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La présente invention est relative à une chaudière et plus spécialement à une unité génératrice de vapeur complète sauf en ce qui concerne les raccordements nécessaires pour com- bustible, eau et électricité, aux sources de ceux-ci.
La présente invention prévoit une chaudière pour une unité génératrice de vapeur comprenant : un corps de chaudière comportant des plaquée tubulaires espacées et un certain nombre de tubes de chaudière fixés dans les plaques de la manière habi-
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tuelle ; une porte à chaque extrémité du corps, montée à charniè- re sur ce corps et comportant des moyens aptes à la fermer con- tre les extrémités dudit corps, ces portes, lorsqu'elles sont ouvertes, mettant à découvert les deux extrémités de tous les tubes.
La présente invention prévoit également un générateur de vapeur comprenant : un corps de chaudière comportant des pla- ques tubulaires espacées et un certain nombre de tubes de chau- dière se terminant dans les plaques ; porte montée à charnière à une extrémité du corps cylindrique et ménageant une chambre de soufflage ; un logement de brûleur et un ventilateur montés dans cette porte, ce ventilateur délivrant de l'air à la chambre de soufflage pour le mener au logement de brûleur.
Dans le passé il était courant de prévoir des unités génératrices de vapeur pratiquement complètes et montées sur des sabots servant à un transport aisé de l'usine au lieu d'uti- lisation et à l'installation dans une chambre de chauffe. En général, ces unités comprenaient une chaudière avec-l'habituel tube de chauffe ou tube-foyer et un certain nombre de tubes de chaudière plus un brûleur, ainsi que les appareils de contrôle nécessaires montés à l'extrémité avant du tube de fumée.
Les mo- teurs de ventilations nécessaires et les pompes à combustible de même que les organes de contrôle de ces appareillages se trou- vaient dans les sabots sur lesquels la chaudière était montée. ainsi Il était/uniquement nécessaire de relier les tuyauteries amenant le combustible et l'eau, un raccordement à la cheminée et une connexion électrique au tableau de contrôle de l'unité, pour que l'installation de l'unité génératrice soit terminée.
La chaudière de ces unités était, dans le passé, construite suivant les principes conventionnels ; elle comprenait des plaques tubulaires espacées chacune, vers l'intérieur, de l'extrémité adjacente du corps de chaudière, avec prévision de
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briques réfractaires et de mortier placés à l'extrémité du corps pour former des passages dirigeant les produits 'de combustion sortant de certains tubes de chaudière, dans les autres tubes.
De cette manière, les gaz de combustion étaient amenés à passer alternativement à travers différents jeux des tubes de chaudière avant d'aller à la cheminée. Les tubes exigent un nettoyage après utilisation pendant un certain temps, généralement au moins une fois par an. Afin de réaliser le nettoyage, les extrémités des tubes doivent être découvertes, de manière q.ue des outils de nettoyage puissent être déplacés à travers les tubes. Pour ce faire, il faut prévoir un travail important pour enlever les pla- ques d'extrémité de la chaudière, qui sont fixées par un grand nombre de boulons et ensuite pour casser et enlever les briques et autres matériaux réfractaires pour mettre éventuellement à découvert les extrémités des tubes.
L'enlèvement de l'appareil .d'alimentation de combustible exigeait un travail coûteux et la déconnexion de beaucoup de canalisations au voisinage de l'extrémité avant de la chaudière. De la sorte, un nettoyage d'une unité génératrice de vapeur était une tâche importante exigeant l'arrêt de l'unité pendant plusieurs jours.
La présente invention se rapporte à une nouvelle con' ception de chaudière, au montage de brûleurs de combustible et d' autres accessoires nécessaires dans une unité génératrice de vapeur. La construction est réalisée de telle façon que la chau- dière peut être ouverte en quelques minutes, souvent moins de cinq minutes, pour dégager ou mettre à découvert complètement le tube de chauffe et les tubes de chaudières en vue du nettoya- ge,' d'une inspection ou pour toute autre raison. L'unité peut être remise en service en une période de temps similaire. L'uni- té est de faible encombrement et comporte en fait les accessoires d'introduction du combustible, disposés dans une partie de la chaudière proprement dite.
De la sorte, les sabots ne supportent
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que le corps cylindrique de chaudière et il n'y a pas de nécessi- té de monter d'autres appareils sur les sabots en plus du corps cylindrique.
Le but pincipal de la présente invention est de pré- voir une nouvelle chaudière améliorée et une unité génératrice utilisant la chaudière.
Un autre but est de prévoir une unité génératrice de vapeur qui puisse être arrêtée, ouverte pour le nettoyage des tubes et ensuite remise rapidement en service avec moins de tra- vail que ce n'était possible jusqu'à présent.
Un autre but est de prévoir un unité génératrice de vapeur comportant une chaudière avec des portes montées à char- nière et fixées à la chaudière par un montage étanche aux gaz, grâce à très peu de boulons, pour permettre une ouverture et une ferméture aisées des portes.
Un autre but est de prévoir une unité génératrice de vapeur dans laquelle l'unité de brûleur et le dispositif d'in- troduction d'air sont montés sur une porte à charnière, aisément déplaçable à partir de sa position de travail, pour permettre un travail ou le remplacement d'unités.
Un autre but est de prévoir un nouveau logement de brûleur destiné à être utilisé dans une unité génératrice de vapeur, de conception nouvelle, et permettant t'utilisation du logement pour différents combustibles et l'inclusion du loge- ment dans une porte à charnière de la chaudière.
D'autres buts, .avantages et caractéristiques de la présenteinvention apparaîtront de la description suivante don- née avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en élévation latérale d, nouvelle chaudière, montrant les agencements d'introduction de combustible et d'air, ainsi que l'unité sans ses connexionx aux sources extérieures de carburant et d'eau, et aux conduits de fumée.
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La figure 2 est une vue en élévation de l'extrémité avant de la chaudière de la figure 1.
La figure 3 est une vue en élévation de l'extrémité arrière de l'unité de la figure 1.
La figure 4 est une vue partielle en perspective de l'extrémité avant de l'unité représentée à la figure 1, et mon- trant les portes intérieure et extérieure avant, partiellement ouvertes.
La figure 5 est une vue frontale intérieure de la porte avant extérieure, prise suivant,la ligne 5-5 de la figure 4 et montrant le ventilateur du brûleur de combustible, la pompe à huile et la pompe à air de pulvérisation, montés sur l'inté- rieur de la porte avant.
La figure 6 est une vue en coupe verticale prise sen- siblement par le centre de la porte extérieure avant et sensible- .ment suivant la ligne 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une vue en coupe par l'extrémité in- térieure de l'arbre du moteur de ventilateur et prise sensible- ment suivant la ligne 7-7 de la figure 6.
La figure 8 est une vue en coupe prise sensiblement suivant la ligne 8-8 de la figure 7 et montrant la connexion d'embrayage entre l'arbre du moteur et la poulie de transmission pour les pompes à huile et de pulvérisation d'air.
La figure 9 est une vue en coupe partielle prise sensiblement verticalement à travers la porte arrière, comme indiqué par la ligne 9-9 de la figure 3.
La figure 10 est une vue en coupe horizontale par un des boulons de fixation prévus sur la porte arrière, et prise sensiblement suivant la ligne 10-10 de la figure 3.
La figure 11 est une vue en coupe partielle d'extré- mité en regardant vers le boulon représenté à la figure 10, et prise sensiblement suivant la ligne 11-11 de la figure 10.
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La figure 12 est une vue partielle agrandie de la charnière des portes avant.
La figure 13 est une vue en coupe partielle prise à travers la broche de la charnière montrée à la figure 12 et sensiblement suivant la ligne 13-13 de la figure 12.
La figure 14 est une vue en coupe horizontale par- tielle prise à travers le coussinet de la broche de la charnière supérieure et sensiblement suivant la ligne 14-14 de la figure 12.
La figure 15 est une vue horizontale partielle à tra- vers la charnière illustrée à la figure 12 et prise sensiblement suivant la ligne 15-15 de la figure 12.
L'unité génratrice de vapeur illustrée est une unité d'une puissance d'environ 40 chevaux, conçue pour utiliser une huile légère comme combustible. L'unité est du type à tirage . forcé, les produits de combustion faisant quatre passages à tra- vers le tube de chauffe et les tubes de chaudière avant d'entrer à la cheminée.
Aux figures 1, 2 et 3, la vue extérieure générale de la nouvelle unité génératrice montre que l'unité est supportée sur des sabots 20 reliés au corps cylindrique de chaudière par une paire de consoles verticales 21 prévues de chaque côté du corps cylindrique. Celui-ci n'est pas visible car il est recou- vert par des briquetons isolants conformés à l'avance à la forme cylindrique du corps cylindrique de chaudière et comportant à leur tour un revêtement extérieur constitué par une fine tôle 22. Ce revêtement extérieur peut recevoir un recouvrement super- ficiel émaillé cuit, et les sabots peuvent être peints d'une couleur similaire ou faisant contraste de sorte que l'apparence extérieure de l'unité est très plaisante à l'oeil.
Une porte extérieure avant 23 est montée par une charnière 24 sur le corps cylindrique de chaudière. Elle
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porte un logement de brûleur de combustible 25 dans sa. partie inférieure et un moteur électrique 26 qui est directement relié à un ventilateur intérieur à la porte 23. De l'air est amené par un conduit d'entrée 27 au ventilateur qui distribue l'air à l'intérieur de la porte intérieure et dans le logement de brû- leur 25. Une pompe à huile 28 est également montée sur la porte avance même qu'une pompe d'air de pulvérisation 29.
Les produits de combustion passent quatre fois à tra- vers le corps cylindrique de chaudière et sortent par la cheminée
30 qui recevra un raccordement approprié à la cheminée propre- ment dite du lieu où l'unité est installée. La porte arrière 31 est également fixée à pivotement grâce à une charnière 32. Cette porte est très profonde afin de pouvoir contenir et supporter une matière réfractaire, comme on le décrira ci-après en détail.
Une plaque de détente de pression 33 est prévue du côté extérieur de la porte arrière 31, de même qu'un regard d'ins pection 34 à l'opposé du tube de chauffe disposé dans la chau- dière.
Des raccordements sont prévus pour le brûleur de combustible, et des raccordements d'eau pour la chaudière. La vapeur est enlevée de l'unité par un raccord 35 généralement disposé au centre du corps .cylindrique de chaudière, un déten- deur de pression 36 étant prévu à un endroit approprié.
Les détails des connexions et raccordements des deux portes avant et arrière seront donnés ci-après; on peut déjà noter que cinq boulons 37 sont nécessaires sur la porte avant et cinq boulons similaires 38 pour fixer la porte arrière au corps cylindrique. Les charnières 24 et 32 permettent la fixa- tion des portes au corps cylindrique à l'endroit où elles sont prévues. La structure particulière de ces fixations par boulons est importante car elle doit assurer un montage étanche au gaz entre les portes et le corps cylindrique. Ces fixations seront
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également décrites plus en détail ci-après.
L'unité de réglage 39 pour le registre du conduit d'entrée d'air 27 et le solénoïde de réglage 40 pour la pompe à huile 28 sont également montés sur la porte avant et pivotent avec elle lorsque cette porte est ouverte. L'unité 39 est un mo- teur modutrol sensible au réglage de pression (ou au réglage de température dans les chaudières à eau) actionnant le registre et la vanne à gaz ou le registre et le dispositif 40 pour une à opération/feu élevé .
Les diverses parties de l'unité génératrice de va- peur, qui seront décrites dans les paragraphes suivants, sont chacune importantes dans la conception entièrement nouvelle de telles unités. A la connaissance de la demanderesse, il n'existe pas de construction réalisée et utilisée qui forme un tout et soit facilement mise en service comme la présente unité. Dans le -passé, il était nécessaire de rejeter les matières réfractaires et de les remplacer chaque fois que la chaudière devait être ouverte. De plus, il n'y avait pas de méthode rapide et aisée pour ouvrir une telle chaudière et pour la remettre en service en une courte période de temps. Dans la présente invention, l'unité peut être ouverte et fermée en quelques minutes et plu- sieurs des structures qui seront décrites contribuent à rendre possible l'obtention d'un tel résultat.
La porte avant extérieure 23 est représentée à la figure 4 en position partiellement ouverte pour montrer la porte avant intérieure 41.L'intérieur de l'extrémité avant du corps cylindrique de chaudière 18 est mis à découvert à la figure 4 pour montrer par la même occasion la plaque tubulaire avant 19.
Le tube-foyer 42 est représenté comme traversant la plaque tu- bulaire avant et est pourvu d'un rebord 43 comportant une série de boulons 44. La porte avant intérieure 41 est sensiblement plane et se prolonge vers l'extérieur de telle sorte que son
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bord périphérique puisse entrer en contact avec le rebord 45 du corps cylindrique de chaudière 18 lorsqu'on ferme cette porte avant sur ce corps. Une ouverture 46 prévue dans cette porte in- térieure permet à l'extrémité extérieure du tube-foyer 42 de la traverser afin d'entrer en contact avec un rebord du logement de brûleur. La porte intérieure est maintenue en place autour du . tbe-foyer par les boulons 44 et des écrous vissés sur les bou- lons du côté extérieur de la porte intérieure, lorsque celle-ci est fermée.
Les produits de combustion venant du logement de brûleur pénètrent dans le tube de chauffe et traversent ce der- nier sur toute sa longueur pour sortir.à l'extrémité opposée, où ils sont déviés vers les tubes de chaudière inférieurs 47 prévus de chaque côté du tube de chauffe 42. Lorsqu'ils reviennent à travers les tubes 47 dans l'espace du corps cylindrique, compris entre la plaque tubulaire avant 19 et la porte intérieure 41, les gaz pénètrent dans les tubes de chaudière supérieurs 48 et retournent à l'extrémité arrière du corps cylindrique de chau- dière. Un élément de séparation métallique 49 est soudé en place entre la plaque tubulaire avant et les c ôtés du corps cylindri- que de chaudière pour séparer les tubes 48 du jeu de tubes supé- rieurs 50.
La porte avant intérieure 41 se serre contre une gar- niture montée sur le bord extérieur de l'élément 49, lorsque la porte est fermée sur le corps cylindrique. Les produits de com- bustion sortant des tubes 50 sont conduits à la cheminée 30.
On notera que la porte avant extérieure 23 est en forme de cuvette et est pourvue d'un rebord 51 qui se joint au rebord 45 du corps cylindrique de chaudière. Les figures 5 et 6 montrent spécialement l'appareillage monté dans la porte avant extérieure 23. A l'extrémité supérieure de la porte, un moteur électrique 26 est relié à un ventilateur 52 comportant une série d'aile-ttes radiales 53. Un plateau diffuseur 54 est monté direc- tement sur le ventilateur et comporte une périphérie 55 destinée
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à recouvrir une aussi grande superficie que possible du ventila- teur.
La forme particulière du plateau diffuseur 54 est choisie pour diriger l'air venant du ventilateur, vers l'extérieur, con- tre les parois en forme de cuvette de la porte, et distribuer ainsi l'air à faible vitesse depuis le ventilateur de façon aussi étendue que possible dans l'espace compris entre la porte intérieure 41 et la porte extérieure 23. Cet espace agit comme chambre de soufflage peur l'air amené par l'entrée 27 à la por- te centrale du ventilateur et, de là, radialement vers l'exté- rieur à l'arrière du plateau diffuseur 54.
Le logement de brûleur 25 est constitué par une pièce coulée comportant un corps 56 de forme cylindrique et une partie avant à rebord 57 s'étendant vers l'extérieur de la por- te et fixée à celle-ci. Le corps cylindrique est plus petit que la partie avant cylindrique du logement de brûleur et y est sup- ,porté par un certain nombre d'éléments croisillons 58 qui lais- sent un passage pour l'air venant de la chambre de soufflage et allant à la partie arrière du logement de brûleur, dans le sens des flèches 59. L'air pénètre ainsi dans l'espace présenté par le cylindre intérieur 60 du logement de brûleur et est mené au tube de chauffe 42 par un diffuseur 61 prévu sur l'extrémité interne du logement.
Comme le brûleur illustré fonctionne avec une huile légère, une canalisation d'huile 6 comportant un gi- cleur habituel 63 est représentée centralement dans le logement de brûleur. L'appareil d'allumage 64 est illustré dans sa posi- tion au voisinage de la canalisation d'amenée d'huile 62.
Le logement de brûleur est donformé de telle sorte qu'il puisse être converti en brûleur à gaz en reliant simplement une source de gaz à une conduite 65 traversant la porte extéri- eure et reliée à un raccord 66 qui mène le gaz à l'espace 67 compris entre le corps cylindrique extérieur 56 et le cylindre intérieur 60 du logement de brûleur. Ce gaz pénètre dans le tube
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de chauffe par un certain nombre de petites ouvertures 68 pré- vues à l'extrémité interne du logement de brûleur et communiquant avec l'espace 67.
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Le logement de brûleur est pourvu intermédiairement à ses extrémités, d'un rebord 69 qui s'appuie contre la porte intérieure 41 lorsque les deux portes sont fermées. Une garni- ture d'étanchéité convenable est prévue autour de l'ouverture
46 de la porte intérieure pour que ce rebord 69 réalise une jonc- tion étanche à l'air entre le logement de brûleur et la porte intérieure. De la sorte, l'entièreté de l'air de la chambre de soufflage doit pénétrer dans le logement de brûleur dans le sens des flèches 59. Il sera entendu également que des garnitu- res sont prévues entre la porte intérieure 41 et le rebord 45 du corps cylindrique de chaudière et entre les rebords corres- pondants et la partie périphérique des portes extérieure et in- térieure.
Le choix de l'huile ou du gaz, comme combustible, demande certains changements dans l'appareil de chauffage. Avec - le gaz comme combustible,' la pompe à huile 28 et la pompe à air de pulvérisation 29 ne sont pas utilisées. Avec une huile légère, on emploie ces unités. Comme illustré aux dessins, l'arbre du moteur 26 traverse le ventilateur 52 et le plateau déflecteur 54. Une poulie 70 est montée sur des roulements 71 de manière à pouvoir tourner librement sur l'arbre 72 du moteur. Une courroie de transmission 73 passe sur la poulie 70 et sur des poulies similaires 74 et 75 respectivement de la pompe à huile et de la pompe à air de pulvérisation. La courroie est en caoutchouc flexible et présente des dents sur sa surface intérieure afin d'assurer un entraînement certain.
On a prévu des moyens pour embrayer et débrayer sé- lectivement la poulie 70 sur l'arbre du moteur. L'arbre est creux et comporte intérieurement un plongeur 76 soumis à l'action d'un ressort 77 en direction de l'extérieur. Une broche 78 peut
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être déplacée intérieurement à travers des encoches à baïonnette
79 prévues dans la poulie, et tournée à 90 pour se disposer dans des rainures de rétention80, ce qui bloque la poulie 70 par rapport à l'arbre creux 72 du moteur. Dans la position repré- sentée à la figure 7, la broche 78 se situe à l'arrière du colli- er 81 présentant les encoches à baïonnette 79 et les rainures de retention 80, de sorte que la poulie 70 n'est pas solidarisée à l'arbre du moteur.
Le plongeur 7$ présente une fente pour tournevis près de l'extrémité extérieure du moteur 26 de sorte que la solidarisation de la poulie à l'arbre du moteur peut être aisément réalisée de l'extérieur sans ouvrir les portes.
En se référant à la figure 5, le réservoir d'huile
82 est prévu pour le nettoyage de l'air pulvérisé venant de la pompe 26. L'allumage du combustible peut être réalisé grâce à un dispositif d'allumage 83 prévu sur le logement de brûleur.
La porte arrière 31 est fixée à charnière au corps cylindrique de chaudière comme la porte avant. Cette porte ar- ' rière est en forme de cuvette et comporte un rebord périphérique
84 qui vient en contact avec un rebord 85 de la chaudière, une garniture 86 en cordes d'amiante étant prévue entre ces rebords.
La porte arrière supporte le plateau à ressort 33 de détente de pression, ainsi qu'un raccord 87 sur lequel un voyant est placé pour permettre de voir la flamme se déplaçant dans le tube de chauffe 42. La plaque tubulaire arrière 88 est représentée avec un de ses tubes 48. Le tube de chauffe 4 décharge les gaz et produits de combustion dans la moitié inférieure de la porte.
Celle-ci porte un isolement préformé 89 sur lequel se trouve un produit réfractaire 90 du type coulé, et ce en dessous d'un carreau réfractaire de séparation 91 s'étendant en travers de la perte arrière. Le carreau de séparation est pourvu d'une garniture d'amiante 92 agissant en liaison avec l'élément réfrac- taire en amiante 93 qui se monte contre la surface de la plaque
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tubulaire en séparant les tubes de chaudière inférieurs des'tu- bes supérieurs. La partie supérieure de la porte est également pourvue d'un élément réfractaire préformé 94.
De la description des agencements réfractaires placés dans la porte arrière, on notera qu'ils sont distincts du corps cylindrique de.chaudière et supportés extérieurement par la por- te elle-même. De la sorte, lorsque la porte est ouverte sur sa charnière, les agencements sont emportés avec elle et non abimés.
Ceci met à découvert le tube de chauffe et les tubes de chaudiè- re, sans nécessité de déranger les éléments réfractaires,les deux portes avant et la porte arrière sont fixées sur un type particulier d'élément à boulon. En considérant les figures 1 à 3, on notera qu'il y a très peu de boulons, alors que précédemment on croyait nécessaire d'avoir des boulons assez étroitement espa- cés pour que les rebords entre les attaches par boulon ne bombent pas et ne permettent pas l'échappement de gaz. Dans le présent cas, le corps cylindrique de chaudière et la forme en cuvette des portes ont été utilisés en fait comme une poutre. Les rebords à flasques ne servent que' comme surfaces qui se correspondent et sont pressées ensemble avec une pression suffisante pour as- surer l'étanchéité contre la garniture.
Aux figures 10 et 11, la forme des attaches par boulon est représentée. Un élément de gousset 95 est formé par une pièce rectangulaire creuse placée contre le rebord et le corps cylindrique de la chaudière. Une soudure 96 s'étend tout autour du gousset le long de tous les bords touchant soit le corps cylindrique soit le rebord du corps cylindrique. Un écrou de section carrée 97 peut être disposé dans le gousset et empêché de s'en retirer par une goupille 98.
Une vrille 99 est fixée de même à la porte et au rebord de la porte. Les efforts imposés sur les rebords par le serrage des boulons 38 sont ainsi transmis au corps cylindrique 18 de la chaudière et à la partie en forme de cuvette 100 de la porte.
L'effort se répartit sur le corps cylindrique de chaudière et
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sur la surface de porte 100 sous forme d'un éventail dent la pointe se trouverait au boulon. De cette manière, l'effort appli- qué par le boulon n'est pas directement concentré sur une por- tion étroite des rebords mais est réparti dans le métal dela chaudière et de la porte, ce métal étant évidemment avec sa plus grande dimension dans le sens de l'effort appliqué. Il est ainsi possible de fixer les portes au corps cylindrique d'une façon étanche aux gaz en utilisant très peu de boulons de fixation.
Ceci contribue à une ouverture et une fermeture rapides des por- tes sur le corps cylindrique de chaudière pour le service de l'u- nité.
Les charnières qui relient les portes au corps cylin- drique sont de forme particulière car elles servent non seulement à supporter à pivotement les portes sur le corps cylindrique mais également à remplacer un boulon de fixation à l'endroit où elles sont placées. Les charnières pour les portes avant sont illustrées spécialement aux figures 12 à 15 ; sera entenau que la charnière de porte arrière est similaire mais ne supporte qu'une seule porte. Chaque charnière comprend une broche 101 supportée dans un coussinet supérieur 102 et dans un coussinet inférieur similaire 103. Chaque coussinet comporte une tige filetée 104 ou 105 traversant une oreille 106 ou 107 qui pré- sente une encoche destinée à recevoir un écrou 108 ou 109 vissé sur la tige filetée.
L'écrou est accessible de l'extérieur de sorte qutil peut être serré ou desserré pour déplacer le coussi- net dans le sens longitudinal du cops cylindrique de chaudière, ce qui permet le réglage de la position du rebord de porte adja- cent 51 par rapport au rebord 45 du corp. cylindrique. La partie avant extérieure est équipée de coussinets 110 et 111 ; que la porte avant intérieure est pourvue d'un seul coussinet 112, ces divers coussinets étant montés sur lroche 101. Aux figures 14 et 15, on notera qu'une garniture d'amiante 113 est
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prévue entre la porte intérieure 41 et le rebord 45 du corps cy- lindrique et qu'une garniture similaire 114 est prévue entre la porte intérieure et le rebord 51 de la porte extérieure.
La description précédente des éléments constitutif de la nouvelle unité génératrice de vapeur montre que chacun de ces éléments contribue de façon importante à la formation d'une nouvelle unité qui soit capable d'être mise en fonctionnement avec beaucoup plus de facilité que ce n'était possible jusqu'à présent. Le service de l'unité est rendu aisé par l'utilisation des portes à charnière. Ce service est également facilité par le fait que les portes comportent la matière réfractaire qui est nécessaire pour faire dévier les gaz de combustion venant de certains des tubes vers d'autres tubes afin d'obtenir les passa- ges nécessaires de ces gaz à travers la chaudière. Les agence- ments pour le combustible et pour l'air sont tous montés dans la porte avant, celle-ci servant de chambre de soufflage.
L'air admis à la chambre a également pour effet de refroidir la porte de manière que les transmissions pour les pompes à huile et à air puissent être prises directement à l'arbre du moteur de ven- tilateur sans provoquer des difficultés.
Le logement de brûleur et de soufflage d'air permet à la quantité appropriée d'air de rencontrer chaque particule d'huile pulvérisée, de façon uniforme et aussi rapidement que possible. Dans les anciens brûleurs du type injecteurs, où une charge d'un ventilateur centrifuge se libère directement vers un diffuseur d'air au gicleur d'huile, il était très difficile d'assurer une distribution uniforme d'air. Il éoait habituelle- ment nécessaire de prévoir par tâtonnements, des chicanes supplé- mentaires afin d'obtenir une distribution d'air satisfaisante.
La chambre de soufflage de la présenteinvention permet l'entrée de l'air dans le tube 60 de façon radiale et uniforme. De la sor- te, le présent brûleur , huile est capable de fournir une quanta
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élevée de chaleur avec une distribution.d'aine uniforme. L'unité est d'utilisation variée puisqu'elle peut rapidement et facile- ment être transformée d'un type de combustible;) 'un autre. Bien qu'on ait représenté une.unité particulière,, comprendra que les mêmes principes de. construction peuvent être incorporées dans des unités de puissances.diverses.
Bien que la présente invention soit susceptible- de diverses formes de réalisation, on a représenté aux dessins et décrit en détail une forme de réalisation particulière sans-donc cependant avoir en vue une limitation de l'invention à cette for- me qui ne constitue qu'un exemple d'application des principes de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Une chaudière destinée à une unité génératrice de vapeur et comprenant : un corps de chaudière comportant des pla- ,ques tubulaires espacées et un certain nombre de tubes de chau- dière fixés à ces plaques de la manière habituelle; une porte prévue à chaque extrémité du corps et montée à charnière sur ce- lui-ci, cette porte comportant des moyens pour se fermer contre les extrémités du corps, les portes mettant à découvert les deux extrémités de tous les tubes lorsqu'elles sont ouvertes.
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The present invention relates to a boiler and more especially to a complete steam generator unit except as regards the necessary connections for fuel, water and electricity, to the sources thereof.
The present invention provides a boiler for a steam generating unit comprising: a boiler body having spaced tubular claddings and a number of boiler tubes secured in the plates in the usual manner.
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tuelle; a door at each end of the body, mounted to hinge on this body and comprising means suitable for closing it against the ends of said body, these doors, when they are open, exposing the two ends of all the tubes.
The present invention also provides a steam generator comprising: a boiler body having spaced tubular plates and a number of boiler tubes terminating in the plates; door mounted on a hinge at one end of the cylindrical body and providing a blowing chamber; a burner housing and a fan mounted in this door, this fan delivering air to the blowing chamber to lead it to the burner housing.
In the past it was common to provide substantially complete steam generator units mounted on shoes for easy transport from the plant to the place of use and installation in a heating chamber. Typically these units consisted of a boiler with the usual heating tube or hearth tube and a number of boiler tubes plus a burner, as well as the necessary control devices mounted at the front end of the smoke tube.
The necessary ventilation motors and fuel pumps as well as the control devices for these devices were located in the shoes on which the boiler was mounted. thus It was / only necessary to connect the pipes bringing fuel and water, a connection to the chimney and an electrical connection to the control panel of the unit, for the installation of the generator unit to be completed.
The boiler of these units was, in the past, built according to conventional principles; it consisted of tubular plates each spaced inwardly from the adjacent end of the boiler body, with provision for
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refractory bricks and mortar placed at the end of the body to form passages directing the products of combustion leaving certain boiler tubes, into the other tubes.
In this way, the combustion gases were made to pass alternately through different sets of the boiler tubes before going to the chimney. Tubes require cleaning after use for a period of time, usually at least once a year. In order to perform the cleaning, the ends of the tubes must be uncovered so that cleaning tools can be moved through the tubes. To do this, it is necessary to plan a lot of work to remove the end plates of the boiler, which are fixed by a large number of bolts and then to break and remove the bricks and other refractory materials to possibly expose the tube ends.
Removal of the fuel feed apparatus required expensive labor and the disconnection of many piping near the front end of the boiler. As a result, cleaning a steam generator unit was an important task requiring the unit to be shut down for several days.
The present invention relates to a new boiler design, the mounting of fuel burners and other necessary accessories in a steam generator unit. The construction is such that the boiler can be opened in a few minutes, often less than five minutes, to clear or completely expose the heating pipe and boiler pipes for cleaning, 'd '' an inspection or for any other reason. The unit can be returned to service in a similar period of time. The unit is compact and in fact includes the fuel introduction accessories, placed in a part of the boiler proper.
In this way, the hooves do not support
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than the cylindrical boiler body and there is no need to mount other devices on the shoes in addition to the cylindrical body.
The main object of the present invention is to provide a new improved boiler and generator unit using the boiler.
Another object is to provide a steam generator unit which can be shut down, opened for cleaning the tubes and then quickly returned to service with less labor than has been possible heretofore.
Another object is to provide a steam generator unit comprising a boiler with doors mounted to hinge and fixed to the boiler by a gas-tight mounting, by means of very few bolts, to allow easy opening and closing of the pipes. doors.
Another object is to provide a steam generator unit in which the burner unit and the air induction device are mounted on a hinged door, easily movable from its working position, to allow a work or replacement of units.
Another object is to provide a new burner housing for use in a steam generator unit, of a new design, and allowing the use of the housing for different fuels and the inclusion of the housing in a hinged door. Boiler.
Other objects, advantages and characteristics of the present invention will become apparent from the following description given with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 is a side elevational view of the new boiler, showing the arrangements for introducing fuel and air, as well as the unit without its connections to external sources of fuel and water, and to flue pipes. .
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Figure 2 is an elevational view of the front end of the boiler of Figure 1.
Figure 3 is an elevational view of the rear end of the unit of Figure 1.
Figure 4 is a partial perspective view of the front end of the unit shown in Figure 1, and showing the front inner and outer doors, partially open.
Figure 5 is an interior front view of the outer front door, taken along line 5-5 of Figure 4 and showing the fuel burner fan, oil pump and atomizing air pump mounted on the 'inside the front door.
Figure 6 is a vertical sectional view taken substantially through the center of the front outer door and substantially taken along line 6-6 of Figure 5.
Figure 7 is a sectional view taken through the inner end of the fan motor shaft and taken substantially along line 7-7 of Figure 6.
Figure 8 is a sectional view taken substantially along line 8-8 of Figure 7 and showing the clutch connection between the motor shaft and the transmission pulley for the oil and air spray pumps.
Figure 9 is a partial sectional view taken substantially vertically through the rear door, as indicated by line 9-9 in Figure 3.
Figure 10 is a horizontal sectional view through one of the mounting bolts provided on the rear door, and taken substantially along the line 10-10 of Figure 3.
Figure 11 is a partial end sectional view looking towards the bolt shown in Figure 10, and taken substantially along line 11-11 of Figure 10.
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Figure 12 is an enlarged partial view of the front door hinge.
Figure 13 is a partial sectional view taken through the pin of the hinge shown in Figure 12 and taken substantially along line 13-13 of Figure 12.
Figure 14 is a partially horizontal sectional view taken through the upper hinge pin bush and taken substantially along line 14-14 of Figure 12.
Figure 15 is a partial horizontal view through the hinge shown in Figure 12 and taken substantially along line 15-15 of Figure 12.
The steam generator unit shown is an approximately 40 horsepower unit designed to use light oil as fuel. The unit is of the pull type. forced, the combustion products making four passes through the heating tube and the boiler tubes before entering the chimney.
In Figures 1, 2 and 3, the general exterior view of the new generator unit shows that the unit is supported on shoes 20 connected to the cylindrical boiler body by a pair of vertical brackets 21 provided on each side of the cylindrical body. This is not visible because it is covered by insulating briquetons conformed in advance to the cylindrical shape of the cylindrical boiler body and in turn comprising an outer covering consisting of a thin sheet 22. This outer covering can be given a baked enamel surface coating, and the shoes can be painted a similar or contrasting color so that the exterior appearance of the unit is very pleasing to the eye.
A front outer door 23 is mounted by a hinge 24 on the cylindrical boiler body. She
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carries a fuel burner housing 25 in its. lower part and an electric motor 26 which is directly connected to an interior fan at the door 23. Air is supplied through an inlet duct 27 to the fan which distributes the air inside the interior door and in burner housing 25. An oil pump 28 is also mounted on the front door, same as a spray air pump 29.
The combustion products pass four times through the cylindrical boiler body and exit through the chimney.
30 which will receive an appropriate connection to the chimney proper of the place where the unit is installed. The rear door 31 is also fixed to pivot by means of a hinge 32. This door is very deep in order to be able to contain and support a refractory material, as will be described in detail below.
A pressure relief plate 33 is provided on the outer side of the rear door 31, as is an inspection window 34 opposite the heating tube disposed in the boiler.
Connections are provided for the fuel burner, and water connections for the boiler. Steam is removed from the unit through a fitting 35 generally disposed in the center of the boiler cylinder body, a pressure relief valve 36 being provided at a suitable location.
The details of the connections and connections of the two front and rear doors will be given below; it can already be noted that five bolts 37 are required on the front door and five similar bolts 38 to secure the rear door to the cylindrical body. The hinges 24 and 32 allow the doors to be fixed to the cylindrical body where they are intended. The particular structure of these bolt fasteners is important because it must ensure a gas-tight fit between the doors and the cylindrical body. These bindings will be
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also described in more detail below.
The adjustment unit 39 for the register of the air inlet duct 27 and the adjustment solenoid 40 for the oil pump 28 are also mounted on the front door and swivel with it when this door is opened. Unit 39 is a pressure control sensitive modutrol motor (or temperature control in water boilers) operating the damper and gas valve or damper and device 40 for high fire / operation.
The various parts of the steam generator unit, which will be described in the following paragraphs, are each important in the entirely new design of such units. To the knowledge of the applicant, there is no construction produced and used which forms a whole and is easily put into service like the present unit. In the past it was necessary to discard refractories and replace them whenever the boiler had to be opened. Moreover, there was no quick and easy method of opening such a boiler and putting it back into service in a short period of time. In the present invention, the unit can be opened and closed in a matter of minutes, and several of the structures which will be described help to make such a result possible.
The outer front door 23 is shown in Figure 4 in a partially open position to show the inner front door 41.The inside of the front end of the cylindrical boiler body 18 is exposed in Figure 4 to show by the same used the front tube plate 19.
The hearth tube 42 is shown as passing through the front tubular plate and is provided with a flange 43 comprising a series of bolts 44. The inner front door 41 is substantially planar and extends outwardly such that its
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peripheral edge can come into contact with the flange 45 of the cylindrical boiler body 18 when this front door is closed on this body. An opening 46 provided in this inner door allows the outer end of the hearth tube 42 to pass through it in order to come into contact with a rim of the burner housing. The interior door is held in place around the. tbe-hearth by the bolts 44 and nuts screwed on the bolts on the exterior side of the interior door, when the latter is closed.
Combustion products from the burner housing enter and pass through the heater tube along its entire length to exit at the opposite end, where they are diverted to the lower boiler tubes 47 provided on either side of the heater. heating tube 42. When they return through the tubes 47 into the space of the cylindrical body, between the front tube plate 19 and the inner door 41, the gases enter the upper boiler tubes 48 and return to the rear end of the cylindrical boiler body. A metal separator 49 is welded in place between the front tube plate and the sides of the boiler cylinder body to separate the tubes 48 from the top tube set 50.
The inner front door 41 presses against a trim mounted on the outer edge of the element 49, when the door is closed on the cylindrical body. The combustion products leaving the tubes 50 are conducted to the chimney 30.
Note that the outer front door 23 is cup-shaped and is provided with a flange 51 which joins the flange 45 of the cylindrical boiler body. Figures 5 and 6 specifically show the apparatus mounted in the outer front door 23. At the upper end of the door, an electric motor 26 is connected to a fan 52 having a series of radial fins 53. A tray diffuser 54 is mounted directly on the fan and has a periphery 55 intended for
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to cover as large an area of the fan as possible.
The particular shape of the diffuser plate 54 is chosen to direct the air coming from the fan outwards against the cup-shaped walls of the door, and thus to distribute the low speed air from the fan in such a way. as wide as possible in the space between the inner door 41 and the outer door 23. This space acts as a blowing chamber for the air supplied by the inlet 27 to the central door of the fan and, from there, radially outward to the rear of the diffuser plate 54.
The burner housing 25 is a casting having a cylindrical shaped body 56 and a flanged front portion 57 extending outwardly from and attached to the door. The cylindrical body is smaller than the cylindrical front part of the burner housing and is supported there by a number of cross members 58 which leave a passage for the air coming from the blowing chamber and going to. the rear part of the burner housing, in the direction of the arrows 59. The air thus enters the space presented by the inner cylinder 60 of the burner housing and is led to the heating tube 42 by a diffuser 61 provided on the inner end of the housing.
As the illustrated burner operates with light oil, an oil line 6 including a conventional nozzle 63 is shown centrally in the burner housing. The ignition apparatus 64 is shown in its position in the vicinity of the oil supply line 62.
The burner housing is shaped so that it can be converted to a gas burner by simply connecting a gas source to a line 65 passing through the outer door and connected to a fitting 66 which leads the gas to the space. 67 lying between the outer cylindrical body 56 and the inner cylinder 60 of the burner housing. This gas enters the tube
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heating by a number of small openings 68 provided at the internal end of the burner housing and communicating with the space 67.
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The burner housing is provided intermediately at its ends with a flange 69 which rests against the inner door 41 when the two doors are closed. A suitable gasket is provided around the opening.
46 of the interior door so that this flange 69 forms an airtight connection between the burner housing and the interior door. In this way, all of the air from the blowing chamber must enter the burner housing in the direction of the arrows 59. It will also be understood that gaskets are provided between the inner door 41 and the rim 45. of the cylindrical boiler body and between the corresponding flanges and the peripheral part of the outer and inner doors.
The choice of oil or gas as fuel requires certain changes in the heater. With gas as the fuel, the oil pump 28 and the atomizing air pump 29 are not used. These units are used with light oil. As illustrated in the drawings, the motor shaft 26 passes through the fan 52 and the deflector plate 54. A pulley 70 is mounted on bearings 71 so as to be able to rotate freely on the motor shaft 72. A transmission belt 73 passes over the pulley 70 and similar pulleys 74 and 75 of the oil pump and the atomizing air pump, respectively. The belt is made of flexible rubber and has teeth on its inner surface to ensure a sure drive.
Means are provided for selectively engaging and disengaging pulley 70 on the motor shaft. The shaft is hollow and internally comprises a plunger 76 subjected to the action of a spring 77 towards the exterior. A pin 78 can
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be moved internally through bayonet notches
79 provided in the pulley, and turned 90 to be placed in retention grooves 80, which blocks the pulley 70 relative to the hollow shaft 72 of the motor. In the position shown in FIG. 7, the pin 78 is located at the rear of the collar 81 having the bayonet notches 79 and the retention grooves 80, so that the pulley 70 is not secured to it. the motor shaft.
The plunger $ 7 has a screwdriver slot near the outer end of the motor 26 so that the attachment of the pulley to the motor shaft can be easily done from the outside without opening the doors.
Referring to figure 5, the oil tank
82 is provided for cleaning the atomized air coming from the pump 26. The fuel can be ignited by means of an ignition device 83 provided on the burner housing.
The rear door 31 is hinged to the cylindrical boiler body like the front door. This rear door is cup-shaped and has a peripheral edge.
84 which comes into contact with a rim 85 of the boiler, a lining 86 of asbestos cords being provided between these rims.
The rear door supports the spring pressure relief plate 33, as well as a fitting 87 on which a sight glass is placed to allow the flame to be seen moving through the heating tube 42. The rear tube plate 88 is shown with a of its tubes 48. The heating tube 4 discharges the gases and combustion products into the lower half of the door.
This carries a preformed insulation 89 on which there is a refractory product 90 of the cast type, and this below a refractory separation tile 91 extending across the back waste. The partition tile is provided with an asbestos lining 92 acting in conjunction with the asbestos refractory element 93 which mounts against the surface of the plate.
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tubular by separating the lower boiler tubes from the upper tubes. The upper part of the door is also provided with a preformed refractory element 94.
From the description of the refractory arrangements placed in the rear door, it will be noted that they are distinct from the cylindrical boiler body and supported externally by the door itself. In this way, when the door is open on its hinge, the fittings are taken with it and not damaged.
This exposes the heater tube and boiler tubes, without the need to disturb the refractory elements, both front doors and the rear door are attached to a special type of bolt element. Considering Figures 1 to 3, it will be noted that there are very few bolts, whereas previously it was thought necessary to have bolts sufficiently closely spaced so that the edges between the bolt fasteners do not bulge and do not. not allow gas to escape. In this case, the cylindrical boiler body and the bowl shape of the doors were actually used as a beam. The flanged flanges serve only as mating surfaces and are pressed together with sufficient pressure to seal against the packing.
In Figures 10 and 11, the shape of the bolt fasteners is shown. A gusset member 95 is formed by a hollow rectangular piece placed against the rim and the cylindrical body of the boiler. A weld 96 extends all around the gusset along all edges touching either the cylindrical body or the flange of the cylindrical body. A square section nut 97 can be placed in the gusset and prevented from being pulled out by a pin 98.
A spinner 99 is likewise attached to the door and to the door edge. The forces imposed on the edges by the tightening of the bolts 38 are thus transmitted to the cylindrical body 18 of the boiler and to the bowl-shaped part 100 of the door.
The force is distributed over the cylindrical boiler body and
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on the door surface 100 in the form of a tooth fan the point would be at the bolt. In this way, the force applied by the bolt is not directly concentrated on a narrow portion of the flanges but is distributed in the metal of the boiler and the door, this metal being obviously with its greatest dimension in the direction of the applied effort. It is thus possible to fix the doors to the cylindrical body in a gas-tight manner using very few fixing bolts.
This contributes to the rapid opening and closing of the doors on the boiler cylindrical body for unit service.
The hinges which connect the doors to the cylindrical body are of a particular shape because they serve not only to pivotally support the doors on the cylindrical body but also to replace a fixing bolt where they are placed. The hinges for the front doors are specially illustrated in Figures 12 to 15; It will be understood that the rear door hinge is similar but only supports one door. Each hinge comprises a pin 101 supported in an upper bush 102 and in a similar lower bush 103. Each bush has a threaded rod 104 or 105 passing through a lug 106 or 107 which has a notch for receiving a screwed nut 108 or 109. on the threaded rod.
The nut is accessible from the outside so that it can be tightened or loosened to move the pad in the longitudinal direction of the cylindrical boiler body, which allows the position of the adjacent door flange 51 to be adjusted by compared to rim 45 of the corp. cylindrical. The outer front part is equipped with 110 and 111 pads; that the inner front door is provided with a single pad 112, these various pads being mounted on the pin 101. In Figures 14 and 15, it will be noted that an asbestos lining 113 is
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provided between the inner door 41 and the flange 45 of the cylindrical body and a similar gasket 114 is provided between the inner door and the flange 51 of the outer door.
The foregoing description of the constituent elements of the new steam generator unit shows that each of these elements contributes significantly to the formation of a new unit which is capable of being put into operation with much greater ease than was previously known. possible so far. Service of the unit is made easy by the use of the hinged doors. This service is also facilitated by the fact that the doors contain the refractory material which is necessary to divert the combustion gases from some of the tubes to other tubes in order to obtain the necessary passages of these gases through the tube. boiler. The fuel and air arrangements are all mounted in the front door, which serves as the blast chamber.
The air admitted to the chamber also has the effect of cooling the door so that the transmissions for the oil and air pumps can be taken directly from the fan motor shaft without causing difficulty.
The burner and air blast housing allows the correct amount of air to meet each atomized oil particle, evenly and as quickly as possible. In older injector type burners, where a charge from a centrifugal fan is released directly to an air diffuser at the oil nozzle, it was very difficult to ensure uniform air distribution. It was usually necessary to provide, by trial and error, additional baffles in order to obtain satisfactory air distribution.
The blowing chamber of the present invention allows the entry of air into the tube 60 in a radial and uniform manner. Hence, the present burner oil is capable of providing a quanta
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high heat with uniform groin distribution. The unit is versatile in use since it can quickly and easily be converted from one type of fuel to another. Although a particular unit has been represented, will understand the same principles of. construction can be incorporated into units of various powers.
Although the present invention is susceptible to various embodiments, a particular embodiment has been shown in the drawings and described in detail without therefore having in view a limitation of the invention to this form which only constitutes an example of application of the principles of the invention.
CLAIMS
1. A boiler for a steam generating unit and comprising: a boiler body having spaced apart tube plates and a number of boiler tubes attached to these plates in the usual manner; a door provided at each end of the body and mounted to hinge thereon, this door comprising means for closing against the ends of the body, the doors exposing the two ends of all the tubes when they are open .