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Foyers de chaudière brûlant du combustible fimement divise.
Dans les chaudières en forte de foyers, c'est-à-dire les chaudières à tubes d'eau dans lesquelles la chambre de com- bustion consiste en un espace terne de toutes parts, sauf à l'endroit où las gaz de conbustion s'échappent, par des tubes d'eau places parallèlement les uns aux autres et rapproches au point que la matière de la paroi du foyer utilisée comme Isolement et corne enveloppe n'atteigne pas une température nuisible, il est essentiel que la température de combustion à l'intérieur de la chambre de combustion soit très élevée, non seulement parce que la construction est destinée princi- palement à absorber la chaleur rayonnante,
mais aussi parce @
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qu'il est difficile d'entretenir la combustion si la tepé- rature tombe en dessous d'un certain degré. Pour cette raison, la température des gaz quittant la chaire de combastion est très élevée. La chaleur qu'ils contiennent est employée dans un réchauffeur d'air qui chauffe l'air de combustion pendant son trajet vers la chambre de combustion.
On a observé que ce réchauffeur d'air est sujet à se détruire assez rapidement par combustion à cause de la tempé- rature élevée des gaz de foyer qui le traversent et l'un des buts de la présente invention est d'abaisser la température des gaz du foyer avant leur entrée dans le réchauffeur d'air, jusqu'à une valeur telle que tout en élevant encore efficace- ment la température de l'air de combustion, ces gaz ne racour- cissent pas de facon excessive la durée d'existence du réchauf feur d'air.
Un autre but de l'invention est de rendre moins coûteuse la construction de l'installation, en diminuant ses dimensions et particulièrement les dimensions des corps de chaudière.
On atteint ces deux buts en cessant de disposer les tubes de descente à l'extérieur de l'enveloppe de la chaudière et en les plaçant à l'intérieur de celle-ci sur le trajet des gaz de combustion, entre la chambre du foyer et le réchauf- feur d'air. En faisant en sorte que ces tubes de descente soient un peu écartés de la paroi tubulaire de la chambre de combustion, on peut ménager un espace pour un surchauffeur qui se trouve également placé sur le trajet des gaz de combus- tion et sert par conséquent à réduire encore davantage leur température.
L'invention est représentée sur les dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une chaudière suivant l'invention.
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Les figs. 2 et 3 sont des vues partielles, respective- ment de face et de côté, d'une variante de l'invention.
A est le foyer de chaudière considéré dans son ensemble.
La chaudière délimite l'espace de combustion proprement dit B en-dessous duquel se trouve un cendrier 0 formé par la maçon- nerie 7 qui sert à supporter la chaudière.
D'une manière générale, la chaudière comprend les qua- tre corps cylindriques 8, 9, 10 et 11 ; paroi d'eau anté- rieure a composée de tubes à ailettes longitudinales 12 dont les extrémités inférieures sont reliées au corps cylindrique
9 et les extrémités supérieures au corps cylindrique 11; les parois d'eau latérales b composées de tubes à ailettes longi- tudinales 13, dont'les extrémités inférieures sont reliées aux collecteurs 14 et les extrémités supérieures aux collec- teurs 15, les collecteurs 14 étant reliés aux corps cylindri- que 8 et les collecteurs 15 au corps cylindrique 11; la pa- roi d'eau du plafond c composée de tubes à ailettes 16 dont les extrémités inférieures sont reliées au corps cylindrique
10 et dont les extrémités supérieures sont reliées au corps cylindrique 11;
la paroi d'eau postérieure d, composée de tu- bes à ailettes longitudinales 17, dont les extrémités infé- rieures sont reliées au corps cylindrique 8 et les extrémités supérieures au corps cylindrique 10 ; faisceau de tubes 18 dont les extrémités inférieures sont reliées au corps cylin- 'drique 8 et les extrémités supérieures au corps cylindrique 9; le faisceau vertical de tubes 19,dont les extrémités supérieures' sont reliées au corps cylindrique 10 et les extrémités infé- rieures au corps cylindrique 8 ; corps cylindrique 20 et les tubes égalisateurs 21 et 22 qui relient les corps cylindriques 11 et 20.
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Le faisceau de tubes 18 délimite la. partie inférieure de l'espace de conlbustion et les tubes sont suffisaient espaces pour-permettre aux particules résiduelles tombant du combus- tible de passer à travers ces tubes jusque dans le cendrier C.
Ce faisceau de tubes a pour fonction de refroidir cette cendre qui tOLbe, jusqu'en-dessous de la, température de formation de scories. Les produits de combustion sont aspirés entre ces tubes et de là dans la chambre 23 d'ou. ils sont envoyés sur le faisceau vertical de tubes 19, avec lequel sont combinées des plaques déviatrices appropriées. Les produits de combus- tion sortent du faisceau de tubes 19 en 24 dans la conduite de raccordement 25 dans laquelle se trouve placé le rénauf feur d'air de combustion 26.
Le faisceau de tubes 19 constitue la section de réchauf- fage ou "économiser de la chaudière et forme partie inté- grante de la chaudière puisque ses tubes relient les corps cylindriques 8 et 10. Grâce à cette disposition, les tubes de réchauffage deviennent les tubes de descente de la chaudiè- re, la circulation dans les tubes des parois tubulaires se faisant de bas en haut. On évite ainsi la nécessité des tubes de descente usuels à l'extérieur, la longueur des corps cylin- driques peut donc être diminuée et l'on peut supprimer le ca- lorifugeage usuel des tubes; on rJduit par conséquent la lar- geur de la chaudière, le coût de la construction et les pertes par rayonnement.
Un surchauffeur 27 est placé entre le faisceau de tubes
19 et la paroi d'eau tubulaire posetérieur d de la chaudière; ce surchauffeur est soumis à l'action des gaz de combustion se rendant de la chambre de combustion à la conduite de rac cordement 25, les gaz, bien que suffisaient refroidis par le faisceau de tubes 18 pour empêcher 1a fusion des cendres.
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ayant encore une température suffisante pour surchauffer la vapeur passant dans le surchauffeur et pour fournir la chaleur nécessaire à l'air de combustion.
Aux quatre coins de l'espace de combustion, et de pré- férence à la partie supérieure de celui-ci, sont disposés des brûleurs 28 destinés à introduire le combustible à brûler. De l'air de combustion fortement réchauffé est introduit avec le combustible par des ouvertures d'air 29 entourant les tuyèresde brûleurs, cet air réchauffé étant emprunté au ré- chauffeur d'air 26, mentionné ci-dessus, et amené par les conduits 30 allant du réchauffeur aux brûleurs. Le combusti- ble et l'air sont donc ainsi introduits de manière à produire un tourbillon, la combustion étant intense et agitée, ce qui donne à la flamme une température élevée et un trajet de fai- ble longueur.
Dans la variante représentée sur les figs. 2 et 3, cha- cun des tubes 12 de la paroi antérieure de la chambre de com- bustion débouche dans un collecteur séparé 31 au lieu d'abou- tir dans un corps cylindrique commun comme sur la fig. 1. Les tubes du faisceau 18 relient les collecteurs 31 au corps cy- lindrique 8, de sorte que ce faisceau de tubes est divisé en un certain nombre de rangées verticales de tubes 32 dont on augmente ou diminue le nombre suivant la température désirée des gaz à la sortie.
En plaçant le surchauffeur de la manière représentée, on obtient un degré de surchauffe élevé et la température des gaz est quelque peu abaissée; elle est encore abaissée da- vantage par la section de récauffage,de sorte que la tempé- rature des gaz dans le réchauffeur d'air est maintenue en- dessous du point où les plaques ou éléments de ce réchauffeur pourraient brûler.
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Boiler hearths burning solidly divided fuel.
In firebox boilers, i.e. water tube boilers in which the combustion chamber consists of a dull space on all sides, except where the combustion gases are 'escape, through water tubes placed parallel to each other and so close that the material of the fireplace wall used as insulation and horn casing does not reach a harmful temperature, it is essential that the combustion temperature at the interior of the combustion chamber is very high, not only because the construction is primarily intended to absorb radiant heat,
but also because @
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that it is difficult to sustain combustion if the temperature drops below a certain degree. For this reason, the temperature of the gases leaving the combustion chamber is very high. The heat they contain is used in an air heater which heats the combustion air as it travels to the combustion chamber.
It has been observed that this air heater is liable to be destroyed rather quickly by combustion because of the high temperature of the combustion gases which pass through it and one of the objects of the present invention is to lower the temperature of the furnaces. combustion air before entering the air heater, to a value such that, while still effectively raising the temperature of the combustion air, these gases do not excessively shorten the duration of the combustion air. existence of the air heater.
Another object of the invention is to make the construction of the installation less expensive, by reducing its dimensions and particularly the dimensions of the boiler bodies.
These two goals are achieved by ceasing to have the downpipes outside the casing of the boiler and by placing them inside the latter on the path of the combustion gases, between the hearth chamber and the air heater. By ensuring that these downpipes are a little apart from the tubular wall of the combustion chamber, space can be created for a superheater which is also located in the path of the combustion gases and therefore serves for further reduce their temperature.
The invention is shown in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a vertical sectional view of a boiler according to the invention.
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Figs. 2 and 3 are partial views, respectively from the front and from the side, of a variant of the invention.
A is the boiler hearth considered as a whole.
The boiler delimits the actual combustion space B below which is an ashtray 0 formed by the masonry 7 which serves to support the boiler.
In general, the boiler comprises the four cylindrical bodies 8, 9, 10 and 11; front water wall a composed of longitudinal finned tubes 12, the lower ends of which are connected to the cylindrical body
9 and the upper ends of the cylindrical body 11; the side water walls b composed of tubes with longitudinal fins 13, the lower ends of which are connected to the collectors 14 and the upper ends to the collectors 15, the collectors 14 being connected to the cylindrical bodies 8 and the collectors 15 to the cylindrical body 11; the water wall of the ceiling c composed of finned tubes 16, the lower ends of which are connected to the cylindrical body
10 and whose upper ends are connected to the cylindrical body 11;
the rear water wall d, composed of tubes with longitudinal fins 17, the lower ends of which are connected to the cylindrical body 8 and the upper ends to the cylindrical body 10; bundle of tubes 18, the lower ends of which are connected to the cylindrical body 8 and the upper ends to the cylindrical body 9; the vertical bundle of tubes 19, the upper ends of which are connected to the cylindrical body 10 and the lower ends to the cylindrical body 8; cylindrical body 20 and the equalizer tubes 21 and 22 which connect the cylindrical bodies 11 and 20.
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The tube bundle 18 delimits the. lower part of the combustion space and the tubes are sufficient spaces to allow the residual particles falling from the fuel to pass through these tubes into the ashtray C.
The function of this tube bundle is to cool this ash which tOLbe, down to below the temperature of slag formation. The combustion products are sucked between these tubes and from there to the chamber 23 from or. they are sent to the vertical tube bundle 19, with which suitable deflector plates are combined. The combustion products exit from the bundle of tubes 19 at 24 into the connection pipe 25 in which the combustion air heater 26 is located.
The bundle of tubes 19 constitutes the heating section or "saving of the boiler and forms an integral part of the boiler since its tubes connect the cylindrical bodies 8 and 10. Thanks to this arrangement, the reheating tubes become the tubes. of the boiler, the circulation in the tubes of the tubular walls being from the bottom up. This avoids the need for the usual down tubes on the outside, the length of the cylindrical bodies can therefore be reduced and customary tube insulation can be omitted, thereby reducing boiler width, construction costs and radiation losses.
A superheater 27 is placed between the tube bundle
19 and the posterior tubular water wall d of the boiler; this superheater is subjected to the action of the combustion gases traveling from the combustion chamber to the connecting pipe 25, the gases, although sufficiently cooled by the tube bundle 18 to prevent the melting of the ash.
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still having a temperature sufficient to superheat the steam passing through the superheater and to supply the necessary heat to the combustion air.
At the four corners of the combustion space, and preferably at the top thereof, there are burners 28 for introducing the fuel to be burned. Strongly heated combustion air is introduced with the fuel through air openings 29 surrounding the burner nozzles, this heated air being taken from the air heater 26, mentioned above, and supplied through the ducts 30. from heater to burners. Fuel and air are thus introduced in such a way as to produce a vortex, the combustion being intense and agitated, which gives the flame a high temperature and a short path.
In the variant shown in FIGS. 2 and 3, each of the tubes 12 of the front wall of the combustion chamber opens into a separate manifold 31 instead of ending in a common cylindrical body as in FIG. 1. The tubes of the bundle 18 connect the collectors 31 to the cylindrical body 8, so that this bundle of tubes is divided into a certain number of vertical rows of tubes 32, the number of which is increased or decreased according to the desired temperature of the gases. to the output.
By placing the superheater as shown, a high degree of superheating is obtained and the gas temperature is somewhat lowered; it is further lowered by the reheating section, so that the temperature of the gases in the air heater is kept below the point where the plates or elements of that heater could burn.