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Disposition de surface de chauffe pour généra- teurs de vapeur,
La présente invention concerne un générateur de vapeur construit sous forme de chaudière tubulaire à cir- culation, dans laquelle l'agent de travail parcourt suc- cessivement une partie tubulaire située dans l'espace de rayonnement, une partie tubulaire dans laquelle la chaleur est transmise par contact, et finalement encore une fois une partie tubulaire située dans l'espace de rayonnement, le système de tubes étant calculé àe manière que la zone du passage de l'agent de travail de l'état liquide à l'é- tat gazeux se trouve dans la partie de contact.
Les parties de surface de chauffe situées dans l'espace de rayonnement ont été disposées jusqu'ici de manière que la flamme chauffe d'abord la partie intercalée @
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devant la surface de chauffe de passage dans le sens de l'écoulement de l'agent de travail et puis la partie in- tercalée derrière cette surface. Par surface de chauffe de passage on entend la partie de surface de chauffe dans laquelle l'agent de travail passe de l'état liquide à l'é- tat de vapeur, La partie de surface de chauffe intercalée en avant est désignée dans ce qui va suivre comme partie de rayonnement I, la partie de surface de chauffage inter- calée à la suite est désignée comme partie de rayonnement II.
Dans le fonctionnement d'une chaudière de cette construction, on se heurte à'des difficultés en tant que la zone de passage se déplace, même avec une amenée de chaleur totale constante, tantôt vers la partie de rayon- nement : , tantôt vers la partie de rayonnement II. Ce va-et-vient continu de la zone de passage est provoqué par l'augmentation et la diminution constante de la lon- gueur de la flamme, ce qui provient de variations de la finesse de broyage, de la qualité du charbon et d'autres conditions de combustion variables.
Lorsque la flamme de- vient plus longue ou plus courte, le rapport des quantités de chaleur absorbées par les parties de rayonnement I et II change, de sorte que la zone de passage de l'agent de travail de l'état liquide à l'état de vapeur se trouve, en direction d'écoulement, tantôt plus près de la partie de rayonnement I, tantôt plus près de la partie de rayon- nement II.
Pour supprimer l'influence de la distribution de chaleur variable dans l'espace de rayonnement, on pro- pose, d'après l'invention, de disposer les surfaces de chauffe situées dans la chambre de combustion devant et derrière la zone de transformation dans le sens de l'écou- lement de l'agent de travail, de manière que le rapport des quantités de chaleur absorbées par les surfaces de chauffe reste constant en cas de changements de la distri-
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bution de chaleur dans l'espace de combustion. Ce résultat peut s'obtenir par exemple du fait qu'on enroule les tubes des parties de rayonnement I et II en une hélice à plu- sieurs pas, qui revêt l'espace de combustion sur une éten- due plus ou moins grande.
Si les parties de rayonnement I et II se composent chacune d'un seul brin ou suite de tube, on aura une hélice à deux pas, Par contre si ces parties se composent chacune de plusieurs brins de tube montés en parallèle, on peut ou bien se représenter les brins parallèles chaque fois comme assemblés en une bande, et enrouler les deux bandes en une hélice à deux pas, ou bien établir l'hélice de manière qu'un brin de tube de la partie de rayonnement I et un brin de tube de la partie de rayonnement II se succèdent toujours l'un l'autre.
Pour la si.mplicité on désignera dans ce qui va suivre le premier mode d'enroulement sous le nom d'er.rou- lement par bandes et le mode d'enroulement mentionné en dernier sous le nom d'enroulement par tubes.
Mais dans une chaudière possédant des tubes ver- ticaux dans la chambre de combustion, une flamme brûlant irrégulièrement peut provoquer le cheminement de la zone de transformation. C'est alors surtout la combustion oblique de la flamme qui a ce résultat. Si on distribue les tubes verticaux sur la périphérie de la chambre de combustion de manière que tous les tubes de la partie de rayonnement I se trouvent côte à côte et que le reste de la périphérie soit ensuite revêtu de tubes de la partie de rayonnement II, il se produira un déplacement de la zone de transformation dès que par la combustion oblique de la flamme la partie de rayonnement 1 sera plus for- tement chauffée que la partie II, ou inversement.
C'est pourquoi on propose d'après l'invention, pour une chaudiè- re à tubes verticaux, de faire alterner les groupes de la partie de rayonnement I formés de tubes parallèles, sur la périphérie, avec des groupes de la partie., de rayonnement @
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II, ou bien aussi de disposer chaque fois un tube de la partie de rayonnement I près d'un tube de la partie de rayonnement II.
Le nombre des tubes montés en parallèle dans la parti-e de rayonnement I par rapport à la partie II peut varier. De plus on peut utiliser dans les deux parties de rayonnement des diamètres de tubes différents. De cette manière on peut calculer à volonté aussi bien la grandeur des surfaces de chauffe des deux parties de ra- yonnement, que la résistance à l'écoulement dans les deux parties de surface de chauffe.
Les dessins ci-joints représentent un exemple d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig, 1 montre un générateur de vapeur dans lequel les parties de rayonnement I et II sont enroulées l'une dans l'autre sous forme d'une hélice à¯deux pas, et on a représenté un enroulement intermutuel par bandes.
Ainsi que le montre cette figure, la partie d'enroule- ment I est formée par exemple de trois tubes et la partie II de deux tubes, et on se sert dans la partie d'enroule- ment II de tubes de diamètre plus grand que celui des tu; besde la partie I.
La fig. 2 montre le schéma d'enroulement qui a été utilisé dans la fig, 1.
La fig, 3 représente un schéma d'enroulement qui doit montrer l'aspect d'un enroulement intermutuel par tubes des deux parties d'enroulement.
La fig. 4 représente une chaudière dans laquelle la chambre de combustion est revêtue de tubes verticaux.
Les fig. 5 et 6 montrent en plan, de manière schématique, la disposition de tubes dans une chaudière à tubes verticaux, La fig. 5 représente une disposition dans laquelle les groupes de tubes des deux parties de rayonnement se succèdent alternativement sur la périphé- rie, tandis que la fig. 6 montre comment sont disposés
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les tubes lorsque la partie d'enroulement I et la partie d'enroulement II ne s'engagent pas entre elles par grou- pes, mais par tubes,
Dans toutes les figures des dessins les mêmes parties sont désignées par les mêmes signes de référence.
Pour se rendre compte du chemin que l'agent de travail suit en service, il suffit de suivre les signes de référen- ce 1 à 25.
Conformément aux indications données au préam- bule , les tubes 10 forment la partie de rayonnement 1, les tubes 18 la partie de rayonnement II, et les tubes 14 la surface de chauffe de passage, dans laquelle s'effec- tue la transformation du liquide en vapeur. Les parties d'enroulement I et II, c'est-à-dire les tubes 10 et 18, sont disposées dans la chambre de rayonnement ou de com- bustion a, les tubes 14 de la surface de chauffe de pas- sage dans la chambre b, dans laquelle la chaleur est transmise à la surface de chauffe de préférence par con- tact. Le combustible est amené par la vis transporteuse 26, l'air de combustion par la soufflerie 27, au brûleur 28. Les gaz d'échappement sont enlevés à l'aide de l'hé- lice 30 actionnée par le moteur électrique 29.
Les fig. 1 et 4 permettent de se rendre compte que le rapport mutuel des quantités de chaleur reçues par les parties d'enroulement I et II est en fait indépendant de la longueur et de la direction de la flamme. On est ainsi sûr qu'une génération irrégulière de la flamme ne provoque pas de déplacement de la zone de transformation.
L'invention est tout aussi importante pour des générateurs de vapeur dans lesquels la vapeur est engen- drée à la pression critique et à la température critique.