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"REVETEMENT DES CHAMBRES DE COMBUSTION DES GENERATEURS DE VAPEUR, TURBINES A GAZ ET ANALOGUES"
Les foyers chauffés au charbon pulvérisé doivent, comme on le sait, être très spacieux et les parois qui limitent cet espace et qui sont léchées par les flammes ont, par suite, une surface considérable. Si, afin de protéger la maçonnerie ou pour d'autres raisons, ces parois sont, comme par exemple dans le cas des générateurs de vapeur, complètement garnies de tubes (surfaces de chauffe), de grandes quantités de chaleur sont absorbées par rayonnement.
Deux cas peuvent se produire: Si la chaleur rayonnée est emmenée par l'agent (eau ou vapeur) qui circule dans les tubes, c'est-à-dire s'il ne se produit @
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que peu ou paa de réflexion de chaleur, la flamme se refroi" dit' à tel point que la combustion du charbon pulvérisé s'en trouve compromise. Mais si l'évacuation de la chaleur est gê- née ou si la transmission de chaleur entre l'agent qui cir- cule dans le tube et ce tube est faible, comme c'est le cas par exemple pour la vapeur surchauffée, des tubes s'échauf- fent de . façon inadmissible. On a remédié jusqu'ici à cet in- convénient en ne garnissant de surfaces de chauffe qu'une partie des parois, ou bien en revêtant les tubes de substan- ces calorifuges (briques réfractaires).
On a aussi proposé de protéger les parois contre le rayonnement par un rideau de fumée, par exemple en faisant passer sur elles les fumées du carneau sous forme d'un faisceau étroit. Ce dernier procédé n'est le plus souvent pas assez efficace, car les gaz d'é- chappement proprements dits ne retiennent que dans une fai- ble mesure les rayons calorifiques; avec les deux premiers procédés on est à nouveau obligé de construire une paroi en briques réfractaires, dont on désirerait précisément se pas- ser ou que l'on voudrait, tout au moins, protéger contre les températures trop élevées.
L'objet de la présente invention est un revêtement pour foyers ou chambres de combustion de générateurs de va- peur, turbines à gaz ou analogues, dans lequel on empêche un échauffement trop élevé des parois par rayonnement en captant la chaleur rayonnante du mélange combustible brûlant à haute température au moyen de carps perméables à la chaleur, par exemple d'écrans en métal résistant à la chaleur et qui, portés au rouge, transmettent cette chaleur à la paroi située en arrière, d'où on l'évacue, par un usage soit diret, soit indirect, soit à la fois direct et indirect.
Dans la Fig. 1 on a représenté, à titre d'exemple, une
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partie de la paroi d'un foyer conforme à l'invention. I est l'espace dans lequel brûle le combustible, en particulier du charbon pulvérisé, 2 est l'enveloppe ,extérieure, qui peut ê- tre constituée par des cylindres en tôle. Elle est garnie intérieurement d'un calorifugeage 3 pour la protéger contre le rayonnement de la chaleur et empêcher l'évacuation de cette chaleur à l'extérieur; 4 sont des tubes dans lesquels circule de l'eau, de la vapeur ou de l'air et qui consti- tuent une partie des surfaces de chauffe utiles du généra- teur de vapeur ou, dans le cas d'une turbine à gaz, du géné- rateur de gaz moteur.
Si aucune autre précaution n'est prise, une grande partie de la chaleur produite est rayonnée sur la paroi, et suivant le cas, ou bien cette.paroi et les tubes se trouvent échauffés de façon excessive ou bien, si la cha- leur rayonnante peut être évacuée, la température de combustion se trouve notablement abaissée. Afin d'éviter l'un et l'autre, on ajoutera un écran 5 bon conducteur de la chaleur. Celui- ci est porté à haute température par le rayonnement et, par suite, rougit.
Mais la chaleur cédée par rayonnement étant, comme on le sait, fonction de la différence de température entre le corps rayonnant et le corps exposé au rayonnement et correspondant plus exactement, d'après la loi de Stefan- Boltzmann, à peu près à la différence des quatrièmes puis- sances des centièmes parties des températures absolues, il en résulte que la chaleur rayonnée diminue dans la même mesure que la température de l'écran augmente. Comme le corps rougit, il rayonne lui-même la chaleur qu'il a reçue et la renvoie à la paroi plus froide située en arrière ou aux tubes. Il faut maintenant que cette chaleur soit évacuée afin de mainte- nir l'écran, les tubes et la paroi à une température suffi- samment réduite.
Pour l'évacuation de cette chaleur, on peut utiliser des gaz de combustion uses que l'on peut prélever @
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par exemple dans le carneau, s'il s'agit de générateurs' de vapeur, ou dans le tube d'échappement des gaz s'il s'agit de turbines à gaz, et que l'on insuffle à grande vitesse au moyen d'un ventilateur par l'espace 6 qui sépare l'écran de la paroi. Ces gaz s'échauffent et se mélangent en 7 avec les nouveaux produits de la, combustion provenant du foyer et sont utilisés en commun avec ceux-ci.
Si la paroi est recouverte de tubes, comme il est in- diqué en 4 dans la Fig. 1, on utilise pour l'évacuation de la chaleur rayonnée, l'agent qui circule dans les tubes. S'il convient de maintenir la température à une valeur encore moins élevée, l'évacuation de la chaleur peut s'effectuer simulta- nément par ces surfaces de chauffe et au moyen de gaz d'é- chappement ou d'air réintroduits dans le cycle.
Un exemple d'exécution des écrans protecteurs est repré- senté en coupe longitudinale dans la Fig. 2, et en coupe trans- versale dans la Fig. 3, pour un foyer cylindrique. Les écrans 10 sont établis en tôle et chacun d'eux est accroché à l'un des tubes 12 au moyen d'un oeil 11 fondu d'une pièce ou soudé à l'autogène. 13 est l'enveloppe extérieure munie du calo- rifuge 14. Pour la construction des écrans, il y a lieu d'en- visager des métaux tels que ceux qu'on emploie souvent au- jourd'hui pour les radiateurs électriques. Comme il ne lui est pas demandé d'effort mécanique, mais simplement une bonne résistance à l'oxydation, l'écran peut être porté sana domma- ge à des températures relativement élevées.