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Dispositif pour la. combustion aussi xomplète que possible des gaz de foyer dans les chaudières à tubes d'eau.
Dans les foyers de chaudières à vapeur dans les- quels la chambre du foyer n'a pas des dimensions suffisam- ment grandes ou dans lesquels on passe du fonctionnement avec du charbon maigre au fonctionnement avec du charbon riche en gaz, on observe que des gaz de distillation non brûles pénètrent, dans les faisceaux tubulaires du'premier carneau et s'y éteignent sans brûler complètement.
Il arri- ve fréquemment que seules les extrémités des flammes pénè- trent fortement dans ces faisceaux tubulaires, de sorte que, par suite de la température peu élevée régnant en cet endroit rayonnement de froid par les tubes), les flam-
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mes dont l'inflammation exige une température d'environ 600 à
900 s'éteignent prématurément, tandis que les gaz de chemi- née présentent souvent aussi, avec une teneur passablement minime en CO2,un très grand pourcentage de gaz non brûles qui consistent principalement en hydrocarbures lourds et lé- gers, en vapeurs de goudron ainsi qu'en hydrogène. Ceci est le plus souvent perceptible de l'extérieur par la fumée plus ou moins intense sortant des cheminées.
Pour remédier efficacement à cet inconvénient, il serait nécessaire d'agrandir dans la mesure voulue la chambre du foyer et de la transformer pour qu'il ne parvienne entre les tubes que des gaz complètement brûles. Comme cette solu- tion n'est toutefois que difficilement réalisable en pratique dans les installations de chaudière existantes, on se servi- ra dans le même but de la présente invention. Celle-ci consis- te essentiellement en ce que le premier carneau du premier faisceau tubulaire est subidivisé par des pièces en matière réfractaire de fagon qu'il se forme un certain nombre de ca- naux relativement étroits qui sont parcourus par les gaz du foyer.
Du fait que ces canaux sont fermes en partie par une matière réfractaire incandescente, les constituants vola- tils non encore brûles brûlent au contact des surfaces in- candescentes et en outre, par suite de l'écoulement plus ra- pide des gaz provoqué par la réduction de la section transver- sale, il se produit un refroidissement plus faible de ces gaz.
De ce fait, les gaz du foyer arrivent aussi plus chauds au surchauffeur et produisent également une augmenta- tion de la surchauffe de la vapeur, ce qui est souvent très désirable, en particulier dans les anciennes chaudières qui ne possèdent aucun réglage de la surchauffe.
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Les pièces réfractaires sont avantageusement pla- cées sous la forme d'un cloisonnage ou de parois en une ma- tière relativement peu solide, par exemple des briques ou des pièces moulées, et elles sont disposées dans le sens de l'écoulement des gaz. Ces pièces moulées ne doivent pas être plates ni lisses mais sont avantageusement nervurées ou ondulées longitudinalement afin d'obtenir une surface aussi grande que possible.
D'autre part, elles peuvent, moyennant un décalage approprié, faire dévier les courants gazeux une ou plusieurs fois de leur direction rectiligne pour provoquer un mélange plus complet des gaz, car il est souvent important que, grâce à ce tourbillonnement ainsi qu'à la fine subdivision des gaz dans le premier carneau par suite de Inexistence de ces pièces moulées, pratiquement tout le gaz vienne en contact avec les cloisons incandescen- tes pendant qu'il traverse ce premier carneau. Pour des appli- cations normales, on employera par exemple des cloisons plei- nes ou interrompues d'environ 30 à 50 mm. d'épaisseur, qui sont distantes d'environ 100 à 300 mm. les unes des autres.
Dans le cas où il est nécessaire, pour l'emploi de lignite ou d'autres combustibles de qualité inférieure, de produire un rayonnement de la voûte pour favoriser la combus- tion ou pour obtenir une meilleure inflammation des gaz, on fait dépasser ces cloisons au delà des tubes vers la chambre du foyer, de préférence en formant, immédiatement en avant des tubes, un certain nombre de voûtes très courtes dont les prolongements dans le premier carneau forment les pièces xou- lées citées plus haut.
Ces pièces moulées peuvent être construites de maniè- re à dépasser les tubes d'eau de l'autre cote vers le surchauf-
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feur. On peut se représenter aussi une forme de réalisa- tion de l'invention suivant laquelle une partie de la sur- face de chauffe du premier carneau serait recouverte de coquilles en matière réfractaire.
Dans toutes ces dispositions, la surface de chauffe de la chaudière sera en réalité légèrement réduite. Cette réduction sera toutefois largement compensée par le fait qu'on réalise une combustion parfaite et en outre une meilleu- re surchauffe,qui, de son cote, sera utilisable indirectement.
Les gaz sortants, portés à plus haute température, seront de leur côté refroidis plus fortement dans l'économiseur, de sorte que des avantages sensibles seront toujours réalisés.
Cette nouvelle disposition peut également être em- ployée pour le réglage de la surchauffe en variant la section réservée aux gaz dans le premier faisceau de tubes. On peut aussi construire sans garnitures réfractaires une partie du faisceau qui peut être fermée totalement ou partiellement par un clapet ou un organe équivalent, et munir l'autre partie de garnitures réfractaires. En cas de charge faible, on réduit la section- afin d'obtenir une surchauffe plus élevée et on l'augmente pour les fortes charges.
Le dessin annexé représente schématiquement un exem- ple de réalisation de la disposition suivant la présente in- vention.
On a désigné par 2 lw premier faisceau tubulaire d'une chaudière à tubes d'eau fortement inclinés, par 4 le corps cylindrique supérieur, par'6 le corps cylindrique infé- rieur, par 8 la chambre du foyer et par 10 la chambre du sur- chauffeur. 12 désigne une paroi basculante qui peut 'être appli- quée tout contre le faisceau tubulaire 2 ou bien écartée de celui-ci en la soulevant. Dans le premier cas, tous les gaz du
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foyer doivent s'écouler à travers la partie supérieure du faisceau. tubulaires 2 pour passer dans la chambre 10 du surchauffeur tandis que, lorsque la. paroi 12 est soulevée, les gazdu foyer s'écoulent transversalement à travers tout le faisceau tubulaires plus ou moins uniformément pour gagner la chambre 10 du surchauffeur.
La partie supérieure du faisceau tubulaire 2 porte des garnitures réfractaires 14 qui ont la forme de croisons minces mais peuvent toutefois être interrompues à volonté .
Les gaz du foyer sont par conséquent forcés de s'écouler principalement dans la direction de ces cloisons, Lorsque la paroi 12 est appliquée contre le faisceau tubulaire 2, les gaz passent très rapidement le long des garnitures réfractai- res 14 et restent aussi assez chauds. Ceci est avantageux pour les charges assez faibles. En cas de fortes charges, on soulève la paroi 12 et les gaz de l'avant du foyer, qui brûlent avec l'excès dtair le plus faible, s'échappent à travers les garnitures réfractaires 14 tandis que les gaz contenant beaucoup d'oxygène, venant de l'extrémité de la grille, traversent la partie inférieure du faisceau tubulai- re 2 et parviennent, en longeant la paroi 12, dans la cham- bre du surchauffeur.
Par suite de la section transversale fortement accrue, les gaz s'écoulent notablement plus lente- ment, de sorte que ceux qui passent le long des garnitures 14 peuvent brûler parfaitement et que ceux qui s'écoulent par le bas sont refroidis fortement. Le plus souvent, une installation non réglable suffit toutefois. Suivant la sur- chauffe existant, on choisit une vitesse plus ou moins grande pour les gaz dans la partie oh les garnitures réfrac- taires sont placées dans les tubes.
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On a indiqué en 16 et en 18 comment on peut faire dépasser les garnitures ré frètes aire s aussi bien dans la direction de la chambre du foyer que dans la chambre du furchauffeur.
Dans le cas de chaudières à tubes obliques, la nouvelle disposition peut s'appliquer de manière analogue.
REVENDICATIONS
1.- Dispositif applicable aux chaudières à tubes d'eau en vue d'obtenir d'une part une combustion aussi com- plète que possible des gaz de foyer, en particulier dans le cas d'une petite chambre de foyer, et d'autre part une tempé- rature élevée des gaz de chauffage dans le surchauffeur, ca- ractérisé en ce que, dans le premier faisceau de tubes d'eau, des pièces en matière réfractaire sont disposées de façon à offrir aux gaz qui passent une surface surchauffée en vue de produire une combustion plus parfaite, et à diminuer en marne temps la surface de chauffe spécifique des tubes d'eau, rapportée à une longueur de tube donnée.