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Perfectionnements aux chaudières et appareils analogues.
La présente invention concerne des appareils ayant pour but de transférer la chaleur résultant de la combustion de différents combustibles dans des buts tels que la production de la vapeur d'eau, le surchauffage de la vapeur, l'élévation de la température des fluides, l'évaporation ou la distilla- tion des liquides et pour d'autres opérations du même genre.
L'invention a pour objet des dispositifs à l'aide des- quels la chaleur produite par une flamme Intense résultant d'une combustion efficiente d'un combustible est concentrée @ -
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sur un dispositif destinéà accumuler la chaleur et à la dis- tribuer par radiation, situé et organisé de manière à devenir incandescent. Le fait d'utiliser la chaleur radiante ainsi obtenue dans le but d'élever la température, permet de diminuer considérablement, dans la chaudière ou récipient utilisé la sur face de chauffe ordinairement nécessaire. Cette réduction de l'aire de la surface de chauffe permet de modifier d'une ma- nière économique la forme et la disposition de la chaudière ou récipient.
Une source de chaleur tout particulièrement appropriée au but poursuivi se trouve dans le gazogène ou gazéificateur du type décrit dans le brevet anglais du même inventeur nO.243.092. Dans cet appareil l'air primaire introduit sous la couche de combustible donne lieu la production d'un gaz combustible qui est brûlé à son tour avec de l'air secondaire, de préférence préalablement chauffé.
Un tel appareil permet d'obtenir pratiquement une combustion parfaite du combustible aux différents régimes et est capable ainsi de fournir, dans le but poursuivi par le présent appareil, une haute tempéra- ture de la flamme à la sortie du ou des goulots ou orifices formant le seul point de sortie des dites flammes, l'air se- condaire préalablement réchauffé étant introduit précisément au voisinage de ce ou ces orifices, qui sont appelés plus loin quelque soit leur nombre, "orifices de sortie des gaz".
D'après la présente invention les dispositifs radiateurs de chaleur sont montés et disposés au voisinage du goulot ou étranglement de sortie des gaz ci-dessus mentionné du gazo- gène. Ces dispositifs peuvent être en substances réfractaires de formes et de dimensions appropriées et, de préférence
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largement perforées. De tels dispositifs peuvent être situés à l'intérieur du récipient ou de l'appareil dont le contenu doit recevoir la chaleur radiante. D'autre part, une certaine partie de la chaleur primaire donnée par le gazogène peut ou non être utilisée directement.
Sur les dessins annexés on a représenté à titre d'exemples des modes de réalisation de la présente Invention.
La figure 1 est une coupe verticale d'un dispositif de gazogène combiné avec des radiateurs de chaleur, appliqués à un appareil servant à chauffer un fluide situé autour des radiateurs.
La figure 2 est une coupe verticale d'un dispositif d'après l'invention appliqué à une chaudière verticale munie d'un dispositif de chauffage de l'eau d'alimentation.
La figure 3 est une coupe transversale faite par la ligne 3-3 d'une partie de la figure 2, et
La figure 4 est une coupe et une vue longitudinales mon- trant l'application de la présente invention à une chaudière du type Lancashire. sur les dessins on voit en 1 la gazogène au appareil qui produit les gaz combustibles, du type mentionné ci-dessus, muni d'un étranglement ou brûleur alimenté avec de l'air secondaire chauffé au préalable; les orifices d'arrivée de cet air secondaire sont indiqués en c. On remarquera qu'il n'est pas toujours nécessaire de chauffer préalablement l'air secondaire. Dans l'exemple représenté le gazogène est muni également d'un espace annulaire ou autre, d pouvant être utilisé corme chemise de vapeur dans la position représentée.
Il n'est pas nécessaire, dans le but poursuivi ici de prévoir un registre pour l'étranglement b.
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D'après la présente invention, les radiateurs de chaleur ont la forme d'un tube en substance réfractaire indiqué en e.
Ce tube est monté au voisinage de l'orifice de sortie des gaz b. Il est perforé tout le long de sa périphérie ; cer- tain nombre de ces perforations sont indiquées en h. Autour du tube e est disposé un tube métallique ou, manchon ondulé fixé à. un récipient extérieur indiqué en m,
Le manchon k présente une surface de radiation plus grande qu'un tube lisse tout en donnant à l'ensemble une force de résistance et une élasticité plus grandes et il facilite en outre l'accès à l'appareil.
L'enveloppe m. supporte un dispositif n, de préférence tubulaire qui a pour objet de diriger la circulation du li- quide à chauffer dans le récipient, lorsque celui-ci contient ce liquide.
Les flammes produites par le mélange gazeux qui brûle en sortant du brûleur b. sont dirigées vers le haut et lèchent les parois du tube e qu'elles portent à un degré d'incandes- cence élevé, 8 cause du degré très élevé de la température de combustion dans le gazogène. Les orifices h permettent d'ob- tenir rapidement l'incandescence désirée tout en laissant à une certaine partie des flammes ou de la chaleur la possibili- té de passer directement à travers le tube e.
Le tube extérieur k devient également très chaud et donne lieu lui-même à des radiations de chaleur tout en formant des courants de convec- tion dans le fluide contenu dans l'espace o,
Sur la figure 2 on a représenté un gazogène utilisable dans le but de la présente invention, mais légèrement diffé- rent de celui de la figure 1. Cet appareil est indiqué en A et son brûleur en b. Le radiateur de chaleur s a ici une forme
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légèrement conique; 11 est muni de longues entailles ou per- forations (voir figures 2 et 3).
Une enveloppe ou chemise IL placée dans le récipient eau d'une chaudière verticale entoure le dispositif s; elle est munie d'une cheminée V. Le récipient à eau de la chaudière est indiqué en W. On voit également sur les dessins des dis- positifs de chauffage préalable de l'eau d'alimentation, sa- voir : une chemise x fixée à la chemise u et destinée à conte- nir l'eau à chauffer. L'eau est introduite dans cette chemise en z. On voit en 1 un prolongement de la chemise x qui pé- nètre partiellement dans celle-ci; l'espace situé à l'inté- rieur de ce prolongement est relié par le tuyau 2 avec le récipient à eau qui entoure le gazogène A. De cette manière on peut alimenter la chaudière avec de-l'eau chaude.
Sur la figure 4 on a représenté en B une partie d'un gazogène muni d'un orifice de sortie des gaz 1 placé au voisinage ou dans la paroi de ce gazogène. Les orifices d'ar- rivée de l'air secondaire sont indiqués en c. L'orifice de sortie b est placé au voisinage d'un tube réfractaire ou radiateur de chaleur 4 placé à l'intérieur du tube-foyer principal d'une chaudière de Lancashire 5 (ou dans une autre chaudière du type à tubes-foyer horizontaux), le réservoir habituel de l'eau et de la vapeur étant indiqué en 6 et le récipient à eau en 7.
Dans le cas où le radiateur de chaleur est du type in- diqué en e les meilleurs résultats sont obtenus lorsque sa hauteur et ses dimensions sont relativement faibles.
L'extrémité supérieure du manchon k est ouverte dans le cas représenté sur la figure 1.Il est clair qu'une cer- taine partie de la chaleur du gazogène peut être utilisée @
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pour chauffer directement le contenu d'un récipient monté au- dessus de cette extrémité ouverte. @ ,, ,¯¯
Les formes des dispositifs accumulateurs et radiateurs de chaleur ne sont données qu'à titre d'exemples et peuvent évidemment varier dans de larges limites sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.
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Improvements to boilers and similar apparatus.
The present invention relates to apparatuses for the purpose of transferring the heat resulting from the combustion of different fuels for purposes such as the production of water vapor, the superheating of the steam, the raising of the temperature of the fluids, the evaporation or distillation of liquids and the like.
The invention relates to devices with the aid of which the heat produced by an intense flame resulting from an efficient combustion of a fuel is concentrated.
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on a device intended to accumulate heat and distribute it by radiation, located and organized so as to become incandescent. The fact of using the radiant heat thus obtained for the purpose of raising the temperature makes it possible to considerably reduce, in the boiler or receptacle used, the heating surface usually required. This reduction in the area of the heating surface makes it possible to economically modify the shape and arrangement of the boiler or container.
A heat source very particularly suitable for the purpose pursued is found in the gasifier or gasifier of the type described in the English patent of the same inventor No. 243,092. In this device the primary air introduced under the layer of fuel gives rise to the production of a fuel gas which is in turn burnt with secondary air, preferably previously heated.
Such an apparatus makes it possible to obtain practically perfect combustion of the fuel at the various speeds and is thus capable of providing, for the purpose pursued by the present apparatus, a high temperature of the flame at the outlet of the neck (s) or orifices forming the only point of exit of said flames, the preheated secondary air being introduced precisely in the vicinity of this or these orifices, which are called later, whatever their number, "gas outlet orifices".
According to the present invention, the heat radiator devices are mounted and arranged in the vicinity of the gas outlet or throttle mentioned above from the gasoline. These devices can be made of refractory substances of suitable shapes and sizes and, preferably
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largely perforated. Such devices can be located inside the container or the apparatus, the contents of which are to receive radiant heat. On the other hand, a certain part of the primary heat given by the gasifier may or may not be used directly.
In the accompanying drawings, embodiments of the present invention have been shown by way of example.
Figure 1 is a vertical section of a gasifier device combined with heat radiators, applied to an apparatus for heating a fluid located around the radiators.
Figure 2 is a vertical section of a device according to the invention applied to a vertical boiler provided with a device for heating the feed water.
Figure 3 is a cross section taken along line 3-3 of part of Figure 2, and
Fig. 4 is a longitudinal section and view showing the application of the present invention to a Lancashire type boiler. in the drawings we see at 1 the gasifier to the apparatus which produces the combustible gases, of the type mentioned above, provided with a throttle or burner supplied with pre-heated secondary air; the inlet ports for this secondary air are indicated in c. It will be noted that it is not always necessary to first heat the secondary air. In the example shown, the gasifier is also provided with an annular space or the like, d which can be used as a vapor jacket in the position shown.
It is not necessary, for the purpose pursued here, to provide a register for the throttling b.
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According to the present invention, the heat radiators have the form of a substantially refractory tube indicated in e.
This tube is mounted in the vicinity of the gas outlet orifice b. It is perforated all along its periphery; some of these perforations are shown in h. Around the tube e is arranged a metal tube or, corrugated sleeve attached to. an outer receptacle indicated in m,
The sleeve k has a larger radiating surface than a smooth tube while giving the assembly a greater resistance force and elasticity and it further facilitates access to the apparatus.
The envelope m. supports a device n, preferably tubular, the object of which is to direct the circulation of the liquid to be heated in the container, when the latter contains this liquid.
The flames produced by the gas mixture which burns on leaving the burner b. are directed upwards and lick the walls of the tube e which they raise to a high degree of incandescent, 8 because of the very high degree of combustion temperature in the gasifier. The openings h allow the desired incandescence to be obtained quickly while still allowing a certain part of the flames or heat to pass directly through the tube e.
The outer tube k also becomes very hot and itself gives rise to heat radiation while forming convection currents in the fluid contained in the space o,
FIG. 2 shows a gasifier which can be used for the purpose of the present invention, but slightly different from that of FIG. 1. This apparatus is indicated at A and its burner at b. The heat radiator here has a shape
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slightly conical; It is provided with long notches or perforations (see Figures 2 and 3).
An envelope or jacket IL placed in the water container of a vertical boiler surrounds the device s; it is fitted with a chimney V. The water container of the boiler is indicated in W. The drawings also show the devices for preheating the feed water, namely: a jacket x attached to the jacket u and intended to contain the water to be heated. Water is introduced into this z-shaped jacket. In 1 we see an extension of the jacket x which partially penetrates into the latter; the space located inside this extension is connected by pipe 2 with the water container which surrounds the gasifier A. In this way the boiler can be supplied with hot water.
FIG. 4 shows at B a part of a gasifier provided with a gas outlet orifice 1 placed in the vicinity or in the wall of this gasifier. The secondary air inlet ports are shown in c. The outlet orifice b is placed in the vicinity of a refractory tube or heat radiator 4 placed inside the main hearth tube of a Lancashire boiler 5 (or in another boiler of the horizontal hearth tube type ), the usual water and steam tank being indicated at 6 and the water container at 7.
In the case where the heat radiator is of the type indicated in e, the best results are obtained when its height and dimensions are relatively small.
The upper end of the sleeve k is open in the case shown in figure 1. It is clear that some of the heat from the gasifier can be used @
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to directly heat the contents of a container mounted above this open end. @ ,,, ¯¯
The shapes of the heat storage and radiator devices are given only by way of example and can obviously vary within wide limits without departing for this from the spirit of the invention.