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" Dispositif applicable aux chaudières à tubes d'eau "
La présente invention se rapporte à un dispositif appli- cable aux chaudières à tubes d'eau; elle est caractérisée essen- tiellement par le fait qu'au-dessus de la grille et le long de celle-ci (ou sur une partie de sa longueur) est disposée une voûte qui est constituée en partie par un certain nombre de tubes faisant partie du système circulatoire de la chaudière et en partie par un certain nombre d'éléments de réchauffage de l'air secondaire; ces derniers éléments sont disposés sur la face des tubes qui est détournée de la grille et sont pro- tégés, au moins en majeure partie, contre la chaleur rayonnée directement par le foyer ;
les tubes et les éléments de réchauffage qui forment ensemble un mur sont disposés de manière à pouvoir remplacer la voûte ou à la protéger de fa- çon qu'ilsoit possible de se passer de blocs de maçonnerie exposés à la chaleur rayonnée directement par le foyer . En
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raison de l'augmentation du nombre des tubes de circulation, de l'amenée de l'air secondaire et de la réduction des pertes de calories (pertes dues à la maçonnerie) le disposi- tif objet de l'invention contribue à augmenter le rendement de la chaudière.
La voûte qui est constituée par les tubes d'eauet par les éléments de réchauffage de l'air secondai- re est placée de préférence à l'extrémité antérieure du foyer, au-dessous de la voûte d'allumage et, le cas échéant, à l'endroit où est placée couramment la voûte d'allumage. des chaudières comportant un foyer à grille . Il est de plus préférable que les tubes et les éléments de réchauffa- ge de l'air secondaire constitués par des compartiments ou éléments analogues soient disposés dans des plans sensible- ment parallèles à l'axe longitudinal de la grille.
Sur le dessin annexé on a représenté à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un généra- teur à tubes d'eau et à foyer à grille établi conformément à 1!invention; la figure 2 est une vue en coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1;
La figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'élément de réchauffage d'air établi conformé- ment à l'invention; dans ce mode de réalisation l'élément de réchauffage affecte la forme d'une chambre à air;
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3;
La figure 5 montre le mode de réalisation d'une tuyère d'injection d'air;
La figure 6 montre la disposition d'ensemble des élé- ments de réchauffage ou chambres à air .
Le générateur à tubes d'eau montré sur la figure 1 est établi à la manière usuelle, sauf en ce qui concerne les mo-
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difications qui y ont été apportées conformément à l'in- vention. Ce générateur comporte : une chaudière supérieure, 1; un système tubulaire 2 sensiblement horizontal; des col- lecteurs 3 et 4; un surchauffeur 5 et un réchauffeur 6 uti- lisant la chaleur des gaz perdus. La grille 7, le disposi- tif 8 d'alimentation en combustible, de même que le mode de circulation des gaz perdus sont sensiblement analogues à ceux des générateurs connus.
Au-dessus de la partie antérieure de la grille sont disposés des tubes 10 qui font partie du système circulatoire du générateur et qui, dans le mode de réalisation figuré, s'étendent dans le sens de la longueur de la grille,c'est-à- dire qu'ils sont sensiblement parallèles à l'axe longigudi- nal de la grille .
Les tubes 10 se raccordent à un collecteur d'eau 11 qui communique directement avec la chaudière supérieure 1 au moyen des tubes 9. Les tubes 10 peuvent, dans un autre mode de réalisation, venir se raccorder à. un collecteur 13 dispo- sé dans la paroi postérieure de la chaudière ou à l'exté- rieur de cette paroi . Dans le dernier cas, les tubes de jonction 12 prévus entre les tubes 10 et le collecteur 13 peuvent s'étendre à travers la boite à feu et être utilisés pour la protection latérale de la grille. Le collecteur 13 est relié à la chambre d'eau de la chaudière 1 par l'inter- médiaire des tubes 14 qui sont, de préférence, décalés à l'extérieur de la maçonnerie du générateur.
Les tubes 10 sont placés parallèlement les uns à côté des autres et à des intervalles convenables. Près des tubes sont disposés les éléments de réchauffage de l'air, pourvus ou non d'un isolant. Les tubes et les éléments de réchauffa- ge forment une sorte de voûte directement au-dessus de la partie antérieure de la grille. Cette voûte peut être placée au-dessous de la voûte usuelle en maçonnerie et la revêtir
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ainsi complètement ou en partie . Le rôle de la voûte d'al- lumage usuelle peut être assumé en cas de besoin par un iso- lant thermique 15 prévu au-dessous des éléments de réchauf- fage de l'air et, le cas échéant, également au-dessous des tubes d'eau, de même que par un massif 17 , de dimensions réduites, en maçonnerie qui sert en même temps d'isolant thermique pour le collecteur 11.
Les tubes 10 présentent;une partie antérieure rectili- gne suivie d'une partie 10a dirigée vers le haut et raccordée à une partie 10b qui s'étend parallèlement aux tubes du faisceau 2 et qui se raccorde aux collecteurs 4 du côté de sortie dudit faisceau . Les collecteurs 4 sont reliés à l'ai- de des tubes 18, à la chambre de vapeur de la chaudière 1.
Dans le mode de réalisation figuré les éléments de ré- chauffage de l'air, qui sont disposés au-dessus des tubes d'eau 10, sont constitués par des chambres ou tubes 19 aux- quels l'air est amené par l'intermédiaire de collecteurs 20 et à l'aide d'un conduit 21 raccordé à un ventilateur 22.
Dans le même mode de réalisation le ventilateur est placé à la partie supérieure du générateur,tout près du toit du lo- cal dans lequel est installée la chaudière,de telle sorte que l'air aspiré est porté à la température élevée qui règne dans la partie supérieure du local. Les chambres à air s'é- tendent le long des tubes d'eau 10 et sont munies chacune à son extrémité intérieure de tuyères ou ajutages 25, de forme convenable faisant saillie entre les tubes 10 et l'aide desquelles l'air secondaire convenable- ment réchauffé est éjecté à grande vitesse et de préférence dirigé obliquement vers le bas et contre la grille. La vi- tesse de l'air, :pour des quantités d'air variables,est ré- glée par une distribution appropriée de celui-ci entre les diverses parties des éléments de réchauffage individuels.
A cet effet, on peut par exemple subdiviser les cham- bres à air 19, à l'aide d'une cloison 30, en deux canaux
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longitudinaux 31 et 32 dont chacun communique avec la par- tie correspondante du collecteur 20 qui peut également être subdivisée par une cloison en deux compartiments auxquels l'air est amené à l'aide de soupapes 33. Grâce '.ce disposi- tif on peut régler laquantité d'air amenée au générateur tout en maintenant une vitesse d'injection sensiblement égale. Pour de faibles charges de la chaudière il n'est donc pas nécessaire de faire appel à des excès d'air impor- tants pour obtenir la vitesse d'injection désirée. Lorsqu'on n'utilise pour l'admission d'air qu'un seul des canaux 31 et
32, on choisit de préférence le canal inférieur, car on assure ainsi la protection contre la surchauffe .
Comme on le voit sur la figure 2,la voûte du mode de réalisation figuré est constituée par des tubes de circula- tion,par des éléments de réchauffage de l'air secondaire,et par un isolant.
Dans certains cas, on peut soustraire les tubes et les chambres à air, entièrement ou en partie, à l'action de la grille en les munissant d'un revêtement en matière réfrac- tairexxxx. Ainsi on peut par exemple prévoir pour les cham- bres à air une plaque isolante et pour les tubes un revête- ment calorifuge analogue .
Les chambres à air 19 ont, de préférence, unesection rectangulaire, un des côtés les plus larges du rectangle étant tourné vers la grille . Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, on peut, en vue d'augmenter la surf ase conductrice de la chaleur, revêtir intérieurement(ces chambres avec des tôles minces 24, pliées ou ondulées de préférence .
Les tuyères 25 sont, de préférence, amovibles ; ellessont raccordées aux extrémités extérieures des chambres. A l'ex- trémité de sortie chacune des chambres à air présente de préférence une section légèrement décroissante, de telle ma- nière que ces chambres puissent faire saillie vers l'avant
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et entre les tubes 10, comme on le voit sur la figure 6.
La figure 5 montre une tuyère vue par l'extrémité de sortie.
Il est évident qu'on peut superposer deux ou plusieurs ran- gées de tubes 10 et des chambres à air 19 et qu'il n'est pas absolument nécessaire que toutes les tuyères 25 débou- chent dans le même plan ; on peut, au contraire,par un déca- lage approprié des diverses tuyères amener l'air secondaire à des points différents situés au-dessus de la grille.Les diverses rangées de chambres à air,peuvent, le cas échéant, être raccordées à des collecteurs différents et les chambres d'une seule et même rangée peuvent venir se raccorder alter- nativement aux divers collecteurs d'air de la chaudière .
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ét on peut y apporter diverses @difica- tions sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention.
Ceci s'applique également aux modifications dues aux diffé- rences qui existent entre divers types de chaudières. Ainsi, par exemple, dans le cas de générateurs à tubes d'eau com- portant un faisceau de tubes sensiblement verticaux,les tubes 10 peuvent être reliés avec la chaudière supérieure.
De plus, l'invention n'est pas limitée aux générateursà foyer grille ,quoique pour la clarté et pour la simplicité de l'exposé on ait décrit dans ce qui précède un générateur du type en question; il est, en effet, évident que par exem- ple les tubes 10 et 12 et les chambres à air 19 peuvent être disposés de la même façon ou de façon sensiblement identique dans les générateurs chauffés à l'huile, c'est-à- dire dans le cas où l'huile de chauffage est injectée à l'endroit même où, dans le mode de réalisation montré sur le dessin,le combustible est amené à la grille.
Ce qui im- porte, c'est qu'on peut se casser complètement ou en partie de ces massifs de maçonnerie utilisés couramment dans les voûtes des boîtes à feu, massifs dont la durée est courte et qui résistent faiblement aux variations importantes de -6-
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température, puisque ces massifs peuvent être remplacés par des tubes combinés avec un dispositif de construction sim- plifiée pour le réchauffage de l'air secondaire,ce qui ré- duit considérablement les ftais d'entretien de la voûte;les pertes par chauffage et par refroidissement s'en trouvent également réduites.
Grâce au réchauffage de l'air secondaire et au trajet qu'on lui fait parcourir on améliore la combustion dans le foyer ; enfin, en raison de l'augmentation du nombre des tu- bes du faisceau tubulaire la production de vapeur se trouve également augmentée .
Dans la chaudière établie conformément à l'invention on peut, bien entendu, munir d'un revêtement convenable les tubes voisins de la paroi arrière et des parois latérales de la boîte à feu . Les Aubes 35, disposés le long de la pa- roi arrière peuvent venir se raccorder,du côté de l'arrivée, aux collecteurs d'eau 13 et du côté de la sortie, aux collec- teurs d'eau 4.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit,les tubes et les éléments de réchauffage de l'air secondaire sont disposés dans des plans sensiblement parallèle@ à l'axe longitudinal de la grille . Il est toutefois possible de placer les tubes d'eau et les éléments de réchauffage trans- versalement à la grille. La voûte formée par ces éléments peut aussi s'étendre sur toute la longueur de la grille,au lieu d'être disposée sur l'extrémité antérieure de celle-ci.
Une telle voûte, établie conformément à, l'invention,peut être constituée par exemple par deux parties s'étendant de part et d'autre au-dessus de la grille,de manière à farmer entre elles une ouvertures travers laquelle est insufflé, dans le foyer,l'air secondaire provenant des éléments de ré- chauffage. Le faisceau tubulaire usuel 2 est alors disposé dans l'espace qui est ménagé au-dessus de la voûte et qui
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communique, par l'ouverture précitée, avec la boite à feu disposée entre la grille et les voûtes. Les tubes d'eau fai- sant partie des voûtes et leurs prolongements vers le haut qui s'étendent jusqu'au dôme peuvent alors servir de revê tement aux parois de la chambre dans laquelle est logé le faisceau tubulaire 2; ils peuvent remplacer en partie les dites parois.