Bolte à fumées arrière pour chaudière
à tubes de fumées.
Boite à fumées arrière pour chaudière à tubes de fumées.
La présente invention concerne la réalisation d'une boîte à fumées à l'arrière du foyer dans une chaudière horizontale à tubes de fumées et à foyer intérieur et comportant au moins deux parcours de fumées.
Une chaudière à tubes de fumées et foyer intérieur, est constituée d'un corps cylindrique dans lequel sont prévus un ou plusieurs foyers cylindriques entourés d'un faisceau tubulaire formant un ou plusieurs parcours de fumées. En raison de la multiplicité des parcours de fumées, il y a lieu de séparer ceux-ci au moyen de chicanes. Comme les chaudières modernes fonctionnent habituellement avec une combustion en surpression, il est nécessaire que la séparation entre les différents parcours de fumées soit étanche et puisse résister à des différences de pression appréciables, de l'ordre de plusieurs dizaines de millibars.
Deux procédés ont principalement été utilisés jusqu'à présent pour réaliser la séparation des parcours de fumées. Suivant un premier procédé, la paroi de la boîte à fumées ou chicane est réalisée en matière réfractaire (briques préfabriquées ou matière coulée ou damée) entourée ou non d'une enveloppe métallique. Une telle réalisation a pour inconvénient de constituer une zone très chaude, non refroidie, qui nécessite un allongement du foyer afin de maintenir les fumées à l'entrée des tubes du deuxième parcours à une température ne dépassant guère 1050[deg.]C.
Suivant le second procédé connu, la boite à fumées est réalisée à l'intérieur du corps principal et
est entièrement noyée dans de l'eau. Cette solution a certes un avantage par rapport à la précédente, en ce sens que la paroi de la boîte à fumées est en tout point refroidie. Cet avantage est cependant fortement limité par l'épaisseur des tôles devant être utilisées. Cette épaisseur des tôles limite de surcroît la pression de fonctionnement de la chaudière.
Les inconvénients de cette solution sont les suivants :
1) l'épaisseur des tôles requise limite la pression de fonctionnement de la chaudière,
2) un système d'entretoises est nécessaire pour raidir
le fond , et la tenue de ce système est malaisée à contrôler en raison de.la difficulté d'accès,
3) il est nécessaire de prévoir des tubes de longueurs différentes s'il s'agit d'une chaudière avec au moins
trois parcours de fumées,
4) pour des raisons de construction et de dimensionnement de la chaudière, la partie supérieure de la boite à
fumées se trouve très près de la surface du plan d'eau
en chaudière, et ceci est très important en raison des conséquences que cela entraîne:
- cette disposition rapprochée constitue, un point extrêmement délicat en cas de manque d'eau car c'est en effet la première partie de la surface baignée par les fumées qui est alors découverte et donc soumise à surchauffe,
- la surface importante de la boite à fumées soumise à de très fortes températures constitue un lieu de vaporisation élevée, ce qui a pour effet de créer au niveau du plan d'eau une ébullition très vive qui entraîne une réduction de la qualité de la vapeur par primage.
Le problèle que vise à résoudre l'invention est de réaliser une boite à fumées qui ne présente pas ies inconvénients cités plus haut.
Ce problème est résolu suivant l'invention par une boite à fumées ayant des parois qui comprennent des tubes reliés à leurs parties inférieure et supérieure, respectivement à un premier et un second collecteur, ces collecteurs étant reliés au corps de chaudière proprement dit et disposés l'un en dessous du niveau du foyer et l'autre au-dessus du niveau du foyer, lesdits tubes étant parcourus par une circulation d'eau.
L'invention est exposée dans plus de détails dans ce qui suit avec référence aux dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 est une vue avec arrachement de la partie arrière d'une chaudière à foyer intérieur,
- la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, montrant un premier mode d'exécution de la boite à fumées, <EMI ID=1.1> de la figure 2,
- la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 dans un deuxième mode d'exécution,
- la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 dans le mode d'exécution de la figure 4,
- la figure 6 est une vue en coupe axiale illustrant un mode de réalisation avantageux de la boite à fumées suivant l'invention, incorporant un surchauffeur.
La référence numérique 1 désigne un corps cylindrique de chaudière avec son plan d'eau A et son faisceau de tubes de fumées 11. La référence numérique 10 désigne le foyer intérieur qui débouche, à l'arrière du corps 1, dans une boite à fumées 2. Suivant l'invention,
la boite à fumées 2 a ses parois constituées de tubes 21
<EMI ID=2.1> inférieur 22 situé à la base de la boite à fumées et à un collecteur supérieur 23 situé à la partie supérieure
<EMI ID=3.1>
est situé en dessous du niveau du foyer 10 et le collecteur <2><3> est situé au-dessus du niveau du foyer. Les tubes <2><1> peuvent être juxtaposés côte à cote avec une enveloppe extérieure étanche 24 comme illustré à la figure 3 ou être écartés l'un de l'autre et reliés entre eux par des plats soudés 25 comme illustré à la figure 5. Les
tubes de la paroi arrière ont avantageusement une section plus grande que ceux des parois latérales. Sur les figures <2> et 4 la référence numérique 3 désigne l'ouverture de la porte de visite usuelle.
Du fait de la disposition des collecteurs au-dessus et en dessous du niveau du foyer 10, les tubes <2><1> sont le siège d'une circulation d'eau intense canalisée entre le collecteur inférieur 22 et le collecter supérieur 23 comme indiqué par les flèches E. Un très gros avantage de cette construction suivant l'invention est que l'intense circulation d'eau se trouve parfaitement canalisée, ce qui évite l'inconvénient des boîtes à fumées noyées qui sont la source d'un phénomène de primage pouvant , dans certains cas, être très important. De plus, la faible épaisseur des tubes, comparée à l'épaisseur
des tôles requise pour les boites à fumées noyées, permet de réduire davantage encore la température de la paroi
de la boîte 2. La construction tubulaire a également comme effet de procurer une plus grande surface pour un volume égal de la boite à fumées. Tous ces avantages ont un effet bénéfique sur la température des gaz dans la boite à fumées 2 et, partant, sur la température des
gaz à l'entrée du second parcours des fumées. La conséquence directe de cet effet est une réduction considérable des risques de détérioration des extrémités des tubes, point toujours délicat dans une chaudière à tubes de fumées.
Un autre avantage de la construction tubulaire suivent l'inventiez est qu'elle offre une très grande facilita peur le placement éventuel d'un surchauffeur dans la boite à fumées 2- Un exemple d'un tel mode de réalisation est illustré à la figure 6 sur laquelle la référence numérique 4 désigne un surchauffeur connecté dans un circuit extérieur 5. La construction tubulaire
<EMI ID=4.1>
paroi arrière de la chambre pour le passage du faisceau
de tubes constituant le surchauffeur, rendant ainsi ce dernier démontable et par conséquent facilement accessible.
REVENDICATIONS
1. Boite à fumées arrière pour chaudière à tubes de fumées et foyer intérieur, les tubes de fumées formant au moins deux parcours de fumées,
caractérisée en ce que les parois comprennent des tubes
<EMI ID=5.1> teurs étant reliés au corps de chaudière proprement dit
et disposés l'un en dessous du niveau du foyer et l'autre au-dessus du niveau du foyer, lesdits tubes étant parcourus par une circulation d'eau.