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Monsieur Ferdinand G R A A F E N .
L'objet de la présente invention est un dispositif de ramonage pour chaudières à vapeur.
La plus grande part de la chaleur fournie aux chaudières à vapeur est directement rayonnée de la grille, ou du foyer, aux surfaces de chauffe. Avec des combustibles de haute qualité, et des foyers de construction satisfaisante (houille, briquet- tes, foyers à charbon pulvérisé), cette part s'élève à 50 -60% avec les teneurs élevées qu'on obtient actuellement en acide Carbonique, dans les gaz de la combustion (15-16%). Le reste, @
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soit 40% environ de la vapeur, est produit par le contact direct des flammes ou des gaz de fumée avec les tubes de chauf- fe. On voit par ces chiffres combien il est important que les surfaces de chauffe, en particulier celles tournées vers le foyer ou la grille, soient toujours de la plus grande pro- preté.
Pour autant qu'il s'agit des surfaces de chauffe arrière, non exposées à la flamme, on a déjà, depuis longtemps, disposé avec succès des tubes porte-tuyères tournants, par exemple susceptibles de mouvements de rotation alternatifs, et non ré- frigeres, dans le but de ramoner énergiquement la surface de chauffe à l'aide de la vapeur à haute pression provenant de la, chaudière , ou d'air comprimé. Les tubes de cette nature, même lorsqu'ils sont établis en un métal particulièrement ré- sistant, se déforment, se brûlent et se détériorent bientôt, s'ils sont placés dans le foyer. D'autre part les tubes dits "réfractaires" sont chers.
L'objet de la présente invention est de réaliser un tube de ramonage à vapeur ou à air comprimé, muni de tuyères, et parcouru pendant les périodes où il n'est pas en service par un fluide réfrigérant, par exemple de l'eau, ou refroidi par évaporation, La description qui va suivre donnera quelques formes de réalisation de ces tubes de ramonage pour chaudières, susceptibles de réfrigération.
Dans la fige 1, a donne la largeur du foyer, b est un tube de ramonage, muni de tuyères c, et dans lequel est logé le petit tube d, destiné à. l'amenée de l'eau de réfrigération.
Cette eau pénètre dans d suivant le sens de la flèche, parcourt ce tube jusqu'à l'extrémité du tube de ramonage tournant, et passe ensuite, en refroidissant ce dernier par le tube de trop plein f, d'où elle s'écoule de manière continue. Peu avant la ramonage ,ou le nettoyage des tubes de la chaudière, on
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laissa s'échapper l'eau du tube porte-tuyères par la tuyauterie e, en ouvrant un robinet, et on y fait arriver la vapeur par la tuyauterie g. La tube porte-tuyères, susceptible de tourner au moyen de la poulie à chaîne h, est alors de telle sorte mis en mouvement dans les deux sens que la cendre provenant de la grille k, et du foyer m, et se déposant sur les surfaces de chauffe .1 - i1, ainsi que la suie et autres corps étrangers, est convenablement ramonée.
On a montré en n et n' les bal- lons collecteurs cylindriques de la chaudière, où se raccor- dent les tubes .1 et i1. Le tube porte-tuyères tournant b pos- sède deux butées qui empêchent qu'il continue sa rotation au delâ de 1 et ¯1 1 En o est disposé un presse-étoupe, dans le- quel peut tourner le tube b, sur lequel agit la poulie à chai- ne h. Comme le montre la fige 2, le tube b, déjà refroidi par un fluide, est encore garanti, entre chaque tuyère, par un écran protecteur .2 en chamotte.
La fige 3 montre un tube de ramonage à tuyères, à réfri- gération par l'eau, dans lequel la protection contre les hau- tes températures du foyer est réalisée en ce que l'eau,arri- vant dans la tube] par la tuyau s, est maintenu, par un flot- teur, à un niveau constant, et s'évapore continuellement. Dans ce cas, le tube porte-tuyères n'est rempli que jusqu'à, la moitié ou aux trois quarts par l'eau, jusqu'à v par exemple, sous l'action extérieure du régulateur à flotteur, et la réfri- gération est effectuée par les petites quantités d'eau qui se vaporisent dans le tube b, sous l'action de la chaleur du foyer. Dans la forme de réalisation donnée à la fig. 3, il ne se produit par conséquent pas d'écoulement d'eau continu.
La réfrigération est seulement produite par l'évaporation de la faible quantité d'eau amenée. Pour le reste, le ramonage s'effectua, dans le dispositif représenté à la fig. 3, comme
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il avait eu lieu dans celui représenté aux fige 1 et 2, par action sur un volant ou une poulie à chaîne n. Cette réfrigé- ration par évaporation peut aussi être ainsi conçue que le fluide à évaporer se trouve placé dans l'intervalle de deux tubes logés l'un dans l'autre,
La fig. 4 montre un tuba porte-tuyères b, environné d'un autre tube r. Dans l'intervalle 1 se trouve le fluide à eva- porer (eau par exemple), lequel est vaporisé partiellement par la chaleur provenant de foyer.
La vapeur obtenue arrive dans un radiateur de forme quelconque par exemple muni d'ailettes, tel que celui représenté à la fig. 4a, lui-même réfrigéré par l'air, ou par un autre fluide* La chambre de réfrigération t du tube porte-tuyères à double paroi b est par conséquent, dans ce cas, fermée hermétiquement, et susceptible de résister à une pression intérieure. Le dispositif de ramonage suivant la fig. 4 n'a donc pas besoin d'une alimentation en fluide ré- frigérant; il est établi, comme certains fours à vapeur, en groupe réfrigérant.
Les tuyères .± sont soudées sur les parois et 1 ou vissées sur celles-ci. Naturellement, le dispositif de réfrigération ci-dessus peut aussi être établi ouvert, c'est-à-dire en liaison avec l'atmosphère, en vue de réaliser une construction plus simple, moins coûteuse et plus sure.
Le dispositif suivant les Fig. 4 et 4a, peut naturellement être conçu de telle manière que l'évacuation indirecte de la chaleur, en utilisant un fluide ou de la vapeur dans l'espace annulaire t, ménagé entre les.tubes, se réalise en faisant parcourir le radiateur r, lequel peut alors être lisse, ou de toute autre forme, par de l'eau, ou autre fluide, qui lui enlève ces calories, On pourrait également faire en sorte que, la radiateur r extérieur, annulaire, lisse ou garni d'ailettes, soit environné d'un fluide ou d'un gaz réfrigérant, ou soit
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arrosé, dans ce but de réfrigération.
Dans le cas ou une chaudière à. vapeur est disposée seule, et a par conséquent ses faces latérales libres, il est égale- ment possible de supprimer le tuyau longitudinal d'admission d'eau de réfrigération a, tel qu'indiqué à la figure 1, et, comme le montre la fig. 5. de prévoir à l'opposé de la tête du dispositif de ramonage, en 1, par conséquent, un bouchon qui permettra l'arrivée en eau de réfrigération. Dans ce cas, la tube d'écoulement de trop pleine sert au maintien., d'un certain niveau dans le tube de ramonage b, et le tube.! assu- re la vidange complète de l'eau avant que 1'pn y fasse arriver la vapeur par la tuyauterie g. Un presse-étoupe est également prévu en o, assemblant le tuba de ramonage! et la tête y du dispositif.
En vue d'empêcher qu'une quantité plus ou moins importante de l'eau séjournant dans le tube, pendant l'arrêt du dispositif, en vue de sa réfrigération, ou bien de l'eau qui se condense dans les tubes, relativement froids, au moment de la mise en activité du dispositif, sorte par les tuyères et arrive au foyer, où elle pourrait être, dans certains cas, la cause de dégats importants, les tuyères sont, conformément à l'inven- tion, disposées en sorte que lorsque l'on fait tourner le tube sur ses portées, un écoulement imprévu da fluide réfrigérant, ou du produit d'une condensation éventuelle,ne peut avoir itou dans le foyer.
Comme le montre la fig. 6, le petit tube Il des tuyères est coudé vers le haut en b1, si bien que lorsque par exemple, la brancher est verticale, l'eau ne peut s'introduire dans la branche b1, alors que si l'on fait tourner la branche 1 de 90 , ou plus, vers le bas, l'orifice de la branche b1 se trouve tou- jours au-dessus du niveau de l'eau dans le tube.
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En raison de ce fait que, dans la plupart des cas, le tube de ramonage c n'accomplit un trajet de nettoyage que d'une amplitude de 90 à 140 , ces tuyères coudées donnent l'assurance qu'aucun liquide ne pourra pénétrer dans le foyer, en raison d'une inattention du personnel, au risque d'y pro- duire des dégradations. Bien plus, il est possible de laisser le tube de ramonage c à chacune des positions comprises en- tre les deux butées, de 90 à 140 , par exemple, sans que l'eau soit susceptible de s'écouler par les tuyères. La fixation des tuyères b sur le tube de ramonage peut être assurée par soudure de celles-ci, en d. La tuyère .2 proprement dite peut elle-même être vissée, après que le tube coudé 1 a été soudé sur c.
La fig. 7 montre une autre disposition, dans .Laquelle un tube coudé f est ainsi soudé sur le tube de ramonage que les ouvertures g et g2 se trouvent à. ses deux extrémités..±1 montre la tuyère, et ± l'entrée de la vapeur. Le petit tube courbé 1: peut être/soudé à tout endroit où. une tuyère est né- cessaire.
Dans la fig. 8, le tube tuyère b. est rectiligne, et logé dans le tube de ramonage qu'il traverse par l'orifice 1, ménagé dans la paroi de ce tuba, La liaison peut être réa- lisée par vissage, soudure, ou par tout autre moye@.La tuyère peut être vissée.
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Mr. Ferdinand G R A A F E N.
The object of the present invention is a sweeping device for steam boilers.
Most of the heat supplied to steam boilers is radiated directly from the grate, or fireplace, to the heating surfaces. With high quality fuels, and hearths of satisfactory construction (coal, lighters, pulverized charcoal hearths), this share rises to 50-60% with the high levels currently obtained in carbonic acid, in combustion gases (15-16%). The rest, @
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or about 40% of the steam, is produced by direct contact of flames or flue gases with the heating tubes. We can see from these figures how important it is that the heating surfaces, in particular those facing the hearth or the grate, are always of the greatest cleanliness.
As far as it is a question of the rear heating surfaces, not exposed to the flame, it has already, for a long time, been successfully arranged rotating nozzle-holder tubes, for example capable of reciprocating rotational movements, and not re- frigeres, in order to vigorously sweep the heating surface using high pressure steam from the boiler or compressed air. Tubes of this nature, even when made of a particularly strong metal, soon deform, burn and deteriorate, if placed in the hearth. On the other hand, the so-called “refractory” tubes are expensive.
The object of the present invention is to provide a steam or compressed air sweeping tube, provided with nozzles, and traversed during the periods when it is not in service by a refrigerant, for example water, or cooled by evaporation. The description which follows will give some embodiments of these sweeping tubes for boilers, capable of refrigeration.
In fig 1, a gives the width of the fireplace, b is a sweeping tube, provided with nozzles c, and in which is housed the small tube d, intended for. the supply of refrigeration water.
This water enters d in the direction of the arrow, travels through this tube to the end of the rotating chimney sweep tube, and then passes, cooling the latter through the overflow tube f, from where it flows continuously. Shortly before sweeping, or cleaning the boiler tubes, we
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let the water escape from the nozzle-holder tube through the piping e, by opening a tap, and the steam is made to arrive there through the piping g. The nozzle-holder tube, capable of turning by means of the chain pulley h, is then set in motion in both directions that the ash coming from the grid k, and from the hearth m, and being deposited on the surfaces .1 - i1, as well as soot and other foreign bodies, is properly swept.
We have shown in n and n 'the cylindrical collector tanks of the boiler, where the tubes .1 and i1 are connected. The rotating nozzle-holder tube b has two stops which prevent it from continuing its rotation beyond 1 and ¯1 1 At o is placed a stuffing-box, in which the tube b can turn, on which acts the chain pulley h. As shown in fig 2, the tube b, already cooled by a fluid, is still guaranteed, between each nozzle, by a protective screen .2 made of chamotte.
Fig. 3 shows a nozzle-swept tube, cooled by water, in which the protection against the high temperatures of the hearth is provided by the water entering the tube] through the pipe is kept at a constant level by a float, and evaporates continuously. In this case, the nozzle holder tube is only filled up to, half or three quarters with water, up to v for example, under the external action of the float regulator, and the cooling management is carried out by the small quantities of water which vaporize in the tube b, under the action of the heat of the hearth. In the embodiment given in FIG. 3, therefore, there is no continuous water flow.
The refrigeration is only produced by the evaporation of the small amount of water supplied. For the rest, the sweeping was carried out, in the device shown in FIG. 3, like
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it had taken place in that shown in figs 1 and 2, by action on a flywheel or a chain pulley n. This evaporative refrigeration can also be designed so that the fluid to be evaporated is placed in the interval of two tubes housed one inside the other,
Fig. 4 shows a nozzle holder tuba b, surrounded by another tube r. In interval 1 there is the fluid to be evaporated (water for example), which is partially vaporized by the heat coming from the furnace.
The steam obtained arrives in a radiator of any shape, for example provided with fins, such as that shown in FIG. 4a, itself refrigerated by air, or by another fluid * The refrigeration chamber t of the double-walled nozzle-holder tube b is therefore, in this case, hermetically sealed, and capable of withstanding an internal pressure . The sweeping device according to FIG. 4 therefore does not need a supply of refrigerant; it is established, like some steam ovens, as a refrigeration unit.
The nozzles. ± are welded to the walls and 1 or screwed onto them. Of course, the above refrigeration device can also be set up open, i.e. in connection with the atmosphere, in order to achieve a simpler, less expensive and safer construction.
The device according to FIGS. 4 and 4a, can naturally be designed in such a way that the indirect heat dissipation, by using a fluid or steam in the annular space t, formed between les.tubes, is carried out by making the radiator r go through, which can then be smooth, or of any other form, by water, or other fluid, which removes these calories from it, It could also be arranged that, the radiator r outside, annular, smooth or lined with fins, either surrounded by a refrigerant fluid or gas, or either
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watered, for the purpose of refrigeration.
In the case of a boiler at. steam is arranged alone, and therefore has its side faces free, it is also possible to omit the longitudinal refrigeration water inlet pipe a, as shown in figure 1, and, as shown in Fig. fig. 5. to provide opposite the head of the sweeping device, in 1, therefore, a plug which will allow the arrival of cooling water. In this case, the overflow discharge tube serves to maintain., A certain level in the sweeping tube b, and the tube.! Ensures that the water is completely drained before the pn sends the steam through the piping g. A cable gland is also provided at o, assembling the chimney sweep tuba! and the head y of the device.
In order to prevent a greater or lesser quantity of water remaining in the tube, during shutdown of the device, for its refrigeration, or water which condenses in the relatively cold tubes , when the device is put into operation, exits through the nozzles and arrives at the hearth, where it could be, in certain cases, the cause of significant damage, the nozzles are, in accordance with the invention, arranged so that when the tube is rotated on its bearings, an unforeseen flow of refrigerant fluid, or of the product of possible condensation, cannot have it in the hearth.
As shown in fig. 6, the small tube II of the nozzles is bent upwards at b1, so that when, for example, the connection is vertical, water cannot enter branch b1, whereas if the branch 1 90 or more down, the orifice of branch b1 is always above the water level in the tube.
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Due to the fact that in most cases the sweeping tube c only performs a cleaning path with an amplitude of 90 to 140, these angled nozzles ensure that no liquid can enter the the home, due to inattention by staff, at the risk of causing damage. Moreover, it is possible to leave the sweeping tube c at each of the positions included between the two stops, from 90 to 140, for example, without the water being liable to flow through the nozzles. Fixing the nozzles b on the sweeping tube can be ensured by welding them, at d. The actual nozzle .2 can itself be screwed on, after the elbow tube 1 has been welded to c.
Fig. 7 shows another arrangement, in .Laquelle an elbow tube f is thus welded to the sweeping tube that the openings g and g2 are located at. its two ends .. ± 1 shows the nozzle, and ± the steam inlet. The small curved tube 1: can be / welded anywhere. a nozzle is required.
In fig. 8, the nozzle tube b. is rectilinear, and housed in the sweeping tube which it passes through the orifice 1, made in the wall of this tuba, The connection can be made by screwing, welding, or by any other means @. The nozzle can be screwed.