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CHAUDIERE A VAPEUR.
La présente invention concerne une chaudière à vapeur et porte plus particulièrement sur un aménagement de la chambre de combustion de cette chaudière,, laquelle est alimentée par brûleurs et dont les parois sont, à la manière connue:,, tapissées de tubes d'eau. Selon la présente invention, on dispose à la partie supérieure de la chambre de combustion et dans une région où la combustion est pratiquement terminée;
, des éléments alternés de tubes d eau et de tubes surchauffeurs formant des parois en principe verticales et perméables aux gazo De la sortes, ainsi qu'il sera expliqué ci-dessous,le rayonnement négatif des surfaces froides peut équilibrer le rayonnement des gaz et permettre un réglage judicieux de la température de surchauffe en même temps qui!est assurée la protection des surchauffeurs.De plus, ce rayonnement négatif des surfaces froides empêche tout collage d'impuretés sur les tubes.
Les parois verticales constituées par des tubes d9eau peuvent être obtenues à partir des tubes d'eau qui tapissent normalement les parois de la chaudière lesquels tubes deau sontà une hauteur convenable de la chambre de combustions,
coudés suivant un parcours légèrement incliné sur l'horizonta- le avant de rejoindre la paroi sensiblement verticale qu'ils se trouvent cons- tituero La portion légèrement inclinée sur l'horizontale des tubes deau ain- si déviés constitue à toute hauteur convenable de la chambre une sorte de gril- le qui a pour effet de diminuer le rayonnement de la chambre de combustion dans la région située au-dessus de ladite grille et dans laquelle sont situés les éléments surchauffeurs.
La paroi verticale des tubes d'eau peut également être constituée à l'aide de tubes verticaux réunissant deux sous-collecteurs d'eau, inférieur et supérieure
Les deux modes de réalisation des parois de tubes d'eau, soit à l'aide de tubes deau tapissant les parois de la chambre de combustion, soit à l'aide de sous-collecteurs, peuvent être combinés pour réaliser les tempe- ratures voulues dans les régions comprises entre ces parois et où sont logés
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les éléments surchauffeurs.
En outreles brûleurs qui alimentent la chambre de combustion, et qui sont de préférence disposés de manière à balayer approximativement tangentiellement par leur jet les parois de la chambre de combustion sont, conformément à la présente invention, montés de façon à être inclinables non seulement dans un plan vertical mais également dans un plan horizontal.
De la sorte, la zone de combustion qui, du fait de la distribution des brû- leurs prend la forme d'une sorte de surface de révolution, ou paraboloide, à axe vertical coincidant avec l'axe de la chambre, peut, du fait de la dou- ble orientation des brûleurs. avoir un rayon plus ou moins important à l'in- térieur de la chambre de combustion et intéresser une hauteur plus ou moins grande de ladite chambre.
Il est alors possible, grâce à cette disposition, de régler la température qui règne dans la partie supérieure de la chambre de combustion où sont logés les surchauffeurs, et d'obtenir un réglage de la tem- pérature de surchauffe.,en combinaison, ou non, avec les dispositions précé- dentes qui ont été ci-dessus exposées.
La disposition des brûleurs à double possibilité d'inclinaison, soit à la fois dans un plan vertical et dans un plan horizontal, pourrait être appliquée à toute chambre de combustion de chaudière, conformément à la présente invention.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple,fera mieux comprendre comment l'invention peut être réali- sée.
Les fige 1 à 4 sont relatives à un premier mode de réalisation et représentent : la fig. 1, une coupe verticale d'une chaudière aménagée con- formément à la présente invention ; la fig. 2 une coupe partielle,, à angle droit de la première coupe de ladite chambre de combustion ; la figo 3, une coupe par IL-IL de la fig. 1; la figo 4, une coupe par IV-IV de la fig. la
Les figo 5 à 9 sont relatives à un deuxième mode de réalisation et représentent : la figo 5, en coupe verticale, une chaudière dont les pa- rois de tubes d'eau médianes sont alimentées par des sous-collecteurs; la fig.
6 une coupe partielle à angle droit de première coupe de la chaudière repré- sentée fig.5; la fig. 7, une coupe par VII-VII de la fig. 5; la fig. 8 est une vue schématique en élévation d'une paroi de tubes d'eau alimentés par des sous-collecteurs , la fig. 9, une vue en plan de la fig. 8.
Les figo 10 à 12 sont relatives à un troisième mode de réalisa- tion de l'invention combinant les deux réalisations précédentes. La fig. 10 représente en coupe verticale une chaudière aménagée conformément à ce troi- sième mode de réalisation. La fig. 11 est une coupe partielle à angle droit de la coupe de la fige 10 de ladite chaudière. La fig. 12 est une coupe par XII-XII de la fig. 10.
Dans le premier mode de réalisation qui est représenté sur les fig. 1 à 4, les parois de tubes d'eau médianes, conformes à la présente inven- tion, sont constituées à partir des tubes d'eau tapissant normalement la cham- bre de combustion.
Ainsi qu'on le voit, la chambre de combustion a, en toute matière convenable, est tapissée de tubes d'eau b, schématiquement représentés par des traits sur la figure. Ces tubes d'eau sont alimentés par le collecteur infé- rieur .± et aboutissent au collecteur d'eau et de vapeur supérieur d. Confor- mément à la présente invention, un certain nombre de tubes d'eau b tapissant normalement la chambre sont, à une hauteur convenable de ladite chambre cou- dés en bl, de façon à être légèrement inclinés sur l'horizontale, puis redres- sés pour venir constituer deux parois médianes A et B, sensiblement verticales, et subdiviser ainsi en trois régions la partie supérieure de la chambre de com- bustion a.
Les tubes verticaux qui ont constitué les deux parois A B sont réu- nis, à leur partie supérieure, avec le ballon supérieur d. Grâce à cette dis- position et au coudage des tubes d'eau b suivant b1, on réalise., comme on le
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voit fig. 3,à une hauteur convenable à l'intérieur de la chambre de combus- tion a une sorte de grille à mailles lâches qui a pour effet d'amortir le rayonnement des gaz provenant de la partie inférieure de la chambre de com- bastion a.
De la sorte :il est possible de contrôler plus aisément la tempé- rature régnant dans les parties situées au-dessus de la grille ainsi formés)) et 19 on peut alors disposer entre les cloisons verticales intermédiaires A et B, ainsi qu9entre ces cloisons et les parois de la chambre de combustion, des tubes surchauffeurs e.
Ces tubes, comme on le voit sur les fige 1 et 2, peuvent être constitués par des nappes de boucles disposées suivant des plans verticaux et réunissant le collecteur de vapeur saturée! au collecteur de vapeur sur- chauffée g situés à l'extérieur de la chambre de combustion. Les trois nap- pes de tubes e ainsi constitués et qui pendent verticalement à l'intérieur de la partie supérieure de la chambre de combustion, sont disposées dans chacune des trois régions que délimitent les cloisons A et B à l'intérieur de la cham- bre de combustion.
Grâce au rayonnement négatif quexercent les parties rela- tivement froides A et B, on peut équilibrer le rayonnement rémanent des gaz qui parcourent cette partie supérieure de.la chambre de combustion, et obte- nir, en même temps que la protection des tubes surchauffeurs e, un équilibre qui permet d9assurer automatiquement le réglage de la surchauffée
La chambre de combustion est alimentée par des brûleurs.Conformé- ment à la présente invention, ces brûleurs peuvent être inclinés dans tolites les directionsc'est-à-dire à la fois dans un plan vertical, dans le sens des flèches C comme il est représenté fig. 1 et 2et également dans un plan ho- rizontal dans le sens des flèches D, fig. 4.
Ainsi qu9on le voit sur cette fi- gure 4, lorsque la chambre de combustion est de section carrée, par exemple on dispose au voisinage de chaque angle de la section, les brûleurs., de fagon que le jet qui en sorte soit approximativement tangent à la paroi adjacente de la chambre de combustion. On réalise ainsi par la rencontre des quatre jets,une sorte de tourbillon constituant la zone de combustion et ayant la forme d'une surface de révolution dont l'axe coïncide avec 1?axe de la chambre de combustion, et qui assure un brassage très efficace des gazo Grâce à la disposition objet de l'invention, suivant laquelle les brûleurs sont inclina- bles dans deux directionscette zone de combustion en forme de surface de ré- volution peut,
suivant 1?inclinaison des brûleurs.9 avoir un rayon plus ou moins grand à 1?intérieur de la chambre de combustion et peut également avoir une hauteur plus ou moins grande à l'intérieur de ladite chambrée De la sorte, il est possible, en réglant convenablement l'inclinaison des brûleurs,de régler la température dans la région qui se trouve à la partie supérieure de la cham- bre de combustion, et où sont placés les éléments surchauffeurs, ce qui permet, en combinaison avec la disposition précédente, dobtenir le réglage de la sur- chauffe.
Dans le mode de réalisation représenté sur les fig. 5 à 9, les cloisons intermédiaires A et B de la chambre de combustion sont constituées à partir de tubes deau, verticaux i, comme on le voit sur la figure 8, qui as- semblent deux sous-collecteurs 1 inférieur et k supérieur;, reliés au ballon d'eau et de vapeur d ou à deux ballons différents.Les deux parois A1, Bl ain- si constituées, comme on le voit fig. 6 subdivisent la partie supérieure de la chambre de combustion en trois régions à 1'intérieur desquelles peuvent être disposés des éléments surchauffeurs e1.
Ces éléments sont constitués par des nappes de boucles horizontales situées dans des plans verticaux, et aboutissent à deux collecteurs latéraux f1 de vapeur saturée et gl de vapeur sur- chauffée. Ainsi qu'on l'a représenté sur la fig. 6, les tubes surchauffeurs figurés à plus grande échelle e1 peuvent être munis d'ailettes et par exemple d'ailettes tangentielles dont les arêtes sont jointives et convenablement orientées dans la direction générale d'écoulement des gaz.
Dans ce cas, et contrairement à ce qui a lieu dans le cas du mo- de de réalisation précédent, les tubes d'eau b tapissent uniformément les pa- rois de la chaudière, à 1?exception cependant de quelques-uns d'entre eux ¯ qui peuvent être déviés comme on le voit fig. 5 et 6 de façon à dégager à la
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partie supérieure de la paroi de la chambre de combustion, des espaces E
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fige 6 pour permettre P insertion latérale des boucles des éléments surchauffeurs gl à 19intérieur de la chambre.
Les tubes bu après avoir longé par exemple les collecteurs i (fige 5 et 7) sont soit raccordés à ces collecteurs, soit raccordés en remontant le long de la paroi opposée au ballon d'eau et de vapeur supérieur do On re=
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marqua dans ce mode de réalisation qu'on ne constitue plus à 1intérieur'de la chambre de combustion la sorte de grille à mailles relativement lâches qui était représentée sur la figo 30
Le mode de réalisation représenté sur les fige 10 à 12 est une com- binaison des deux précédents. Dans ce mode de réalisation qui comporte trois cloisons intermédiaires sensiblement verticales et situées dans la partie su- périeure de la chambre de combustion a, la cloison médiane F (Figo Il)
est
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constituée par des tubes d'eau b provenant,, comme on le voit sur la figo 129 de la partie médiane de deux parois opposées de la chambre de combustion.
De part et d'autre de cette cloison médiane F, on dispose deux parois G, H, constituées, comme dans le cas des figures du deuxième mode de réalisation
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représenté sur les ta-go 5 à 9 par des tubes d-leau verticaux assemblant des sous-couecteurs i X frigo 10). Dans l'espace qui se trouve compris entre la cloison médiane F et les cloisons G et H on peut alors disposer, comme dans le cas précédente des éléments surchauffeurs e. constitués par des boucles, disposés en nappes dans un plan vertical et assemblant le collecteur de vapeur saturée - avec le collecteur de vapeur surchauffée mous deux disposés latéralement.
Dans ce cas encore, on voit, ainsi qu'on 1-la représenté sur les dessins (fig, il) que les tubes figurés à plus grande 'échelle,
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peuvent être munis d9ailettes tangentielles ou non, convenablement orientées.
Dans le cas du mode de réalisation des figo 10 à 12, les sous- collecteurs inférieurs j des parois G et H peuvent être alimentés par des
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tubes d9eau b3 déviés des tubas d9eau tapissant normalement la partie in- férieure de la chambre de combustion a, suivant un parcours légèrement incli-
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né sur l' hori3ontale avant de venir se raccorder aux dits collecteurs 1 (com- me on le voit fig. 12) On réalise ainsip dans ce mode de réalisation, la sorte de grille à mailles lâches qui a pour effet de diminuer dans la partie supérieure de la chambre de combustion le rayonnement provenant de la partie inférieure.
Dans le cas de ce dernier mode de réalisation,., comme dans le pré- cédant,., la chambre de combustion est alimentée à l'aide de brûleurs h inclina- bles dans deux directions perpendiculaires et cette disposition ainsi qu'il
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a été dit ci-dessus, permet d'assurer le réglage de la surchauffe,, conC1lr= remment avec 19am.énagement des parois de tubes d-9eau. De tels brûleurs dou- b2ezn inclinables peuvent., conformément à la présente invention, être appli- qués à toute autre chambre de combustion.
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