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Chaudière à rayonnement, chauffée au charbon pulvérisé, plus particulièrement au charbon maigre.
L'invention concerne une chaudière à rayonnement, chauf- fée au charbon pulvérisé, et plus particulièrement au charbon .pulvérisé maigre, dans laquelle les tubes qui tapissent une des parois de la chambre de combustion et qui sont verticaux dans la partie médiane de celle-ci sont inclinés, à la partie inférieure, vers le bas et vers la paroi opposée, tout en ménageant un puits à cendres entre eux-mêmes et cette paroi opposée.
Les foyers de chaudières de ce genre ont l'inconvénient de ne se mettre en marche que lentement et ne pouvoir être con- duits, en cas de faibles charges, qu'avec de grosses difficultés
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parce que la flamme est entourée de toutes parts de tubes qui la refroidissent au point qu'elle risque de s'éteindre. Ce risque est d'autant plus grand que la teneur du poussier de charbon en matières volatiles est faible. Pour obvier à cet inconvénient on a placé dans le foyer des revêtements ou des surfaces de briques réfractaires qui devaient servir de ceinture ou de surfaces d'al- lumage. Ces ceintures restent dans le foyer même quand, celui-ci marchant à pleine charge, elles n'y sont pas nécessaires, de sorte qu'elles sont rapidement détériorées par les flammes très chaudes.
Un autre défaut important des chaudières connues consiste en ce que les cendres qui s'accumulent dans le foyer quittent celui ci à l'état pulvérulent de sorte qu'elles sont inutilisables et, de plus, incommodent sérieusement les végétaux et les habitants dans le voisinage de telles chaudières.
Suivant l'invention on supprime, dans une large mesure, les inconvénients mentionnés des chaudières du genre spécifié par le fait que, dans une telle chaudière, une paroi dirigée vers l'intérieur de la chambre de combustion est placée transver- salement par rapport à la partie inclinée des tubes tapissant une des parois du foyer. De ce fait, les cendres qui, en raison de la basse température pendant la mise en marche ou la marche à faible charge, se forment à l'état pulvérulent, ne peuvent plus, en majeure partie, glisser hors de la chambre de combustion, mais se déposent sur la partie inclinée de la paroi de la chambre de combustion. Ainsi elles éliminent, en quelque sorte, les surfaces refroidissant le foyer et forment une surface réfléchissant la chaleur vers le charbon pulvérisé frais arrivant dans la chambre de combustion.
L'accroissement de la température du foyer est par conséquent rapide, et atteint des valeurs qui, même aux faibles charges, assurent une combustion sûre et sans pertes du charbon, même maigre. Le nouvel accroissement de température, qui se produit en cas de charge plus forte de la chaudière, n'est- @
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plus nuisible car les cendres accumulées fondent et découvrent de plus en plus les surfaces refroidissantes pour les exposer à l'action des flammes. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que, finalement, il ne reste que dans le creux entre la partie incli- née de la paroi de la chambre de combustion et la paroi transver- sale, un bain de scorie fondue dont le trop-plein s'égoutte, par-dessus le bord supérieur de la paroi transversale, dans la fosse à cendres.
L'avantage du nouveau dispositif réside donc en ce que, automatiquement, une surface d'allumage augmente en cas de charges faibles et diminue en cas de charges fortes de sor- te que, à faibles charges des surfaces de chauffe sont soustraites à la chaleur rayonnante pour être de nouveau exposées à la cha- leur quand la charge augmente, tandis que les cendres sont trans- formées en morceaux, c'est-à-dire amenées sous une forme permet- tant de les utiliser.
D'autres détails de l'invention ressortiront de la des- cription du dessin annexé qui représente un exemple de réalisa- tion de l'invention, et sur lequel:
Fig. 1 montre, en coupe verticale, la partie inférieure d'une chaudière conforme à l'invention, tandis que
Fig. 2 est une coupe verticale suivant la ligne a-a de la fig.1.
La chambre de combustion 1 reçoit, à travers les brû- leurs de poussier 2, du charbon pulvérisé qui brûle en une flamme dirigée vers le haut, tandis que les cendres tombent, au moins en partie, au fond de la chambre. Les parois latérales de la chambre de combustion sont tapissées de tubes de chaudière 3, et des tubes analogues 4 tapissent les parois antérieure et postérieure. Les extrémités inférieures 4a des tubes 4 sont pliées obliquement vers l'intérieur et conduisent aux collecteurs 5 qui leur amènent l'eau alimentaire venant des conduits descendants ou de retour 6 de la chaudière. Entre les tubes de refroidissement
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de la paroi antérieure et ceux de la paroi postérieure se trouve le puits à cendres 7 qui aboutit à une rigole d'évacuation 8 ou à un dispositif analogue.
Le puits à cendres 7 est partielle- ment recouvert de cages 9 faites de tubes enroulés en hélice suivant la surface d'un. tronc de pyramide ou d'un coin tronqué de largeur invariable. Les faces latérales 10 des cages 9 sont transversales par rapport aux parties inférieures inclinées des parois antérieure et postérieure de la chambre de combustion et prennent appui sur ces parties. Les cages tubulaires 9 sont rac- cordées, par des tubes 11, à une pompe à eau 12 qui, à travers les cages et leurs tubes de raccordement 13, envoie dans la chaudière de l'eau d'alimentation ou de l'eau prélevée dans la chaudière.
A la mise en marche de la chaudière, les cendres se déposent sur les parties inclinées des parois antérieure et postérieure, mais sont empêchées, par les parois transversales 10, de tomber hors de la chambre de combustion, de sorte qu'elles s'accumulent, mais seulement jusqu'à ce que leur talus naturel atteigne l'arête supérieure des cages tubulaires. De cette façon, les parois inclinées et les tubes de chaudières qui les tapissent, ou leurs surfaces refroidissantes, sont progressivement recou- verts de cendres et, à mesure que la surface refroidissante di- minue, la température dans la chambre de combustion monte rapide- ment et les cendres accumulées servent d'accumulateur de chaleur et de ceinture d'allumage pour le combustible frais arrivant dans la chambre.
A mesure que la chaleur est engendrée dans la chambre de combustion, la température atteint finalement un degré tel que les cendres fondent et s'écoulent, en soumettant une surface de chauffe de plus en plus grande à l'action des flammes. Quand la chaudière marche à pleine charge, il n'y a finalement que les auges 14 formées d'une part par les parties inclinées des parois de la chambre et, d'autre part, par les faces latérales 10 des cages, qui restent encore remplies de scories. La plus grande partie des
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cendres qui se forment ensuite doivent traverser les auges 14 pour atteindre le puits à cendres 7. Les cendres ne quittent donc la chambre de combustion que sous forme de gouttes.
Le dessin représente, à titre d'exemple, l'application de l'invention à une chaudière comportant des tubes montants et des- cendants, ou avec circulation naturelle de l'eau.
L'invention s'applique cependant aussi aux chaudières avec circulation forcée de l'eau et, dans ce cas, les parois transver- sales 10 n'ont pas besoin de constituer des éléments d'une circu- lation d'eau indépendante, mais peuvent être raccordées en série avec les tubes de refroidissement tapissant la paroi correspondante de la chambre de combustion. D'autre part, il n'est pas indispen- sable que les tubes 10 des parois transversales soient intercalés dans le circuit d'une pompe ; ils pourraient aussi être des parties des tubes de chaudière assurant la circulation naturelle de l'eau, pliés en conséquence. Enfin, le fluide réfrigérant employé pour le refroidissement des parois transversales pourraient, au lieu de retourner dans la chaudière, être amené à d'autres endroits d'uti- lisation, sans qu'on sorte pour cela du cadre de l'invention.
Toutefois, l'exemple représenté sur le dessin illustre une forme d'exécution particulièrement avantageuse de l'invention, appli- quée à une chaudière existante, de construction usuelle, avec tubes verticaux et circulation naturelle de l'eau, car cette application ne nécessite que le placement des cages tubulaires représentées et leur raccordement à la pompe d'alimentation et à la chaudière, sans que d'autres transformations de la chaudière soient nécessaires.
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Radiant boiler, fired with pulverized coal, more particularly with lean coal.
The invention relates to a radiant boiler, heated with pulverized coal, and more particularly with lean pulverized coal, in which the tubes which line one of the walls of the combustion chamber and which are vertical in the middle part thereof. these are inclined, at the bottom, downward and towards the opposite wall, while leaving an ash pit between themselves and this opposite wall.
Boiler hearths of this type have the drawback of starting up slowly and can only be operated with low loads with great difficulty.
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because the flame is surrounded on all sides by tubes which cool it to the point that it risks extinguishing itself. This risk is all the greater the lower the volatile matter content of the coal dust. To overcome this drawback, linings or surfaces of refractory bricks were placed in the hearth, which were to serve as a belt or as an ignition surface. These belts remain in the fireplace even when, with it running at full load, they are not needed, so they are quickly damaged by very hot flames.
Another important defect of known boilers is that the ashes which accumulate in the hearth leave it in the pulverulent state so that they are unusable and, moreover, seriously inconvenience the plants and the inhabitants in the vicinity. such boilers.
According to the invention, the mentioned drawbacks of boilers of the type specified by the fact that, in such a boiler, a wall directed towards the inside of the combustion chamber is placed transversely with respect to the combustion chamber is eliminated to a large extent. the inclined part of the tubes lining one of the walls of the fireplace. As a result, the ash which, due to the low temperature during start-up or operation at low load, is formed in a powdery state, most of it cannot slide out of the combustion chamber, but settle on the inclined part of the wall of the combustion chamber. Thus they eliminate, in a way, the surfaces cooling the hearth and form a surface reflecting the heat towards the fresh pulverized coal arriving in the combustion chamber.
The increase in the temperature of the furnace is therefore rapid, and reaches values which, even at low loads, ensure safe and loss-free combustion of even thin coal. The new temperature rise, which occurs when the boiler is loaded more heavily, is not @
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more harmful because the accumulated ash melts and increasingly uncovers the cooling surfaces to expose them to the action of the flames. This process continues until, finally, only in the hollow between the inclined part of the wall of the combustion chamber and the transverse wall remains a bath of molten slag, the overflow of which drains, over the upper edge of the transverse wall, into the ash pit.
The advantage of the new device therefore lies in that, automatically, an ignition surface increases in the event of low loads and decreases in the event of heavy loads so that, at low loads, the heating surfaces are withdrawn from the heat. radiant to be again exposed to heat as the load increases, while the ashes are broken down, that is, brought into a form suitable for use.
Other details of the invention will emerge from the description of the appended drawing which represents an exemplary embodiment of the invention, and in which:
Fig. 1 shows, in vertical section, the lower part of a boiler according to the invention, while
Fig. 2 is a vertical section taken along the line a-a of fig.1.
The combustion chamber 1 receives, through the dust burners 2, pulverized coal which burns in an upwardly directed flame, while the ash falls, at least in part, to the bottom of the chamber. The side walls of the combustion chamber are lined with boiler tubes 3, and similar tubes 4 line the front and rear walls. The lower ends 4a of the tubes 4 are bent obliquely towards the inside and lead to the collectors 5 which bring them the feed water coming from the descending or return ducts 6 of the boiler. Between cooling tubes
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of the anterior wall and those of the posterior wall is the ash pit 7 which ends in an evacuation channel 8 or a similar device.
The ash pit 7 is partially covered with cages 9 made of tubes wound in a helix following the surface of a. trunk of a pyramid or a truncated corner of invariable width. The side faces 10 of the cages 9 are transverse with respect to the inclined lower parts of the anterior and posterior walls of the combustion chamber and bear on these parts. The tubular cages 9 are connected, by tubes 11, to a water pump 12 which, through the cages and their connection tubes 13, sends feed water or withdrawn water into the boiler. in the boiler.
When the boiler is started up, the ashes are deposited on the inclined parts of the front and rear walls, but are prevented by the transverse walls 10 from falling out of the combustion chamber, so that they accumulate , but only until their natural slope reaches the upper edge of the tube cages. In this way, the inclined walls and the boiler tubes lining them, or their cooling surfaces, are gradually covered with ash and, as the cooling surface decreases, the temperature in the combustion chamber rises rapidly. ment and the accumulated ash serve as a heat accumulator and an ignition belt for the fresh fuel entering the chamber.
As heat is generated in the combustion chamber, the temperature eventually reaches a degree such that the ashes melt and flow, subjecting an increasingly large heating surface to the action of the flames. When the boiler operates at full load, there are finally only the troughs 14 formed on the one hand by the inclined parts of the walls of the chamber and, on the other hand, by the side faces 10 of the cages, which still remain filled with slag. Most of the
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Ashes which are then formed must pass through the troughs 14 to reach the ash pit 7. The ash therefore leaves the combustion chamber only in the form of drops.
The drawing represents, by way of example, the application of the invention to a boiler comprising rising and falling tubes, or with natural circulation of water.
However, the invention also applies to boilers with forced circulation of water and, in this case, the transverse walls 10 do not need to constitute elements of an independent water circulation, but can be connected in series with the cooling tubes lining the corresponding wall of the combustion chamber. On the other hand, it is not essential that the tubes 10 of the transverse walls be interposed in the circuit of a pump; they could also be parts of the boiler tubes ensuring the natural circulation of water, bent accordingly. Finally, the refrigerant fluid used for cooling the transverse walls could, instead of returning to the boiler, be brought to other places of use, without going beyond the scope of the invention.
However, the example shown in the drawing illustrates a particularly advantageous embodiment of the invention, applied to an existing boiler, of usual construction, with vertical tubes and natural circulation of water, since this application does not require that the placement of the tubular cages shown and their connection to the feed pump and to the boiler, without further changes to the boiler being necessary.
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