la composition vers le four est mis en mouvement translatif (dans le cas d'un piston) ou rotatif (dans le cas d'une vis) par une unité motorisée d'entraînement, pouvant comprendre un ou plusieurs moteurs.

Dans ce contexte, une résistance mécanique générée notamment par la composition en cours d'acheminement s'oppose au travail fourni par l'organe d'acheminement. Cette résistance augmente avec la dureté et la granulométrie de la composition, l'épaisseur du bouchon et son accroche à l'entrée de la chambre de fusion, avec la hauteur et la viscosité du bain de verre faisant pression sur le bouchon, ou ainsi qu'avec la pression des gaz du laboratoire de combustion. De manière connue, l'augmentation de cette résistance engendre une montée en puissance du moteur d'entraînement.

A l'inverse, la chute de la résistance mécanique opposée par la composition vitrifiable au travail de l'organe d'acheminement témoigne généralement d'un amincissement excessif du bouchon. L'enfourneuse est alors exposée à l'immixtion dans le fourreau de gaz de combustion et/ou de verre liquide en provenance du four, évènement nommé « retour de gaz/verre » dans la suite du texte. Un tel retour de gaz ou de verre est à éviter à tout prix puisqu'il tend à échauffer la matière vitrifiable au sein du fourreau. Ceci engendre une détérioration rapide des composantes de l'enfourneuse qui ne sont pas adaptés pour une exposition à de telles hautes températures. Cette montée en température augmente également les risques d'embrasement des matières vitrifiables et même d'explosion. Le dégagement de tels gaz dans l'atmosphère représente de plus un risque pour un opérateur, compte tenu de la toxicité des gaz en question, ainsi que pour l'environnement, du fait de leur caractère polluant.

Au regard de ces difficultés, un Homme du Métier est incité à dimensionner l'enfourneuse et notamment son fourreau de sorte que l'épaisseur cumulée de la composition présente dans le fourreau et du bouchon est suffisante pour limiter les risques de retour de gaz/verre.

Cette solution technique reste cependant très insatisfaisante puisqu'elle ne permet aucune adaptation de l'enfourneuse aux conditions variables de mise en œuvre de l'enfournement. Ainsi, la résistance opposée par l'agglomérat des matières à enfourner à l'immixtion de gaz/verre en provenance du four, également nommée « étanchéité au retour de gaz/verre » dans le présent texte, varie significativement non seulement en fonction de l'épaisseur de cet agglomérat, mais aussi en fonction de la dureté et de la granulométrie des matières qui le composent, ainsi que de la hauteur et de la viscosité du bain de verre faisant pression sur le bouchon. Une enfourneuse dimensionnée pour une composition donnée ne sera donc pas ou peu adaptée à l'enfournement d'une composition de nature différente et/ou à l'enfournement d'une même composition dans un bain de verre de viscosité et/ou de hauteur différente. En outre, un tel dimensionnement de l'enfourneuse, avec une épaisseur d'agglomérat importante, accroît la résistance mécanique de ce dernier au travail de l'organe d'acheminement. Les différentes composantes de l'enfourneuse et en particulier son organe d'acheminement et/ou son moteur d'entraînement sont par conséquent davantage exposées à des risques de blocage et/ou de détérioration. Dans ce contexte, il est connu de surdimensionner l'organe d'acheminement et les modules d'entraînement associés afin d'anticiper des modifications des conditions opérationnelles ou simplement par principe de précaution, mêmes si ces changements restent limités dans le temps.

Il existe donc un besoin de fournir une enfourneuse permettant de pallier les risques de retour de gaz/verre tout en ménageant l'organe d'acheminement et en étant adaptable aux conditions variables de mise en œuvre de l'enfournement, sans surdimensionnement préalable.

La présente invention répond à ces besoins. Plus particulièrement, dans au moins un mode de réalisation, la technique proposée se rapporte à une enfourneuse pour l'enfournement d'une composition de matières vitrifiables dans un four de fusion de celles-ci, ladite enfourneuse comprenant au moins :

• un fourreau définissant une direction d'enfournement de la composition dans le four, et

• un organe d'acheminement de la composition vers le four selon la direction d'enfournement, cet organe d'acheminement étant au moins en partie agencé dans le fourreau,

ladite enfourneuse étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un injecteur adapté pour injecter un fluide dans ledit fourreau.

Dans la présente description, le terme « fluide » désigne tout type de fluide composé d'un ou de plusieurs éléments à l'état gazeux et/ou liquide. Un injecteur selon l'invention est adapté pour injecter un tel fluide directement au sein du fourreau ou indirectement, par l'intermédiaire d'une autre composante de l'enfourneuse. Un tel injecteur est adapté pour être agencé en communication fluidique avec un réseau de distribution ou toute autre source d'alimentation en fluide.

L'invention repose ainsi sur un concept nouveau et inventif consistant à fournir une enfourneuse permettant de pallier les risques de retour de gaz/verre liquide tout en ménageant l'organe d'acheminement et en étant adaptable aux conditions variables de mise en œuvre de l'enfournement.

En effet, l'injection directe et/ou indirecte de gaz/liquide dans le fourreau permet d'accroître la pression au sein de ce dernier et ainsi de limiter les risques de retour de gaz/verre en provenance du four.

Un opérateur humain et/ou machine a ainsi la possibilité de faire varier la pression au sein du fourreau en fonction des conditions d'enfournement, afin de maintenir un niveau satisfaisant d'étanchéité au retour de gaz de combustion et/ou de verre en fusion.

Un tel injecteur peut de plus être mis en œuvre dans une enfourneuse comprenant un fourreau de faible longueur, en comparaison des fourreaux de taille standard, les risques de retour de gaz/verre liés à l'épaisseur réduite de l'agglomérat de matières premières étant compensés par une pression accrue au sein du fourreau, du fait de l'injection de fluide.

Dans la pratique, l'injection de fluide dans le fourreau peut être réalisée :

• de manière préventive, afin de garantir un niveau de sécurité élevé contre le risque de retour gaz/verre, et/ou

• de manière corrective, suite à la détection d'un retour de gaz en provenance du four, à une montée excessive de la température au sein du fourreau, notamment au niveau de son extrémité la plus en aval, ou au constat de tout autre dysfonctionnement de l'enfourneuse.

Selon un mode de réalisation particulier, l'organe d'acheminement est une vis sans fin mobile en rotation autour de la direction d'enfournement.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit fluide est un gaz, préférentiellement de l'air. L'air a pour avantages de ne pas être toxique pour un opérateur commandant l'enfourneuse/four, et de limiter les risques d'altération de la composition du bain de verre et/ou d'augmentation de la concentration en agents toxiques au sein des gaz d'échappement.

Selon un mode de réalisation alternatif, ledit fluide est un liquide, préférentiellement de l'eau.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite enfourneuse comprend un dispositif de mesure d'au moins une valeur d'une variable physique impactée par le fonctionnement de l'enfourneuse, ladite variable physique étant préférentiellement choisie parmi :

• le couple fourni par une unité motorisée d'entraînement dudit organe d'acheminement,

· la température au sein du fourreau au niveau de son extrémité la plus en amont,

• la concentration en gaz issu de la combustion au sein du fourreau, par exemple en dioxyde de carbone, en dioxygène, en méthane et/ou en monoxyde de carbone,

• La pression au sein du fourreau.

Ces différentes variables physiques constituent des indicateurs directs ou indirects de possibles retours de gaz/verre dans le fourreau de l'enfourneuse. Ainsi, la baisse du couple d'entraînement de l'organe d'acheminement et/ou l'augmentation de la température au sein du fourreau s'accompagnent d'un accroissement du risque de retour de gaz. Ce sont là des indicateurs indirects. La concentration en gaz issu de la combustion au sein du fourreau est quant à elle un indicateur direct.

La mise en œuvre d'un dispositif de mesure selon cet aspect particulier de l'invention permet de surveiller en temps réel le bon fonctionnement de l'enfourneuse afin, si nécessaire, de réguler la pression par injection de gaz dans le fourreau.

Selon un mode de réalisation particulier, ce dispositif de mesure est couplé à une interface Homme-machine adaptée pour communiquer à un opérateur la valeur mesurée de ladite variable physique. Ce dernier peut alors prendre la décision d'injecter une quantité donnée de fluide dans le fourreau, de manière manuelle ou avec l'assistance d'un dispositif dédié, tout en veillant à ce que cette pression soit inférieure à une valeur seuil maximale au-delà de laquelle l'introduction de la composition de matières vitrifiables dans l'enfourneuse serait rendue difficile.

Selon un mode de réalisation particulier, l'injection de fluide est automatisée, ce qui offre la possibilité d'un asservissement automatique de la pression au sein du fourreau en fonction de la valeur physique mesurée, et donc d'une adaptation en continue de l'enfourneuse aux conditions d'enfournement, suivant un procédé de contrôle décrit dans le présent texte.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit injecteur est adapté pour injecter directement ledit fluide à proximité de l'extrémité du fourreau destinée à être agencée à proximité du four. L'injection de fluide à proximité du four permet de faciliter la montée en pression à l'extrémité du fourreau, et donc de limiter plus aisément les risques de retour de gaz/verre.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite enfourneuse comprend une pluralité d'injecteurs adaptés pour injecter un fluide dans ledit fourreau. L'augmentation du nombre d'injecteurs permet d'améliorer la répartition du fluide injecté dans la composition à enfourner.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit au moins un injecteur est incliné vers l'extrémité du fourreau destinée à être agencée à proximité du four. Ainsi, le fluide injecté est plus aisément orienté en direction du four.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit injecteur est adapté pour injecter ledit fluide a une pression relative comprise entre 1 c 10 5 et 1 x 10 6 Pa, préférentiellement entre 1 c 10 5 et 5 x 10 5 Pa, préférentiellement entre 2 c 10 5 et 4 x 10 5 Pa. Une pression inférieure à 1 c 10 5 induit une augmentation des risques de retour de gaz/verre en provenance du four. A contrario, une pression supérieure à 1 c 10 6 rend plus difficile l'introduction de la composition de matières vitrifiables au sein de l'enfourneuse.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit fluide est adapté pour permettre à ladite composition de rester en dehors de son domaine d'explosivité. Le maintien de la composition en dehors de son domaine d'explosivité permet d'éviter que celle-ci ne s'enflamme et potentiellement explose. Un tel contrôle, communément nommé « inertage », peut en particulier être réalisé par injection de diazote dans le fourreau.

L'invention concerne également une installation de fusion de matières vitrifiables comprenant :

• un four de fusion de matières vitrifiables équipé d'un orifice d'enfournement situé en flanc de cuve, préférentiellement en dessous du niveau théorique du verre liquide défini par la position du déversoir du verre liquide, et

• une enfourneuse telle décrite ci-dessus, une extrémité du fourreau de l'enfourneuse étant ouverte sur l'orifice d'enfournement.

Les avantages techniques conférés par une enfourneuse selon l'invention, tels qu'ils sont décrits dans le présent texte, se rapportent également à une installation de fusion de matières vitrifiables intégrant une telle enfourneuse.

Une extrémité du fourreau de l'enfourneuse est ouverte sur l'orifice d'enfournement, soit par contact direct ou via une pièce de raccord intermédiaire. Dans cette configuration, l'accès au four est libéré au moins de manière ponctuelle, afin de permettre l'introduction de la composition de matières vitrifiables dans le four.

L'invention s'applique tout particulièrement aux enfourneuses immergées, compte tenu de la pression plus importante exercée par le verre liquide sur le bouchon, ce facteur accroissant les risques de retour de gaz/verre.

L'invention se rapporte de plus à l'utilisation d'une telle installation pour la fusion de matières vitrifiables.

L'invention concerne également un procédé de contrôle d'une telle enfourneuse, à partir d'au moins une valeur d'une variable physique impactée par le fonctionnement de l'enfourneuse, ladite variable physique étant préférentiellement choisie parmi :

• le couple fourni par une unité motorisée d'entraînement dudit organe d'acheminement, • la température au sein du fourreau au niveau de son extrémité la plus en amont,

• la concentration en gaz issu de la combustion au sein du fourreau, par exemple en dioxyde de carbone et/ou en monoxyde de carbone.

• la pression au sein du fourreau,

ledit procédé de contrôle comprenant au moins les étapes suivantes :

• comparer ladite valeur mesurée avec au moins une valeur seuil, et

• émettre une instruction d'injection de fluide,

• commander ledit au moins un injecteur.

Cette valeur seuil peut se rapporter soit à une anomalie de fonctionnement de l'enfourneuse que l'on souhaiterait éviter (e.g. retour de gaz) ou au contraire, à une valeur optimale de fonctionnement de celle-ci dont on souhaiterait se rapprocher (e.g. une valeur de pression optimale).

Selon un mode de réalisation particulier, ladite variable physique mesurée est la concentration en monoxyde de carbone issu de la combustion au sein du fourreau, et ladite valeur seuil est la concentration maximale en monoxyde de carbone et est égale à 20 PPM.

Selon des modes de réalisation alternatifs, l'instruction d'injection de gaz est soit transmise à une interface Homme-Machine pour exécution subséquente par un opérateur, soit transmise directement à l'injecteur pour exécution automatique.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit fluide est injecté à une pression relative comprise entre 1 c 10 5 et 1 x 10 6 Pa, préférentiellement entre 1 c 10 5 et 5 x 10 5 Pa, préférentiellement entre 2 c 10 5 et 4 x 10 5 Pa.

L'invention se rapporte de plus à un système de contrôle d'une telle enfourneuse, comprenant un module de traitement adapté pour :

· comparer au moins une valeur d'une variable physique impactée par le fonctionnement de l'enfourneuse avec au moins une valeur seuil,

• émettre une instruction d'injection de gaz.

L'invention concerne également un programme d'ordinateurs téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support d'enregistrement adapté pour être lu par un ordinateur et/ou exécuté par un processeur, comprenant un code d'instructions pour mettre en œuvre un procédé de contrôle tel que celui décrit ci- dessus. L'invention concerne de plus un support d'enregistrement informatique, sur lequel est enregistré un tel programme d'ordinateurs.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont décrits dans la suite du texte, au regard des dessins sur lesquels :

• La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une installation de fusion de matières vitrifiables selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;

• La figure 2 est un diagramme de flux illustrant les étapes successives d'un procédé de contrôle d'une enfourneuse selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;

• La figure 3 est une représentation schématique d'un système de contrôle d'une enfourneuse selon un mode de réalisation particulier de l'invention.

Les numéros de référence qui sont identiques sur les différentes figures représentent des éléments similaires ou identiques.

Selon un mode de réalisation particulier et tel qu'illustré par la figure 1, l'invention se rapporte à une installation 10 de fusion de matières vitrifiables comprenant :

• un four 3 de fusion de matières vitrifiables équipé d'un orifice d'enfournement situé en flanc de cuve, et

• une enfourneuse 1 selon l'invention, une extrémité du fourreau 4 de l'enfourneuse 1 étant ouverte sur l'orifice d'enfournement afin de pouvoir y introduire les matières vitrifiables.

Selon le mode de réalisation illustré par la figure 1, l'orifice d'enfournement est situé en dessous du niveau théorique du verre liquide défini par la position du déversoir du verre liquide. On parle alors d'enfourneuse de type immergée, à laquelle l'invention s'applique tout particulièrement, compte tenu des risques existant de retour de gaz/verre liquide en provenance du four. Selon un mode de réalisation alternatif, l'enfournement peut cependant être réalisé au-dessus du niveau théorique de verre liquide, le long d'un piédroit et/ou pignon du four 3.

L'invention se rapporte également à une enfourneuse 1 comprenant :

• un fourreau 4 définissant une direction d'enfournement X dans le four 3 d'une composition 2 de matières vitrifiables, • un organe d'acheminement 6 de la composition 2 vers le four 3 selon la direction d'enfournement X, cet organe d'acheminement 6 étant au moins en partie agencé dans le fourreau 4, et

• une unité motorisée d'entraînement 7 dudit organe d'acheminement 6.

En particulier, une telle enfourneuse 1 comprend au moins un injecteur 5 adapté pour injecter un fluide dans le fourreau 4.

Une enfourneuse 1 selon l'invention permet de pallier les risques de retour de gaz dans le fourreau 4 tout en limitant les sollicitations mécaniques de l'organe d'acheminement 6 et en étant adaptable aux conditions variables de mise en œuvre de l'enfournement.

Selon un mode de réalisation particulier illustré par la figure 1, l'enfourneuse 1 comporte un fourreau 4 au sein duquel une vis sans fin 6 est logée. Cette vis sans fin 6 mobile en rotation autour de l'axe d'enfournement X joue donc le rôle d'organe d'acheminement de la composition 2 vers le four 3. A noter que selon un mode de réalisation alternatif, l'organe d'acheminement 6 peut se présenter sous la forme d'un piston mobile en translation selon la direction d'enfournement X, ou de tout autre type d'organe d'acheminement connu de l'état de la technique. Quelle que soit la nature de l'organe d'acheminement 6, ce dernier est entraîné en rotation/translation par une unité motorisée 7 comprenant un ou plusieurs moteurs.

Une trémie sur le fourreau 4 permet l'introduction de la composition 2 de matières premières. La tête de l'enfourneuse 1 est en contact avec une ouverture du four 3. L'ensemble formé par le fourreau 4, l'organe d'acheminement 6 et le moteur d'entraînement 7 est solidaire d'un châssis 8.

En particulier, une telle enfourneuse 1 comprend au moins un injecteur 5 adapté pour injecter un fluide dans le fourreau 4. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 1, un tel injecteur 5 est agencé au niveau de l'extrémité du fourreau 4 proximale du four 3. Selon des modes de réalisation alternatifs, cet injecteur 5 ou tout autre injecteur complémentaire peut être positionné sur une autre portion du fourreau 4 et/ou sur d'autres composantes de l'enfourneuse en liaison fluidique avec l'intérieur du fourreau 4.

Toujours selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, l'injecteur 5 est alimenté en fluide via un réseau de distribution 5a. De manière alternative, cet injecteur 5 peut être alimenté par toute autre source d'alimentation en gaz/liquide connue, qu'elle soit fixe ou mobile.

L'injection directe et/ou indirecte de gaz/liquide dans le fourreau 4 permet ainsi d'accroître la pression au sein du fourreau 4 et de limiter les risques ou le cas échéant de stopper le retour de gaz /verre en provenance du four 3.

Selon le mode de réalisation particulier illustré par la figure 1, l'injection de gaz/liquide dans le fourreau 4 est commandée au moyen d'un système de contrôle 20. Un opérateur peut ainsi être tout ou en partie assisté pour l'injection du fluide au sein du fourreau. De manière alternative, l'injecteur 5 peut être commandé manuellement, par action directe d'un opérateur sur une valve d'actionnement de l'injecteur 5.

Afin de guider la prise de décisions quant à la pression du fluide injecté dans le fourreau 4, l'enfourneuse 1 est équipée d'un dispositif de mesure 24 de la concentration en dioxyde de carbone, en dioxygène, en méthane et/ou en monoxyde de carbone, au sein du fourreau 4. La présence de monoxyde de carbone, issu de combustion incomplète, est particulièrement surveillée.

De manière alternative ou en combinaison, une enfourneuse 1 selon l'invention est équipée de :

• un capteur du couple fourni par l'unité motorisée d'entraînement 7,

• un capteur de température positionné au sein du fourreau 4 au niveau de son extrémité la plus en amont, qui permet de détecter un éventuel retour de verre liquide et/ou un début de pyrolyse dans la vis sans fin 6,

• capteur de mesure de la pression au sein du fourreau 4, pouvant prendre la forme d'un manomètre classique ou d'une sonde de mesure de pression.

Selon le mode de réalisation représenté par la figure 1, le dispositif de mesure 24 de la concentration en dioxyde de carbone et/ou en monoxyde de carbone est couplé à une interface Homme-machine (non représentée) adaptée pour communiquer les valeurs mesurées à un opérateur. Ce dernier peut alors prendre la décision de modifier ou non la pression au sein du fourreau 4, de manière manuelle ou avec l'assistance d'un système de contrôle 20.

Selon un mode de réalisation alternatif représenté par la figure 1, l'injection de gaz/verre est automatisée, via un système de contrôle décrit dans le présent texte, ce qui offre la possibilité d'une adaptation en continue de l'enfourneuse 1 aux conditions d'enfournement, suivant un procédé de contrôle décrit dans le présent texte.

Ainsi, l'invention se rapporte également à un système 20 de contrôle d'une enfourneuse 1 telle que celle décrite dans le présent texte. Tel qu'illustré par la figure 2, un tel système 20 de contrôle comprend un processeur 21 ayant fonction de module de traitement, une unité de stockage 22, une unité d'interface 23 et un dispositif de mesure 24, qui sont connectés par un bus 25 informatique.

Le processeur 21 commande l'injecteur 5. L'unité de stockage 22 stocke au moins un programme à exécuter par le processeur 21, et diverses données, y compris les données recueillies par le dispositif de mesure 24, les paramètres utilisés par des calculs réalisés par le processeur 21, ou les données intermédiaires des calculs effectués par le processeur 21. Le processeur 21 peut être formé par tout matériel ou logiciel connu ou approprié, ou par une combinaison de matériel et de logiciel. L'unité de stockage 22 peut être formée par tout stockage approprié ou moyen adapté pour stocker le programme et les données de manière lisible par ordinateur. Le programme fait que le processeur 21 met en œuvre un procédé de contrôle tel que celui décrit dans le présent texte.

L'unité d'interface 23 fournit une interface entre le système de contrôle 20 et un appareil externe. L'unité d'interface 23 peut notamment être en communication avec l'appareil externe via un câble ou une communication sans fil. Dans ce mode de réalisation, l'appareil externe peut être l'injecteur 5 et/ou une autre composante de l'enfourneuse 1. Dans ce cas, des valeurs mesurées par le dispositif de mesure 24 peuvent être entrées dans le système 20 à travers l'unité d'interface 23, puis stockées dans l'unité de stockage 22.

Bien qu'un seul processeur 21 soit représenté sur la figure 2, un Homme du Métier comprendra qu'un tel processeur 21 peut comprendre différents modules et unités mettant en œuvre les fonctions exécutées par le système de contrôle 20. Ces fonctions peuvent également être réalisées par une pluralité de processeurs 21 communiquant entre eux.

La figure 3 est un diagramme de flux illustrant les étapes successives d'un procédé de contrôle d'une enfourneuse 1 selon un mode de réalisation particulier.

Au cours d'une première étape (étape SI), la concentration mesurée en dioxyde de carbone et en monoxyde de carbone est comparée à une valeur seuil fixée à 20 PPM, ce qui correspond en l'espèce à une concentration maximale que l'on souhaiterait ne pas dépasser.

En pratique, si la valeur de concentration mesurée (étape SI) est supérieure à 20 PPM, ordre est donné (étape S2) d'injecter (étape S3) une quantité de gaz permettant le retour de la concentration en dioxyde et en monoxyde de carbone en dessous de cette valeur seuil.

Le contrôle de la concentration en monoxyde de carbone est réalisé en continu.

A noter que selon des modes de réalisation alternatifs, ce procédé de contrôle peut être mis en œuvre sur la base de différents types de mesures, de différentes valeurs seuils, et/ou à des fréquences d'itération différentes.