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"Procédé pour l'amélioration du rendement des chaudières à foyers intérieurs."
Les Inconvénients des chaudières à foyers intérieurs, du type bien connu Cornwall par exemple, sont en ordre prin- cipal l'encombrement relativement grand, ainsi que les maçon- neries importantes que leur installation nécessite. Ces maçon- neries sont une des causes de l'abaissement du rendement ther- mique de ces chaudières: d'une part à cause des rentrées d'air à travers les crevasses éventuelles, d'autre part à cause de leur grande masse et de l'inertie calorifique qui en résulte.
En effet pendant les arrêts, ces maçonneries sont refroidies et à chaque remise en marche absorbent une nouvelle quantité de chaleur. Enfin, leur grande surface constitue une autre
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source de l'abaissement du rendement thermique: les pertes @ rayonnement et convection résultant de ces surfaces, leur sont proportionnelles suivant les lois bien connues de la transmission de la chaleur.
La présente invention a pour but de supprimer ces in- convénients tout en améliorant le rendement thermique de ces chaudières et éventuellement en augmentant la vaporisation.
L'invention est caractérisée par le fait que les sur- faces de chauffe extérieures peu actives sont supprimées.Les maçonneries de la chaudière sont remplacées par l'isolation suivant un des procédés bien connus, laine minérale, kies el- guhr ou analogue. Par contre pour remplacer les surfaces de ohauffe ainsi perdues on installe derrière la chaudière un faisceau tubulaire vaporisateur à circulation naturelle ou forcée.
Ce faisceau tubulaire peut être éventuellement suivi ou précédé d'un surchauffeur de vapeur. Enfin après le pas- sage à travers ce ou ces appareils, les fumées peuvent tra- verser les récupérateurs-réchauffeurs d'eau et ou d'air.
Les avantages qui résultent de l'application de l'in- .vention sont en ordre principal les suivants :
Suppression des maçonneries coûteuses et source de pertes importantes par rentrées d'air et inertie calorifique.
Diminution très sensible de pertes par rayonnement et convection grâce au calorifugeage.
Compensation de la surface de chauffe ainsi perdue par un faisceau tubulaire traversé par les fumées avec une vi- tesse plus grande.
Il en résulte une augmentation du coefficient de trans- mission de la chaleur comparativement aux carneaux latéraux et inférieurs des maçonneries ordinaires des chaudières à foyers intérieurs.
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Diminution de l'encombrement de l' installation. possibilité de donner un grand développement au faisceau tubulaire, augmentant ainsi la vaporisation.
Suppression de nombreux coudes et changements de direction d'où diminution de la perte de charge des fumées traversant la chaudière.
Diminution de la hauteur de la cheminée nécessaire qui en résulte. amélioration de la souplesse de la chaudière grâce à la suppression du volant thermique constitué par les maçonneries normales.
Possibilité d' installer entre le faisceau Tubulaire sup- plémentaire et la chaudière un réchauffeur d'air d'une faible surface permettant néanmoins grâce à la haute température des fumées de produire l'air chaud Très utile pour la combustion rationnelle des combustibles Très humides ou Très maigres ou très cendreux.
Le dessin ci-joint représente un exemple d'application de l'invention à Titre non limitatif.
La fig.1 représente une coupe longituôinale en élévation du fond arrière d'une chaudière à deux foyers intérieurs instal- lée suivant l'invention.
La fig. 2 représente une coupe Transversale en élévation dans le plan du faisceau tubulaire.
Les fumées provenant de la combustion dans le foyer non représenté dans le dessin traversent les tubes de foyer 2 et le faisceau vaporisateur à circulation naturelle 3 disposés directement derrière la chaudière. Ces fumées sont évacuées par les carneaux 4 vers la cheminée. La chaudière 1 est revêtue d'une couche d'isolation thermique 5. Le faisceau tubulaire 3 est constitué par les tubes mandrinés dans les collecteurs 6 qui communiquent avec la chaudière 1 par les conduits 7. Ces
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collecteurs sont éventuellement munis de portes autoclaves sui- vant les modèles bien connus utilisés dans la construction des chaudières multitubulaires. Le faisceau vaporisateur 3; est logé taires danserez ensemble dans un revêtement de maçonneries réfrac 8.
Il est bien entendu que la réalisation de l'invention suivant les ligures 1 et 2 est donnée à titre d'exemple non limitatif. Ainsi la circulation d'eau dans le faisceau tubu- laire peut être forcée, l'eau d'alimentation sortant de l'éco- nomiseur étant introduite dans les collecteurs inférieurs. D'au- tre part l'économiseur peut être un économiseur réchauffeur de l'eau d'alimentation aussi bien que de l'eau de fabrication.
Un réchauffeur d'air peut précéder, suivre ou remplacer l'é- conomiseur. Enfin au lieu de sortir directement dans la chemi- née, les fumées peuvent être conduites par un carneau vers une cheminée située à quelque distance de la chaudière.
REVENDICATIONS.
1). :Procédé pour l'amélioration eu rendement des chau= dières à foyers intérieurs caractérisé par le fait que les ma- çonneries normales sont supprimées et remplacées par un revé- tement calorifuge.
2). Procédé pour l'amélioration du rendement des chau dières à foyers intérieurs suivant 1, caractérisé par ce que la perte de la surface de chauffe extérieure de la chaudière est compensée par l'adjonction d'un faisceau tubulaire vapo- risateur.
3). Procédé pour l'amélioration du rendement des chaudières à foyers intérieurs suivant 1 et 2, caractérisé par ce qu'un surchauffeur de vapeur précède ou suit le fais- ceau tubulaire.
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"Process for improving the efficiency of boilers with indoor fires."
The disadvantages of boilers with indoor fires, of the well known Cornwall type for example, are mainly the relatively large space requirement, as well as the extensive masonry which their installation requires. These masonry works are one of the causes of the lowering of the thermal output of these boilers: on the one hand because of the inflow of air through any crevices, on the other hand because of their large mass and the resulting calorific inertia.
Indeed during shutdowns, these masonry are cooled and each time they are restarted absorb a new quantity of heat. Finally, their large surface area constitutes another
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source of the lowering of the thermal efficiency: the losses @ radiation and convection resulting from these surfaces, are proportional to them according to the well known laws of the transmission of heat.
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks while improving the thermal efficiency of these boilers and possibly by increasing the vaporization.
The invention is characterized by the fact that the not very active exterior heating surfaces are eliminated. The masonry of the boiler is replaced by insulation according to one of the well-known processes, mineral wool, kies el-guhr or the like. On the other hand, to replace the heating surfaces thus lost, a vaporizing tube bundle with natural or forced circulation is installed behind the boiler.
This tubular bundle may optionally be followed or preceded by a steam superheater. Finally, after passing through this or these appliance (s), the fumes can pass through the water and / or air recuperators-heaters.
The advantages which result from the application of the invention are in the main the following:
Elimination of costly masonry and source of significant losses through air intake and thermal inertia.
Very significant reduction in losses by radiation and convection thanks to thermal insulation.
Compensation of the heating surface thus lost by a tube bundle crossed by the fumes at a greater speed.
This results in an increase in the heat transfer coefficient compared to the side and bottom flues of ordinary masonry of furnaces with interior fireplaces.
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Reduction in the size of the installation. possibility of giving a great development to the tube bundle, thus increasing the vaporization.
Elimination of numerous bends and changes of direction, which reduces the pressure drop of the fumes passing through the boiler.
The resulting reduction in the required chimney height. improvement of the flexibility of the boiler thanks to the elimination of the thermal flywheel formed by the normal masonry.
Possibility of installing between the additional tube bundle and the boiler an air heater with a small surface area, nevertheless allowing, thanks to the high temperature of the flue gases, to produce hot air Very useful for the rational combustion of fuels Very humid or Very thin or very ashy.
The accompanying drawing represents an example of application of the invention without limitation.
FIG. 1 represents a longitudinal section in elevation of the rear base of a boiler with two interior burners installed according to the invention.
Fig. 2 shows a cross section in elevation in the plane of the tube bundle.
The fumes from the combustion in the fireplace not shown in the drawing pass through the fireplace tubes 2 and the vaporizer bundle with natural circulation 3 arranged directly behind the boiler. These fumes are evacuated through the flues 4 towards the chimney. The boiler 1 is coated with a thermal insulation layer 5. The tube bundle 3 is formed by the tubes mandrelated in the manifolds 6 which communicate with the boiler 1 via the ducts 7. These tubes
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collectors are optionally fitted with autoclave doors following the well-known models used in the construction of multi-tube boilers. The vaporizer beam 3; is housed will dance together in a refract 8 masonry cladding.
It is understood that the embodiment of the invention according to Ligures 1 and 2 is given by way of non-limiting example. Thus the circulation of water in the tube bundle can be forced, the feed water leaving the economizer being introduced into the lower collectors. On the other hand, the economizer can be an economizer for heating the feed water as well as the production water.
An air heater can precede, follow or replace the economizer. Finally, instead of leaving directly into the chimney, the fumes can be led through a flue to a chimney located some distance from the boiler.
CLAIMS.
1). : Process for improving the efficiency of boilers with interior fireplaces characterized by the fact that the normal masonry is omitted and replaced by a heat-insulating coating.
2). Method for improving the efficiency of boilers with interior fireplaces according to 1, characterized in that the loss of the exterior heating surface of the boiler is compensated by the addition of a tube bundle vaporiser.
3). Method for improving the efficiency of boilers with indoor fires according to 1 and 2, characterized in that a steam superheater precedes or follows the tube bundle.
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