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Chaudière à grand volume d'eau.
La présente invention a pour but d'augmenter le rendement des chaudières à grand volume d'eau, notamment de celles qui sont destinées à la commande des navires. Jusqu'ici, il a été d'usage, en vertu de l'expérience acquise et des notions qui se sont généralisées, de choisir, dans la construction des navires, des chaudières à volume d'eau aussi grand que possible, afin que la capacité d'emmagasinage (contenu d'eau et de vapeur) des chaudières devienne aussi grande que possible, dans le but de pouvoir maintenir la pression de vapeur autant que possible constante, grâce à cette grande capacité d'emmagasinage, pendant la période de chargement et de décrassage.
Par suite de cette condition de service, en combinaison avec les constructions habituelles pour les chaudières à grand volume d'eau pour navi - res, on a atteint un rapport entre la surface de chauffe (m2) et le volume d'emmagasinage (m3) de 3,3-4,3. De ce fait, la vitesse des gaz devint forcément minime et la transmission de
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chaleur à l'eau de la chaudière devint mauvaise, d'autant plus que la circulation d'eau laissait aussi à désirer.
L'invention est basée sur la connaissance du fait qu'il est plus avantageux de communiquer aux gaz de combustion et de chauffage, dans les tubes de fumée, une vitesse plus grande que celle qu'ils ont eue jusqu'ici, afin de produire, dans ces tu - bes, des tourbillons qui amènent tous les gaz de chauffage au contact des paroisbaignées par l'eau, ce qui a pour effet un allongement du trajet de chauffage et permet une grande évacua - tion de chaleur. Dans le cas de la vitesse qu'ont eu habituelle- ment les gaz jusqu'à présent, il se forme, par contre, à l'in - térieur des tubes de fumée, un noyau de gaz qui n'arrive qu'im - parfaitement à la surface intérieure des tubes et ne peut donc non plus céder qu'imparfaitement sa chaleur.
Mais l'augmentation de la vitesse des gaz de chauffage ne suffit pas seule à fournir le résultat recherché ; il faut, en même temps, faire en sorte que les surfaces baignées par l'eau puissent réellement absorber la chaleur qui leur est amenée en plus et la céder à l'eau de la chaudière. L'invention prévoit donc, à côté de la diminution du nombre des tubes de chauffe, une seconde caractéristique, à savoir le montage, dans l'espace d'eau de la chaudière, de chicanes disposées transversalement aux tubes de chauffe. Ce n'est que par l'emploi simultané des deux caractéristiques qu'il est possible d'abaisser à 2,4 - 3 le rapport entre la surface de chauffe de la chaudière et la contenance de celle-ci et, 'en conséquence, d'augmenter le ren - dement de la chaudière de 6 à 10 % .
Il en résulte, comme autres avantages de l'invention, un raccourcissement de la période de mise de feu et une consommation moindre de combustible, qui a surtout son importance dans le cas de chaudières pour navires.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une telle chaudière. La fig.l est une coupe longi- tudinale d'une chaudière de navire ; la fig.2 à droite est une
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coupe suivant la ligne A-B et la fig.2 , gauche une coupe sui - vaut la ligne C-D de la fig.l. La. fig.3 montre un détail.
Dans la chaudière 4 sont montés deux tubes de finmmes 1 qui conduisent les gaz de combustion aux chambres de combustion
2 disposées dans la partie arrière de la chaudière. Les chambres de combustion 2 sont fixées par des boulons d'entretoisement 3 à la paroi postérieure 5 de la chaudière. De sa partie supérieu- re partent des tubes de fumée 6 qui vont au collecteur de fumée 7. La chaudière est remplie d'eau jusqu'au niveau 8. L'espace @ d'eau de la chaudière est partagé, par des cloisons 9 et 10 disposées transversalement aux tubes de fumée, en trois sections 11, 12 et 13 qui communiquent entre elles, au fond de la chau - dière, par des orifices 14 et 15.
Les cloisons ne vont pas, en outre, jusqu'au niveau 8 , de sorte que les sections communiquent aussi entre elles, au-dessus, par des déversoirs 16 et 17.
La cloison postérieure 9 se compose de deux parties laté - raies 19 et d'une partie moyenne 20 se trouvant entre les deux chambres à fumée 2. Les parties latérales sont utilement formées de to"les partielles 18 qui sont fixées aux boulons d' entretoi - sement 3 au moyen de langues de feu " 21 (fig.3). La cloison antérieure 10 est constituée par une tôle, éventuellement par diverses tôles 23 intercalées entre les rangées de tubes 6 et s'appuyant les unes contre les autres.
Les cloisons 9 et 10 forcent l'eau de la chaudière à se mouvoir transversalement aux tubes de flammes ou aux tubes de fumée, dans le sens des flèches, en un courant ascendant et des- cendant. Il en résulte que, d'une part, les chambres à fumée 2 sont baignées énergiquement de toutes parts et que, d'autre part, l'eau dépasse aussi les tubes de fumée 6 avec une vitesse plus grande, de sorte qu'elle est à même d'évacuer la quantité de chaleur plus grande absorbée par les tubes de fumée par suite du tourbillonnement des gaz produit à l'intérieur de ces tubes.
La présente invention, qui consiste donc dans l'augmentation
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judicieuse de la vitesse des gaz de chauffage en combinaison avec la production d'un courant d'eau intense baignant transver- salement les parties qui conduisent les gaz de chauffage, peut être réalisée aussi dans des chaudières déjà existantes. Il suffit, pour cela, d'augmenter la vitesse des gaz de chauffage par la fermeture d'une partie des tubes de fumée, et la circula-- tion d'eau par le montage des cloisons mentionnées ci-dessus.
REVENDICATIONS.
1. Chaudière à grand volume d'eau comportant des tubes de flammes et des tubes de fumée montés dans la chaudière, caractérisée en ce que la section et le nombre des tubes de fumée sont calculés de façon que le rapport entre la surface de chauffe (m2 ) et le volume de la chaudière (m3 ) soit compris entre 2,4 et 3,0, et en ce que cette mesure est combinée avec celle qui consiste à disposer, transversalement aux tubes de fumée et autour de la chambre à fumée, des cloisons (9,10) qui provoquent un courant d'eau plus intense.
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Boiler with large water volume.
The object of the present invention is to increase the efficiency of boilers with a large volume of water, in particular those intended for the control of ships. Hitherto, it has been customary, by virtue of the experience acquired and the notions which have become generalized, to choose, in the construction of ships, boilers with as large a volume of water as possible, so that the storage capacity (water and steam content) of the boilers becomes as large as possible, with the aim of being able to keep the steam pressure as constant as possible, thanks to this large storage capacity, during the loading period and scrubbing.
As a result of this service condition, in combination with the usual constructions for boilers with large volume of water for ships, a ratio has been reached between the heating surface (m2) and the storage volume (m3). of 3.3-4.3. As a result, the speed of the gases necessarily became minimal and the transmission of
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Heat to the water in the boiler became bad, especially as the water circulation also left something to be desired.
The invention is based on the knowledge that it is more advantageous to impart to the combustion and heating gases, in the smoke tubes, a speed greater than that which they have had heretofore, in order to produce , in these tubes, vortices which bring all the heating gases into contact with the walls bathed by the water, which has the effect of lengthening the heating path and allows a great evacuation of heat. In the case of the speed which gases have usually had up to now, on the other hand, there is formed inside the smoke tubes a core of gas which only arrives immediately. perfectly to the inner surface of the tubes and can therefore only imperfectly give up its heat.
However, increasing the speed of the heating gases is not sufficient on its own to provide the desired result; at the same time, it is necessary to ensure that the surfaces bathed by water can really absorb the heat which is supplied to them in addition and give it to the water in the boiler. The invention therefore provides, besides the reduction in the number of heating tubes, a second characteristic, namely the mounting, in the water space of the boiler, of baffles arranged transversely to the heating tubes. It is only by the simultaneous use of the two characteristics that it is possible to reduce to 2.4 - 3 the ratio between the heating surface of the boiler and the capacity of the latter and, consequently, increase the efficiency of the boiler by 6 to 10%.
This results, as further advantages of the invention, in a shortening of the firing period and a lower fuel consumption, which is especially important in the case of boilers for ships.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of such a boiler. Fig. 1 is a longitudinal section of a ship's boiler; Fig. 2 on the right is a
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cut along line A-B and fig. 2, left a cross-section along line C-D of fig.l. Fig. 3 shows a detail.
In the boiler 4 are mounted two end tubes 1 which lead the combustion gases to the combustion chambers.
2 arranged in the rear part of the boiler. The combustion chambers 2 are fixed by spacer bolts 3 to the rear wall 5 of the boiler. Flue tubes 6 start from its upper part which go to the flue gas collector 7. The boiler is filled with water up to level 8. The water space of the boiler is shared by partitions 9 and 10 arranged transversely to the smoke tubes, in three sections 11, 12 and 13 which communicate with each other, at the bottom of the boiler, through orifices 14 and 15.
The partitions do not extend up to level 8, so that the sections also communicate with each other, above, by weirs 16 and 17.
The rear partition 9 is made up of two side parts 19 and a middle part 20 located between the two smoke chambers 2. The side parts are usefully formed of all the parts 18 which are fixed to the support bolts. - position 3 by means of tongues of fire "21 (fig.3). The front partition 10 is formed by a sheet, possibly by various sheets 23 interposed between the rows of tubes 6 and leaning against each other.
The partitions 9 and 10 force the water in the boiler to move transversely to the flame tubes or the smoke tubes, in the direction of the arrows, in an upward and downward current. As a result, on the one hand, the smoke chambers 2 are energetically bathed on all sides and, on the other hand, the water also passes the smoke tubes 6 with a greater speed, so that it is able to evacuate the greater quantity of heat absorbed by the smoke tubes as a result of the swirling gases produced inside these tubes.
The present invention, which therefore consists in increasing
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Judgment of the speed of the heating gases in combination with the production of an intense stream of water bathing transversely the parts which conduct the heating gases, can also be achieved in already existing boilers. It suffices, for this, to increase the speed of the heating gases by closing part of the smoke tubes, and the circulation of water by mounting the partitions mentioned above.
CLAIMS.
1. Boiler with large volume of water comprising flame tubes and smoke tubes mounted in the boiler, characterized in that the section and the number of smoke tubes are calculated so that the ratio between the heating surface ( m2) and the volume of the boiler (m3) is between 2.4 and 3.0, and in that this measurement is combined with that which consists in placing, transversely to the smoke tubes and around the smoke chamber, partitions (9,10) which cause a more intense water current.