<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux chaudières tubulaires.
La présente invention concerne des chaudières tubulaires comprenant un passage dans lequel circule les gaz de chauffage, dont les parois sont garnies ou tapissées de tubes reliés en plusieurs circuits parallèles dans lesquels passe une circulation forcée du fluide à chauffer, la garniture de la paroi comprenant des sections tapissant des parties respectives de cette paroi, chaque section comprenant des tubes horizontaux et des tubes de liaison prévus aux extrémités de la section pour relier entre elles deux sections situées à différents niveaux, les tubes de liaison faisant partie de la garniture de la paroi et comprenant des coudes reliés aux tubes horizontaux respectifs.
La disposition des tubes de la garniture d'une paroi
<Desc/Clms Page number 2>
d'une chaudière de ce genre est généralement connue sous le nom de disposition en¯serpentin et quoiqu'elle puisse être autrement appliquée elle est particulièrement utile pour des chaudières à circulation forcée dans lesquelles il est important que les cir- cuits tubulaires aient des longueurs de tube égales, soient soumis à un chauffage uniforme, et comprennent chacun un nombre égal de coudes de façon que les résistances l'écoulement des différents circuits soient autant que possible égales.
Il est souhaitable que les coudes soient exécutés et disposés de façon que les intervalles existant dans la garniture tubulaire autres que ceux qui sont aménagés pour servir d'ouvertures d'accès, de passages pour les brûleurs ou à des fins analogues, soient ré- duits au minimum puisque ces intervalles, si on les laisse ou- verts, exposent l'enveloppe de la chaudière à un chauffage indé- sirable, et si on les ferme, par exemple par des plaques soudées au tube, ils créent des tensions indésirables par suite du rai- dissement de la construction.
Il est également important de choisir une disposition des tubes conforme à la technique normale en ce qui concerne la forme des coudes et la possibilité de sub- diviser la garniture de la paroi en plusieurs sous-ensembles transportables qui aient tous la même forme pour faciliter l'as- semblage sur place.
Dans une chaudière tubulaire du genre spécifié suivant la présente invention, à une région de la paroi tapissée par des tubes de liaison raccordés aux extrémités adjacentes des sections qui tapissent la paroi entre des limites de niveau communes, les extrémités des sections sont agencées de façon à se recouvrir mutuellement de sorte que dans ces limites de niveau communes des parties de tubes de chaque section servent à protéger ou en sub- stance à protéger des zones de la paroi non protégées ou en substance non protégées par les tubes dé liaison de l'autre sec- tion.
Dans une forme d'exécution,de l'invention, les coudes sont
<Desc/Clms Page number 3>
. concentriques et-des sections adjacentes se recouvrent de façon que le coude de plus grand rayon dé chaque section soit complète- ment ou en substance complètement recouvert par des parties et/ou des coudes des tubes de l'autre sectien.
Dans une autre forme d'exécution, les coudes ont le même rayon de courbure et -des sections adjacentes se recouvrent de fa- çon que les tubes'de liaison qui*relient les sections adjacentes aux sections respectivement plus élevées se recouvrent mutuellement.
L'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple, avec référence aux dessins partiellement schématiques annexés, dans lesquels : la Fig.l est une vue en élévation de côté d'une partie d'une garniture de pâroi tubulaire d'une chaudière suivant l'inven- tion ; la Fig.2 est une vue semblable à celle de la Fig.l d'une autre partie de la garniture de paroi ; la Fig.3 est une vue détaillée de coudes de même rayon de deux tubes adjacents : la Fig.4 est une vue en élévation de côté d'aune partie d'une garniture de paroi tubulaire d'une chaudière suivant une forme d'exécution de 1-'invention utilisant des tubes coudés au même rayon ; la Fig.5 est une coupe de la paroi suivant la ligne 5-5 de la Fig.4 ;
et, la Fig.6 est une vue en élévation développée d'Orne partie d'une chambre de combustion verticale de section rectangulaire d'une chaudière suivant l'invention comportant une garniture de paroi suivant la forme d'exécution des Figs. 4 et 5.
Dans la forme d'exécution de la Fig.l, des sections lA, 1B, 2A et 2B de tubes horizontaux comprennent chacune six tubes horizontaux. Les tubes de la section lA sont raccordés en série avec les tubes respectifs de la section 1B de façon à former des parties d'un premier groupe de six circuits parallèles, et les tubes des sections 2A et 2B sont également reliés de façon à for-
<Desc/Clms Page number 4>
mer des parties d'un second groupe de six circuits parallèles. Les tubes des sections lA et 2A sont raccordés aux tubes des sections 1B et 2B par des coudes respectifs 1C et 2C de forme semi-circu- laire. Les coudes 1C ont des rayons différents et un centra com- mun 3 placé entre le tube supérieur de la section lA et le tube inférieur de la section 1B de sorte que les coudes 1C sont espa- cés de distances égales à l'espacement des tubes horizontaux.
Les coudes 2C sont également cintrés à des rayons différents partant du centre 3, et il est à remarquer que dans cette forme de réalisation un tube inférieur de chaque section est relié au tube supérieur de la section suivante plus élevée et que des tubes successivement plus élevés de chaque section sont respecti- vement reliés à des tubes successivement moins élevés de la sec- tion suivante plus élevée , de sorte que le tube supérieur de chaque section est relié au tube inférieur de la section suivante plus élevée. Les coudes 1C recouvrent ainsi les parties d'extré- mité des tubes des sections 2A et 2B tandis que les coudes 2C re- couvrent les parties d'extrémité des tubes des sections lA et 1B.
On peut voir sur la Fig.l que les tubes supérieurs des sections lA et 2A sont espacés en dessous des tubes inférieurs des sections 1B et 2B d'une distance supérieure à l'espacement inter- tubes de chaque groupe. Cette disposition sert simplement à faci- liter une distinction visuelle entre les sections qui, en pra- tique, sont espacées de distances égales aux distances inter- tubes de chaque section.
- Il est à remarquer que si les sections sont disposées de façon'que les coudes extérieurs arrivent juste à se toucher, les centres de courbure des coudes étant espacés les uns des autres d'une distance correspondant à une position de non-recouvrement entre des sections adjacentes, des parties de la paroi bornées par les surfaces extérieures des coudes extérieurs 1C et 2C sont découvertes par des tubes, des parties de tubes ou des coudes, et ces intervalles exposent des parties de veloppe à la chaleur
<Desc/Clms Page number 5>
des gaz qui circulent dans le passage de gaz tapissé par les sec- tions de tubes. Dans la réalisation représentée, ces intervalles sont évités ét la surface supplémentaire reccuverte de la paroi due au recouvrement est égale aux parties ombrées 4.
La Fig. 2 représente une portion d'une garniture de paroi dans laquelle deux sections 5 et 6 de tubes horizontaux situées au méme niveau se rencontrent ,les tubes de la section 5 s'éten- dant à partir de tubes respectifs comprenant un groupe 7 de tubes de montée verticaux, et les tubes de la section 6 aboutissant à un groupe 8 de tubes de montée verticaux.
Des tubes correspondants des sections 5 et*6 et des groupes 7 et 8 sont représentés décalés afin de distinguer plus clairement les différents groupes et sections, mais en pratique les tubes de la section 6 sont convenablement alignés dans le sens axial avec des tubes correspondants de la section 5 et les parties montantes des tubes du groupe 7 sont alignées avec les"parties correspondantes des tubes du groupe 8.
Les tubes des sections 5 et 6 sont raccordés aux tubes respectifs des groupes 7 et 8 par des coudes de différents rayons, de façon que l'espacement entre des coudes adjacents soit égal à l'espacement entre des tubes adjacents des deux sections. Les tubes de la section 5 sont ainsi reliés aux -tubes du groupe 7 par des coudes 9 pliés à angle droit autour d'un centre commun 10 si- tué près de la liaison établie entre le tube inférieur de la sec- tion 5 et le tube associé du groupe 7. De même les tubes de la section 6 sont reliés aux tubes du groupe 8 par des coudes 11 pliés à angle droit et centrés sur un centre commun 12 près de la liaison établie entre le tube supérieur de la section 6 et le tube associé du groupe 8.
Les tubes horizontaux des sections 5 et 6 s'étendent hori- zontalement jusque près des tubes verticaux des groupes 7 et 8 de sorte que certains coudes 9 et 11 se recouvrent mutuellement.
Il est à remarquer que si les col @ 9 et 11 associés au tube supérieur de la section 5 et au tub@ inférieur de la sec-
<Desc/Clms Page number 6>
tion 6 arrivent juste à se toucher sans se recouvrir mutuellement, un intervalle est formé dont la surface correspond aux parties ombrées 13.
Il est clair que dans une disposition des tubes de la garniture de paroi telle que décrite avec référence à la Fig.2, les tubes de montée verticaux du groupe 7 peuvent être raccordés aux tubes correspondants d'une section inférieure tapissant une région inférieure de la paroi et séparée de la section 5 par une section intermédiaire associée à d'autres groupes de circuits, et que de même les tubes verticaux du groupe 8 peuvent aboutir aux tubes d'une section supérieure* tapissant une région supérieure de la paroi. En variante, les tubes du groupe 7 peuvent s'éten- dre vers le haut à partir d'un distributeur commun et les tubes du groupe 8 peuvent égal'ement s'étendre vers le haut jusqu'à un collecteur de sortie commun.
Là où ils se recouvrent dans les formes de réalisations décrites avec référence aux Figs. 1 et 2, certains tubes ou tous les Tubes doivent être décalés de la paroi pour permettre le re- couvrement désiré. Par exemple, près des parties qui se recouvrent les tubes d'une section 5 peuvent être coudés vers l'arrière dans un sens s'écartant du passage de gaz et ensuite latéralement pa- rallèlement au plan délimité par les axes des tubes des sections mais derrière ce dernier, tandis que les tubes de la ou d'une autre section pont coudés vers l'avant vers l'intérieur du passa- ge de gaz et ensuite latéralement parallèlement à ce plan.
En va- riante, par exemple, comme décrit avec référence à la Fig.5, les tubes d'une section sont coudés parallèlement à ce plan unique- ment, tandis que les tubes de la ou d'une autre section sont cou- dés vers l'arrière ou vers l'avant et nsuite latéralement de façon à s'étendre parallèlement à ce plan et devant ou derrière le coude de l'autre section.
La Fig..3 représente deux tubes adjacents 14 et 15 qui sont
EMI6.1
coudés chamm à 90 avec le même raye " est à remarquer qu'a11X coudes l'espacement entre les tubes 14 wn 15 varie à partir 1
<Desc/Clms Page number 7>
de la valeur uniforme entre les parties horizontales et entre les parties verticales des tubes jusqu'3 une valeur maximum à un endroit situé au milieu des coudes. Cela est dû au diamètre du tube qui donne un rayon de courbure à l'intérieur d'un coude différent de celui de l'extérieur de ce coude.
Jusqu'à présent, la partie ombrée 13 entre les tubes a été recouverte par une pla- que métallique soudée à l'extérieur du coude du tube !4 et à l'in- térieur du coude du tube 15, la forme de la plaque étant définie par deux courbes de différents rayons qui se recoupent,et qui correspondent aux rayons de courbure d'un tube à l'intérieur et à l'extérieur d'un coude. Ces plaques sont nécessaires pour empé- cher un échauffement excessif de l'enveloppe située à l'extérieur des tubes qui tapissent la paroi de la chaudière mais raidissent de façon indésirable les sections de tubes associées et intro- duisent des tensions indésirables en limitant la dilation et la contraction thermiques différentielles.
Il est à remarquer qu'en amenant les coudes associés à une section de tubes horizontaux et les espaces séparant ces coudes à recouvrir des parties des tubes associés à une autre section,les espaces existant entre les coudes sont masqués ou en substance masqués par des parties de tubes et l'exposition des organes de la paroi de l'enveloppe situés derrière ces intervalles au contact des gaz chauds ou à un rayonnement excessif est efficacement em- pêchée ou limitée. à un niveau raisonnable qui peut facliement être toléré sans devoir prévoir les plaques ou les éléments analogues décrits plus haut. Cela étant, l'effet de raidissement indésirable de ces plaques est évité.
EMI7.1
Dans une disposition utilisant des tubes coudés avec le même rayon, les coudes forment de préférence un angle inférieur à 90 3 par exemple 45 ,et les sections de tubes sont reliées aux sec- tions de tubes situées à un niveau supérieur par des tubes qui s'étendent vers le haut et qui sont inclinés à 45 ,les sections étant disposées de façon que les tubes '4.nées associés aux tubes de deux sections adjacentes situées à di---rents niveaux re-
<Desc/Clms Page number 8>
couvrent les tubes inclinés associés aux tubes de deux autres sections situées à des niveaux correspondants.
Il est clair que l'espacement entre des tubes inclinés adjacents est supérieur à l'espacement existant entre des tubes horizontaux associés pour les raisons décrites plus haut'avec référence au coude à 90 de. la Fig.3. ,
La Fig.4 représente une forme de réalisation connue décrite ci-dessus, dans laquelle des sections adjacentes lA et 2A situées au même niveau sont reliées à des sections sur jacentes 1B et 2B respectivement par des groupes de tubes qui s'étendent vers le haut 1C et 2C, qui sont inclinés àe façon à former des angles aigus égaux avec l'horizontale et qui sont reliés par des coudes 1D et 2D qui sous-tendent des arcs correspondants aux angles ai- gus, aux tubes associés des sections lA, 2A, 1B et 2B.
Comme le montre clairement la Fig.5, les parties d'extré- mité des tubes des groupes 2A et 2B située3 près du coude associé 2D sont coudées vers l'arrière des sections 1A et 1B et ensuite latéralement de façon que les coudes 2D et les parties inclinées 2C soient disposés parallèlement à un plan contenant les axes des tubes des sections 1A, 1B, 2A et 2B et situés derrière'ce plan, les tubes inclinés 2C étant placés derrière les tubes inclinés 1C.
Les intervalles existant entre des coudes adjacents et entre des tubes inclinés adjacents raccordés aux sections 1A et 1B sont ainsi efficacement masqués par des tubes de recouvrement raccordés aux sections 2A et 2B tandis que les intervalles corres- pondents associés aux sections 2A et 2B sont également masqués par des tubes raccordés aux sections lA et 1B.
Dans la vue en élévation développée de la Fig.6 représen- tant une partie d'une chambre de foyer verticale de section rectan- gulaire la chambre comporte une paroi avant 20, une paroi arrière 21 et des parois latérales opposées 22 et 23. Des collec- teurs d'entrée 24 et 25 sont prévus en dessous de la paroi latérale 23 et près de sa partie médiane, et des groupes respectifs 26 et 27 de tubes de montée partent de ces collecteurs,les groupes 26
<Desc/Clms Page number 9>
et 27 étant inclines vers le haut,l'un vers l'autre et aboutissant aux sections respectives 28 et 29 de tubes horizontaux qui tapis- sent les parties inférieures de la paroi latérale.
Les parties inclinées des tubes de montée, des groupes 26 et 27 se terminent à des niveaux respectifs dans les sections 28 et 29 corres pondant aux niveaux des tubes de ces sections et sont coudées latéralement - et raccordées aux tubes respectifs, les groupes 26 de tubes de montée 11'-étendant latéralement comme la section 28, et le groupe
27 s'étendant latéralement dans le sens inverse comme la section
29, les tubes de montée du groupe'26 passant devant une partie de la section 29 et recouvrant cette partie, et les tubes de montée du groupe 27 passant derrière une partie de la section 28 et sont recouverts par cette partie.
La section 28 s'étend latéralement en face de la paroi latérale 23 et au coin formé entre la paroi latérale 23 et , la paroi avant 20, les tubes sont coùdés perpendiculairement à la paroi 23 de façon à tapisser une région occupant toute la largeur de la paroi avant 20, les tubes de la section situés au coin for- mé entre la paroi avant 20et la paroi latérale 22 étant coudés per- pendiculairement à la paroi avant de façon à s'étendre sur et à tapisser une région occupant toute la largeur de la paroi latérale
22.
De même, les tubes de la section 29 s'étendent latéralement dans le sens inverse autour de la chambre de combustion de façon à tapisser les régions inférieures de la paroi arrière et une par- tie de la paroi latérale 22, les tubes des sections 28 et 29 s'étendant autour des deux moitiés respectives de la périphérie de la chambre de combustion jusqu'à un endroit 30 opposé aux col- lecteurs 24 et 25 et aux tubes de montée des groupes 26 et 27, au milieu de la paroi latérale 22.
A l'endroit 30, les tubes des sections 28 et 29 sont cou- dés obliquement vers le haut de façon à se croiser comme décrit avec référence à la réalisation des figs. 4 et 5,les tubes de la section 28 étant raccordés aux tubes correspondants d'une section 31 située à un niveau supérieur, au-dessus de la
<Desc/Clms Page number 10>
section 29 et s'étendant dans le même sens que la section 22. De même, les'tubes de la section 29 sont raccordés aux tubes corres- pondants d'une section 32 située.à un niveau supérieur. , au-dessus de la section 28, et s'étendant autour de la chambre de combustion dans le même sens que la'section 29.
'
Les sections 31 et 32 s'étendent autour des moitiés respec- tives de la chambre de combustion en sens inverses vers* un endroit
33 situé en face de l'endroit 30 et au milieu de la parti laté- rale 23 où leurs tubes'sont coudés obliquement vers le haut et sont raccordés aux tubes correspondants des sections respecti- ves 34 et 35 situées à un niveau supérieur, la seçtion 34 s'étnedant au-dessus de la section 32 et la section 35 au-dessus ae la sec- tion 31 .Les sections 34 et 35 servent à tapisser des régions des moitiés respectives de la chambre et à un endroit 36 situé en face de l'endroit 33, au milieu de la paroi latérale 22 et au- dessus de l'endroit 30,
les tubes des sections 34 et 35 sont coudés vers le haut de la même façon qu'aux endroits 30 et 33 et comme décrit avec référence aux Figs. 4 et 5 et sont raccordés aux tubes horizontaux correspondants de sections respectives 37 et 38 situées à un niveau supérieur, au-dessus des sections 35 et
34 respectivement.Les sections 37 et 38 servent à tapisser les régions ou parties supérieures des moitiés opposées de la chambre de combustion et à un endroit 39 situé au milieu de la paroi laté- rale 23, leurs tubes sont coudés obliquement vers le haut et sont dirigés vers les collecteurs de sortie respectifs 40 et 41.
Ainsi, les tubes de la section 38 s'étendent latéralement derrière les tubes de la section 37 et sont ensuite coudés oblique- ment vers le haut et raccordés au collecteur de sortie 41,les tubes de la section 37 s'étendant devant les parties d'extrémité de la section 38 en étant ensuite coudés obliquement vers le haut et raccordés au collecteur de sortie 40.
Il est à remarquer que les collecteurs 24 et 40 et les tubes qui y sont raccordés constituent un jeu de circuits paral- lèles dans lesquels le fluide circule en montant généralement dans les tubes horizontaux, et les collecteurs 25 et 41 ainsi que
<Desc/Clms Page number 11>
leurs tubes de liaison associés constituent un second jeu de circuits parallèles. Aux emplacements des collecteurs 24 et 25, et 41 et 40 , ainsi qu'aux emplacements 30,33 et 36 où des tubes de montée inclinés sont raccordés aux sections de tubes, ces tubes se reccuvrent de façon que-les intervalles existant-entre des tubes adjacents soient efficacement masqués par d'autres tubes et de façon que l'enveloppe extérieure de La chambre ne soit pas exposée à un échauffement excessif par les gaz de com- bustion.
Il est clair que le nombre de jeux de circuits peut être modifié, ainsi, par exemple, chaque tube peut ne tapisser qu'une région s'étendant autour d'un quart de la chambre de foyer,et dans ce cas il faut prévoir quatre jeux de circuits.Il est également clair que les sections sont de forme semblable ce qui permet de ' construire des sections individuelles loin du. site de montage,et de les assembler ensuite sur place.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.