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VOUTE DE FOYER A REFROIBISSEMENT"
L'invention est relative aux voûtes de foyers, et vise en particulier les voûtes du type à double suspension, telles que celles décrites et revendiquées dans le brevet anglais n 143.972, et elle a pour objet des moyens perfectionnés destinés à assurer, le refroidissement de la voute, l'admis- sion de l'air dans le foyer et l'étalement de la flamme en une nappe continue sous la partie refroidie de la voute.
L',invention consiste à prévoir, dans une voûte de foyer constituée de blocs de formation supérieurs et inférieurs,en matières réfractaires appropriées et ménageant entre eux des espaces intermédiaires permettant le passage de conduits à eau destinés au refroidissement de la voute ou, et amener de
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l'eau réchauffée à la chaudière.
L'invention consiste en outre à prévoir, dans une voute de foyer présentant à son extrémité interne une portion ascen- dante, des conduite à eau passant dans la voute et la portion ascendante.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à pré- voir un certain nombre d'ajutages de débit d'air traversant la voute et propres à donner un oertain nombre de jets d'air formant une nappe pratiquement continue sous la voute du foyer.
En se référant aux dessins annexée: La fig 1 est %ne vue,indiquant partiellement en coupe verticale et partiellement de façon schématique, l'invention appliquée à une voute à double suspension du type général défini et revendiqué dans le brevet Liptak antérieur dont il a été fait mention, combinée avec une voute de combustion du type défini dans le brevet anglais n 226.089.
Fig 2 est une coupe transversale et verticale, pratiquée sensiblement suivant la ligne 2-2 de la fig 1, les blocs de cette voute étant vus sur toute leur hauteur.
Figs 3, 4, 5, 6, et 7 sont des vues de détail, montrant les blocs utilisés à la construction de la voute représentée à la fig 1.
Fig 8 est'une vue correspondant à la fig 1, mais représentant une variante de la disposition de Toute, dans laquelle la voute principale et la voute de combustion forment une voute continue.
Figs 9 et 10 sont des vues de détail montrant les blocs utili- sée à la construction de la voute représentée à la fig 8.
Fig 11 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe verticale suivant la ligne 11-11 de la fig 2, d'une variante de construction de voûte, et dans laquelle certaines parties ont été arrachées, de même que certaines parties supérieures de la voute ont été enlevées afin de découvrir complètement les ajutages d'air.
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Fig 12 est une coupe pratiquée suivant la ligne 12-12 de la fig 11, certaines parties étant arrachées; Fig 13 est une coupe suivant la ligne 13-13 de la fig 11, certaines parties étant arrachées;
La fig 2 représente également une coupe pratiquée suivant la ligne 2-2 de la fig 8, et 3-3 de la fig 12.
La voute que montre la fig 8 est établie à l'aide des blocs représentés en détail aux figs 4 et 7, ainsi que des blocs représentés par les vues de détail des figs 9 et 10.
En se référant tout d'abord à la oonstruotion que montrent les figs 1 et 2, 11 désigne le dispositif de trémie, norma- lement équipé d'une grille, non représentée, et débitant le combustible sur un transporteur sans fin 12. 13 désigne des carneaux ou tubes à fumée, et 14 désigne une paroi d'eau antérieure d'une chaudière tubulaire, laquelle, ainsi qu'il est représenté, est en communication avec une bache d'eau 16, occupant un niveau inférieur, mais qui pourrait également être reliée différement.
La maçonnerie ordinaire du foyer est bien connue, et n'a pas été représentée.
La voute de foyer occupe son emplacement normal , et l'es- paoe entre les côtés des parois du foyer, à l'avant ou en dessous des tubes 13.
Les poutres transversales formant les supports principaux de la voûte,16, 17 et 18 sont de préférence constituées de fortes poutrelles en I portées à leurs extrémités à la maniè- re bien connue par les parois latérales du foyer. Un certain nombre de poutrelles supplémentaires 19, écartées entre elles dans le sens latéral, sont suspendues aux ailes inférieures des poutrelles en I, 17 et 18, par l'intermédiaire de consoles 20.
Les extrémités antérieures des poutrelles 19 sont recourbées à 90 , et ensuite orientées verticalement vers le haut.
Les poutrelles supplémentaires 19 peuvent être, et sont de préférence constituées de sections, en substance comme il
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est représenté dans les brevets antérieurs précédement désignés.
La partie principale ou corps de la voute à double suspension, est établi à l'aide de blocs supérieurs ou de suspension 21 (fig 3) et de blocs inférieurs formant la face inférieure,22, (fig 4).
Les ailes supérieures des blocs 21 sont suspendues aux ailes inférieures des poutres supplémentaires 19, tandis que les ailes supérieures des blocs inférieurs 22 sont suspendues à et glissées ' que , sur les ailes inférieures des blocs supérieurs 21. Ainsi/le plus clairement représenté à la fig 2, les blocs inférieure 22 sont entaillés afin de constituer de larges banaux d'air longitudinaux se prolongeant suivant la longueur de la voûte à double suspension ces canaux ménageant des espaces libres appropriés à recevoir des tubes d'eau 23. La partie courbe ou radiale de la voute est com- posée de blocs supérieurs façonnés à la forme de coins, 24,et de blocs inférieurs façonnés à la forme de coins 25, lesquels, en section transversale, sont de conformation analogue respective- ment aux blocs 21 et aux blocs 22.
Les blocs 24 sont suspendus aux parties courbes des ailes des poutres supplémentaires 19, tandis que les ailes supérieures des bloos inférieurs 25 sont suspendues aux ailes inférieures des blocs en forme de coin, supérieurs, 24. La portion terminale interne, verticale, de la voute à double suspension est constituée à l'aide des blocs 21 et 22 montés sur les poutrelles supplémentaires et reliée entre- eux de la même manière que les blocs formant la voute principale, sauf qu'ils sont disposés horizontalement. des
Ces blocs, ainsi montés, comportent les passages pour des tubes, de sorte que les tubes à eau 23 sont prolongés dans la partie courbe et dans la partie verticale de la voute.
Dans la construction représentée, les extrémités supérieures des tubes 23 sont raccordées à une bache d'eau ou collecteur 26, tandis que les autres extrémités des dits tubes sont reliés à une bache d'eau ou collecteur 27. La bache d'eau 27 peut être reliée à une amenée d'eau d'alimentation, non représentée, et la bache d'eau
26, peut,d'une manière ou de l'autre, être reliée à 'la chaudière, indirectement dans l'exemple représenté, par l'intermédiaire d'un
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conduit d'eau 28 qui relie les baches 15 et 26.
Un seuil 29, en matière réfractaire, se place sous les extrémités arrière. ou internes des tubes inférieurs 13, et ce seuil est directement établi sur des consoles 30 qui, à leur ' tour, sont rigidement assemblées à, et supportées par une poutrelle en I, 18. L'espaoe compris entre le sommet de la partie terminale ascendante interne de la voute, et le seuil
29 qui la surmonte est garni de blocs de remplissage 31, entail.. lés de manière à manager un passage aux parties supérieures des tubes d'eau 23.
La voute de combustion qui, ainsi qu'il a été indiqué, est représentée du type défini dans le brevet anglais 226.089, est supportée par de fortes consoles 32 qui sont assemblées , à leurs extrémités supérieures, aux poutrelles en I, 16, et supportent une paroi d'isolation externe en briques, 33, une voute de combustion proprement dite 34, ainsi que des blocs de remplissage 34a, dont la disposition exacte présente une mais grande importanoe dans le présent cas /' qui est plus complè- tement définie dans le brevet anglais 226.089.
Il ressort de ce qui précède, que les blocs supérieurs 21 pourront être engagés à glissement et dégagés des ailes infé- rieures des poutrelles 19, tandis que les blocs inférieurs 32 pourront être engagés à glissement et dégagés des ailes infé- rieures des dits blocs supérieurs.
Il est important de remarquer que les blocs qui sont suspendus aux extrémités internes, verticales , des poutrelles
19, montent très haut, et jusqu'à distance telle du seuil 29 que l'espace restant peut être comblé à l'aide d'une seule rangée de blocs de remplissage 31.
On remarquera également que tout le seuil 29 est supporté par la poutrelle 18 et l'intermédiaire des consoles 30.
La voute qui vient d'être décrite, et qui est en parti- culier représentée à la fig 1, est d'un type dont le profil .'.-général peut être dénommé profil standard. La circulation d'eau,
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y compris les tubes ou conduits 23, fait partie du système de circulation d'eau de la chaudière. Le résultat de l'agencement des conduits 23 dans la voute et entre les blocs supérieure et
Inférieurs est tout d'abord de refroidir la voûte et d'en accroitre la durée, et ensuite de réchauffer l'eau avant son introduction dans la chaudière.
Le système est calculé de manière telle qu'il puisse engendrer une certaine quantité de vapeur, et même être utilisé comme générateur et réchauffeur combiné d'eau d'ali- mentation.
Le système de conduits sera arrangé de telle sorte, que l'eau' puisse s'y écouler sans formation de poches de vapeur.
Le mode d'installation des tubes montés dans la voute présente une grande importance, et l'on remarquera que cette installation s'exécute simplement en conditionnant les blocs supérieurs et inférieurs de manière à laisser subsister entre eux un vide suffisant à l'introduction des tubes, et les blocs de formation de la voute sont de forme telle que dans certaines dispositions les tubes peuvent être supprimés sans que des blocs de modèle différent soient nécessaires.
Les voutes représentées sont du type Liptak à double suspension bien connu. La voute représentée à la fig 8 possède un profil courbe spécial dans lequel la voute principale se prolonge pour former la voute de combustion, et dans lequel les conduits d'eau passent d'une façon continue dans la voute principale et de combustion.,. Dans la disposition que montre la fig 8, les parties désignées par les caractères de réfé- rence 11,12,13,14,15,18,20,26,28,29 et 30, sont identiques aux parties désignées par les mêmes caractères de référence dans l'agencement précédemment décrit.
Dans cette disposition, les deux poutres transversales principales, 17a, sont disposées l'une à niveau plus élevé que l'autre, afin de s'accomoder de la formation courbe de la voute, et les poutrelles à ailes 19a portant les blocs de formation de la voute sont également re- courbés ou repliés vers le bas à l'extrémité d'inflammation 'de
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la voute afin de former la voûte de combustion. Sous d'autres rapports, les poutrelles 19a correspondent aux poutrelles
19 qui ont été décritent précédemment.
La voute combinée que représente la fig 8, est constituée à l'aide des blocs 21,22, 24, 25 et 31 décrits précédemment pour la voute de la fig 1, mais elle comprend également les blocs supplémentaires 32 et 33 représentés en détail, respec- tivement aux figs 9 et 10.
Ces blocs 32 et 33 présentent la même section transversale que les blocs 21 et 22, mais ils sont établis à la conformation de coins pour constituer celles des parties de la voute, fig 8, qui relient la voute principale à la voute de combustion*
Les blocs de la voute de la fig 8, de même que les blocs denla voute précédemment décrite sont, ainsi qu'il a été indi- qué antérieurement, formés de manière à ménager un large espace libre entre les blocs supérieurs et inférieurs, en vue de l'ins- tallation des tubes à eau 23. L'attention est à nouveau attirée sur le fait que la fig 2 montre en coupe la voute représentée à la fig 8 de mène que celle représentée à la fig 1.
Pour ce qui concerne le refroidissement de la voute et le réchauffage de l'eau, la voute représentée à la fig 8 comporte tous les avantages de la voute représentée à la fig 1, tandis que supplé- mentairement, la partie de combustion de la voute sera refroi- die et l'échauffement de l'eau sera plus considérable.
Il est à remarqueue les blocs de remplissage 31, sont, en coupe longitudinale, façonnés à la forme de coins, de manière à dégager les consoles 30, et comportent, au voisinage de leurs faces internes, des épaulements verticaux propres à former joint de recouvrement avec le seuil 29. Ces blocs de remplissage peu- vent par suite être facilement remplacés.
Les conduits supérieurs 23 peuvent être disposés dans l'es- pace libre entre les blocs supérieurs et inférieurs constituant la voute, soit accompagnés d'une matière de remplissage réfrao- taire de bonne conductibilité calorifique, soit sans accompa- gnement de garniture dans les évidements.
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En se référeht à la disposition constructive des figures Il et 12, la portion principale de la voute est constituée de blocs supérieurs 35 et de blocs inférieurs 36, tous établis en une matière très réfractaire. Les blocs supérieurs 35 comportent des entailles pratiquées dans leurs côtés, ces gorges ménageant des ailes supérieures qui reposent sur les ailes inférieures de poutrelles métalliques convenablement espacées dans les sens latéral et convenablement supportées.
Les blocs inférieurs 36 comportent des parties supérieures en forme de T, suspendues à glissement. entre les ailes inférieures des blocs supérieurs 35.Les corps des blocs inférieurs sont oone- titués de manière à ménager des passages longitudinaux 38 entre les blocs supérieurs et inférieurs, ces passages recevant des conduits à eau 39. Ces conduits à eau 39, à l'extrémité antérieure de la voute sont raccordés à une bâche d'eau ou colleoteur 40, et à leurs autres extrémités ces conduits à eau seront, en pratique, reliés d'ordinaire à la chaudière qui n'a pas été représentée.
La voute de combustion, ou la portion de la voute suspendue à la voute principale à l'extrémité d'introduction du combustible du foyer, est supportée par des éléments indépendants des supports destinés à la voute principale et, ainsi qu'il est représenté, ces éléments sont directement ou indirectement supportés par une paire de poutres transversales en I, 41, prenant appui dans les côtés du foyer ou convenablement supportées de toute autre manière.
Des consoles métalliques à ailes, 42, sont fixées et suppor- tées par les poutrelles, 41. Ces consoles comportent des ailes courbes 43 auxquelles sont suspendus les blocs en forme de coin 44,
En coupe transversale, les blocs 44 correspondent aux bloos 35. Des blocs réfractaires inférieurs façonnés à la forme de coins, 45, qui en section droite correspondent aux blocs 46, sont sus- pendus à glissement sur les ailes des blocs 44. Des butées 46 formées sur les consoles 42 limitent en descente et vers l'avant les mouvements des blocs 44 et 45.
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Des consoles 47 sont assemblées d'une manière rigide à la pôutrelle intérieure 41 et ces consoles supportent une maçonnerie très réfractaire 48 formant une sorte de rideau rejoignant et recouvrant l'extrémité antérieure de la voute principale.
Cette maçonnerie 48 est par suite supportée par les pou- trelles en I et ne transmet sucone charge sur la partie radiale de la voute de combustion.
Des blocs de remplissage 49 garnissent l'espace entre le sommet de la partie radiale de la voute de combustion et le bas de la maçonnerie.
En dehors de la chambre de combustion du foyer, de préféren- ce au-dessus de la voute de combustion, on prévoit un large canal d'air transversal, 50 qui reçoit de l'air sous pression d'un conduit d'alimentation 51. Ce canal d'air est pourvu d'un certain nombre d'ajutages de débit dirigés vers le bas, 52, dont les ex- trémités traversent la maçonnerie 48 de la voute d'inflammation et sont orientée pour former un certain nombre de jets d'air au-dessus du feu et immédiatement en dessous de la partie princi- pale de la voute.
On remarquera que les conduits à eau 39 qui refroidissent distancés la voute sont/latéralement dans celle-ci et que les ajutages 52 sont espacés dans le sens létéral de façon à former des jets d'air'sous les portions de la voute refroidies par les conduits 39.
Les jets d'air des ajutages complètent et intensifient la combustion, mais répartissent les flammes en une nappe pratique- ment continue sous la portion refroidie de la voute et cette disposition est avantageuse du fait que le refroidissement de la voûte s'obtient sensiblement dans la proportion de l'intensifica- tion de la combustion.
Comme moyen auxiliaire ou supplémentaire d'échauffement 'préalable de l'eau qui doit être introduite dams la chaudière on prévoit une paire de baohes pu de gros tubes 53, indiqués
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comme rectangulaires en section droite, se placant le long des côtés de la chambre de combustion du foyer au voisinage immédiat du dessus de la grille. Ces bâches 53 reçoivent l'eau relativement froide par des conduits de raccord non représentés, et évacuent l'eau chaude par le haut vers des conduits à eau ou tubes 54 qui, à leurs extrémités supérieures, sont raccordés à certains des conduits d'eau externes 39.
Ces conduits 54 pourraient cependant être indépendamment raccordés à la chaudière et, dans plusieurs dispositions, spécialement lorsque l'eau doit être réchauffée sensiblement à la température de vaporisation avant de pénétrer dans la chaudière, cet agencement est préférable.
Ainsi qu'il est représenté à la fig 13, le canal d'air 50 est supporté par les poutrelles 41 et l'intermédiaire de consoles 55.
De la description qui précède il ressort que l'invention est susceptible de diverses modifications dans les limites des revendications ci-après.
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( 1*- Dans une voute de foyer, des blocs supérieurs et inf6- ( rieurs de formation de la voute comprenant entre-eux des espaces ( intermédiaires dans lesquels peuvent se monter des conduits à ( eau, afin de refroidir la voute ou, et de fournir de l'eau ré- ( chauffée à la chaudière.
Résumé ( ( 2.k Une voute de foyer comportant une portion terminale in- ( terne ascendante et des conduits à eau passant dans cette voute ( et dans cette portion aseendante, afin de refroidir la voute ou, ( et de fournir de l'eau réchauffée à la chaudière