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CHAUDIERES POUR CHAUFFE. PAR BRULEURS.
On applique habituellement la chauffe par bru- leurs utilisant des combustibles gazeux liquides ou solides à l'état pulvérulent aux chaudières usuelles sans leur faire subir de modifications dans leurs dis- positions principales. On se borne à augmenter les di- mensions du foyer qui devient une chambre de combustion où débouchent les brûleurs mais les faisceaux tubulaires, les collecteurs d'eau et de vapeur sont les mêmes que ceux d'une chaudière chauffée au moyen d'une grille.
Cela présente l'inconvénient de faire perdre une quantité importante de chaleur du fait que les chambres de
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combustion de grandes dimensions exigées par le volume considérable des gaz chauds constituent par leurs larges surfaces des causes de déperdition importantes. D'autre part les parois de/ses chambres se trouvant soumises à des températures très élevées se détériorent rapidement à tel point qu'on doit fréquemment avoir recours pour en assurer la conservation à des procédés artificiels de refroidissement par circulation d'air ou d'eau.
L'objet de là présénte invention est une chau- dière disposée spécialement pour la chauffe par brûleurs et caractérisée par le fait que la chambre de combustion est incorporée à la chaudière elle-même, le faisceau tubulaire étant élargi pour entourer complètement le brûleur et constitué par deux nappes concentriques à l'intérieur desquelles l'eau et la vapeur circulent en sens inverse de gaz qui lesentourent de façon .que la chaleur de combustion soit parfaitement absorbée.
La description ci-dessous et les figures annexées donnent à titre d'exemple plusieurs modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente sohématiquement en coupe un premier mode de réalisation d'une chaudière à chauf- fage par charbon pulvérisé.
Les figures 2 et 3 représentent des variantes du dispositif précédent.
La chaudière comprend un corps supérieur 1 laissant un passage annulaire pour le brûleur à charbon pulvérisé 2 et un corps inférieur 3. Ces deux corps sont reliés par deux faisceaux tubulaires concentriques. Le faisceau, intérieur 4, qui est celui exposé aux gaz de combustion dont la température est la plus élevée, aboutit au corps supérieur au niveau moyen de l'eau qu'il renferme, ou un peu au-dessus, de manière à faciliter la séparation des bulles de vapeur d'avec l'eau qui en sort.
Le faisceau extérieur 51 part du corps supérieur
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près de son fond, de manière à n'y prendre que de l'eau parfaitement exempte de vapeur et amène dette eau au corps inférieur 3 d'où elle remonte par le faisceau intérieur 4 au corps supérieur.
Les deux faisceaux sont séparés par une oloison réfractaire 6.
Les gaz de la combustion suivent une marche inverse de celle de l'eau. Ils descendent au centre de la chaudière au contact de la nappe de tubes du faisceau intérieur 4 puis remontent dans l'intervalle annulaire laissé entre la cloison réfractaire 6 et l'enveloppe extérieure de la chaudière au contact de la nappe de tubes du faisceau extérieur 5 pour sortir par le conduit de fumées 7.
On voit que la circulation des fluides est méthodique puisque les gaz de la combustion et l'eau à chauffer circulent en sens inverse, les gaz les plus chauds.étant en contact, à travers la paroi des tubes, avec l'eau la plus chaude.
Sur les figures, les flèches en trait plein indiquent dans le sens de circulation de l'eau et de la vapeur les flèches en pointillé le sens de circulation des gaz chauds.
La circulation de l'eau de la chaudière se fait par thermo-siphon et elle est très active car le,3 tubes de la nappe extérieure sont pleins d'eau à la plus forte densité puisque c'est l'eau la moins chaude, tandis que les tubes de la nappe intérieure sont rem- plis d'une émulsion d'eau et de bulles de vapeur produite par la température élevée à laquelle ils sont exposés et dont la densité est bien moindre que celle de l'eau.
Les tubes des faisceaux peuvent être cintrés suivant une forme courbe ou sinusoïdale pour faciliter leur dilatation et réaliser un meilleur brassage
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des gaz chauds en leur offrant un passage moins facile à parcourir.
Un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 2. La disposition d'ensem- ble de la chaudière est la. même,mais le corps inférieur est supprimé, les tubes du faisceau extérieur se raccor dant directement dans le bas de la chaudière aux tubes du faisceau intérieur.
Un troisième mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 3. Les tubes du faisceau extérieur, au lieu d'être fixés directement sur le corps supérieur, sont fixés sur un corps auxiliaire 8 raccordé au corps supérieur seulement par quelques tu- bulures de large section.
L'intérêt respectif de ces différentes formes d'exécution réside pour la disposition représentée en fig. 2 dans la diminution de la réserve d'eau, ce qui permet une mise en pression très rapide et pour la disposition représentée sur la figure 3 dans la faci- lité de construction en même temps que dans l'augmentation du volume d'eau de réserve. Dans les dispesitions représentées figs. 1 et 3 on peut augmenter aussi le volume d'eau de réserve en faisant aussi grand qu'on veut le corps inférieur. Ceci présente en même temps l'avantage d'abaisser le centre de gravité de la chaudière, ce qui peut avoir un intérêt pour celles devant être placées à bord des bateaux.
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BOILERS FOR HEATING. BY BURNERS.
Heating by burners using gaseous liquid or solid fuels in the pulverulent state is usually applied to conventional boilers without subjecting them to modifications in their principal arrangements. We limit ourselves to increasing the dimensions of the hearth which becomes a combustion chamber where the burners open, but the tube bundles, the water and steam collectors are the same as those of a boiler heated by means of a grate. .
This has the drawback of losing a significant amount of heat because the heat chambers
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combustion of large dimensions required by the considerable volume of hot gases constitute, by their large surfaces, significant causes of loss. On the other hand the walls of / its chambers being subjected to very high temperatures deteriorate rapidly to such an extent that it is necessary to frequently resort to ensure their conservation to artificial methods of cooling by air circulation or of water.
The object of the present invention is a boiler arranged especially for heating by burners and characterized in that the combustion chamber is incorporated in the boiler itself, the tube bundle being widened to completely surround the burner and constituted. by two concentric layers inside which water and steam circulate in the opposite direction of gases which surround them so that the heat of combustion is perfectly absorbed.
The description below and the appended figures give by way of example several embodiments of the invention.
FIG. 1 schematically shows in section a first embodiment of a boiler with pulverized coal heating.
Figures 2 and 3 show variants of the previous device.
The boiler comprises an upper body 1 leaving an annular passage for the pulverized coal burner 2 and a lower body 3. These two bodies are connected by two concentric tubular bundles. The internal bundle 4, which is the one exposed to the combustion gases of which the temperature is the highest, ends in the upper body at the average level of the water it contains, or a little above, so as to facilitate the separation of vapor bubbles from the water coming out.
The outer beam 51 starts from the upper body
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near its bottom, so as to take only water perfectly free of vapor and brings debt water to the lower body 3 from where it rises by the internal beam 4 to the upper body.
The two beams are separated by a refractory oloison 6.
The combustion gases follow a reverse process to that of water. They descend to the center of the boiler in contact with the layer of tubes of the inner bundle 4 then rise in the annular gap left between the refractory partition 6 and the outer casing of the boiler in contact with the layer of tubes of the outer bundle 5 to exit through the flue 7.
We see that the circulation of fluids is methodical since the combustion gases and the water to be heated circulate in the opposite direction, the hottest gases being in contact, through the wall of the tubes, with the hottest water .
In the figures, the arrows in solid lines indicate in the direction of circulation of the water and steam, the arrows in dotted lines the direction of circulation of the hot gases.
The circulation of the water of the boiler is done by thermo-siphon and it is very active because the, 3 tubes of the external table are full of water at the highest density since it is the less hot water, while the tubes of the inner layer are filled with an emulsion of water and vapor bubbles produced by the high temperature to which they are exposed and whose density is much less than that of water.
The tubes of the bundles can be bent in a curved or sinusoidal shape to facilitate their expansion and achieve better mixing
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hot gases by offering them a passage that is less easy to navigate.
A second embodiment of the invention is shown in Figure 2. The overall arrangement of the boiler is. same, but the lower body is omitted, the tubes of the outer bundle connecting directly in the bottom of the boiler to the tubes of the inner bundle.
A third embodiment of the invention is shown in Figure 3. The tubes of the outer bundle, instead of being fixed directly to the upper body, are fixed to an auxiliary body 8 connected to the upper body only by a few tubes. bulures of large section.
The respective interest of these different embodiments lies in the arrangement shown in FIG. 2 in the reduction of the water reserve, which allows a very rapid pressurization and for the arrangement shown in Figure 3 in the ease of construction at the same time as in the increase in the volume of water of Reserve. In the arrangements shown in figs. 1 and 3 you can also increase the volume of reserve water by making the lower body as large as you want. At the same time, this has the advantage of lowering the center of gravity of the boiler, which may be of interest for those to be placed on board ships.