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BREVET D'INVENTION FORMÉE PAR la Société dite : BABCOCK & WILCOX LIMITED pour:
Perfectionnements aux enveloppes à panneaux en tôle.
------------- Demande de Brevet aux Etats-Unis d'Amérique du 13 Novembre 1946 en faveur de Mr. I.L. LANGVAND.
Cette invention se rapporte aux enveloppes à panneaux en tôle c'est-à-dire aux enveloppes construites.au moyen de tôles ou plaques métalliques. Des enveloppes conformes à l'invention conviennent pour des chambres de genre divers, mais particuliè- rement celles dont les enveloppes doivent être maintenues substan- tiellement étanches aux gaz sous 'des conditions de températures variables.
L'invention a pour buts de fournir une enveloppe relati- vement peu coûteuse, de supporter les panneaux de façon à pouvoir les enlever et les replacer plus facilement lorsqu'on désire accéder à l'intérieur de l'enveloppe, et de fournir une enveloppe perfectionnée pour un échangeur de chaleur à fluide qui soit en
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substance étanche aux gaz et dans laquelle les tensions dues à des différences de température entre parties composantes sont convenablement limitées sinon évitées.
Dans une enveloppe à panneaux en tôle suivant la pré- sente invention, des panneaux de l'enveloppe sont mis en fle- xion, ce qui augmente leur rigidité.
On peut réaliser cette flexion des panneaux avantageu- sement en les serrant contre des couvre-joints dont les par- ties complémentaires agissent à des distances différentes sur des bords adjacents des panneaux, un moyen de serrage commun agissant de préférence sur des bords latéraux adjacents de panneaux voisins.
Les panneaux peuvent être infléchis vers l'intérieur contre une matière Isolante qui fait partie d'une paroi d'un appareil thermique à fluide.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés,dans lesquels :
Fig. 1 est une élévation en coupe d'un générateur de vapeur pourvu de parois à refroidissement par fluide construites suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue isométrique fragmentaire montrant des particularités de l'enveloppe extérieure de la chaudière.
Fig. 3 est une vue fragmentaire, à une échelle plus grande que la Fig. l, de détails de construction de la paroi adjacente à un passage de gaz.
Figs. 4 et 5 sont, à une échelle plus grande que la Fig. 3, un plan en coupe et une vue de côté en coupe, respecti- vement suivant les lignes 4-4 et 5-5 de la Fig. 3.
Fig. 6 est une vue fragmentaire, à une échelle plus grande que la Fig. 1, de détails de construction de la paroi
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Fig. 7 est un plan en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6, montrant des détails de la paroi adjacente à un angle de l'installation.
L'invention est représentée dans son application à un générateur de vapeur ou chaudière du genre décrit dans la de- mande de brevet anglais n 6903/47, qui brûle du combustible dans une chambre de combustion 12 à refroidissement par fluide et dans laquelle les gaz chauds résultants sont dirigés autour d'une extrémité d'une cloison 13 dans et à travers un passage de gaz 14 à refroidissement par fluide, en contact avec un faisceau tubulaire principal 15, dont les extrémités opposées sont reliées au collecteur supérieur 16 et au collecteur in- férieur 17, les gaz refroidis s'échappant par une sortie appro- priée. Un collecteur de suie 18, muni de plusieurs trémies de décharge 19, est aménagé sous le passage 14 en guise de ré- cipient pour les particules solides qui sont séparées des gaz pendant que ceux-ci traversent le passage.
La chaudière est.'de forme générale rectangulaire et comprend des parois avant, arrière et latérales à refroidisse- ment par fluide. La paroi latérale 21 à refroidissement par fluide est tapissée intérieurement de tubes 21a et constitue une paroi de la chambre de combustion ou foyer 12, et la pa- roi latérale 23 à refroidissement de fluide est tapissée inté- rieurement de tubes 23a et constitue une paroi du passage de gaz 14, tandis que des parties terminales supérieures des pa- rois 21 et 23 se prolongent vers le collecteur 16 pour former la paroi supérieure ou toit.
L'entièreté du poids de la chaudière est portée par une structure en forme de bâti, disposée sous le niveau du col- lecteur 17, lequel repose à chaque extrémité dans un chevalet 24 porté par une partie latérale 25 du bâti, tandis que les
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parois refroidies de l'installation sont soutenues latérale- ment par des cercles 26 et 27 aménagés à des niveaux différents; le cercle supérieur 26 entoure complètement l'installation et est en contact avec les quatre parois, et le cercle inférieur 27 se trouve environ à mi-hauteur du collecteur et est en con- tact avec la paroi avant, la paroi arrière et une paroi latérale 21 et ses extrémités sont fixées au collecteur inférieur 17;
les cercles individuels des parois adjacentes sont reliés, aux angles de l'installation, de façon à coordonner la. dilata- tion et la contraction des parois respectives; les parois de la chambre de combustion 12 sont supportées verticalement en substance au niveau du collecteur de boues par des colonnes qui transmettent le poids au bâti de support ; parexemple, comme c'est montré pour la paroi latérale 21, l'extrémité supé- rieure des colonnes, dont une est représentée en 28, est ar- ticulée sur un tirant associé au cercle 27 et leur extrémité inférieure sur un tirant associé à une partie latérale 29 du bâti.
Les parois latérales et le toit de l'installation sont enfermés dans une enveloppe métallique 31 formée de tôles séparées 32 dont les bords adjacents sont serrés d'une manière décrite plus amplement ci-après,entre des couvre-joints inter- nes et externes 34 et 35, certaines parties de l'enveloppe étant prolongées vers l'extérieur pour former un logement 36 pour le cercle supérieur 26 et un logement 37 pour le cercle inférieur 27 et les colonnes de support 28.
Chacune des parois de clôture comporte au moins une couche de matière isolante 38 convenablement appliquée sur des tubes montés dans les parois ou dans le toit, du côté intérieur de l'enveloppe métallique 31.
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gaz 14, toute la rangée des tubes verticaux espacés 23a de la paroi est reliée au moyen,'d'un tirant continu 39 qui est convenablement fixé à ces tubes, par exemple au moyen de gou- jons 41 soudés sur chaque tube et munis d'écrous 42, les gou- jons 41 passant à travers des pièces d'épaisseur en forme de U 43 entre lesquelles on peut placer une couche réfractaire de la matière isolante 38 des parois.
Le cercle 26A de la paroi 23 comprend des fers U 45 disposés dos à dos et reliés au tirant 39 par une série d'attaches en cornière 46 espacées sur toute la largeur de la paroi. Le bras horizontal de chaque attache en cornière 46 est assemblé entre les deux fers U 45 du cercle et fixé à l'âme de ceux-ci par un boulon 47, tandis que son bras vertical est fixé au tirant 39 et à des tubes 23a par des goujons 41, une pièce d'écartement 48 étant posée en- tre l'extrémité supérieure de chaque attache en cornière 46 et la pièce d'écartement en U 43 associée.
Les boulons 37 qui calent les attaches en cornière 46, fixent également des cor- nières continues 49 sur le côté supérieur et le côté inférieur du cercle 26A afin de fournir un support pour les parties cor- respondantes supérieure et inférieure 31A et 31B de l'envelop- pe 31.
Dans la partie supérieure 31A de l'enveloppe, les tôles 32 sont alignées contre des couvre-joints 34 espacés ho- rizontalement et qui recouvrent du côté intérieur les bords de chaque paire de tôles ou plaques adjacentes 32, l'extrémité infé- rieure de chaque couvre-joint 34 étant supportée par une atta- che en cornière 52 à laquelle elle est soudée (voir 53) ou fi- xée d'une autre façon. Chaque attache en cornière 52 est fixée à la cornière continue supérieure 49 par des boulons 54qui s'avancent dans des trous allongés ou mortaises 56 de l'atta- che en cornière pour fournir une liaison qui permet des dépla-
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6. - cements verticaux relatifs entre la cornière et l'attache en cornière.
Une cale 51 est soudée au bras horizontal de chaque attache en cornière 52 afin de combler l'espace entre les at- taches en cornière et l'aile du fer U supérieur 45 du cercle lorsqu'on emploie des fers U de petite dimension, et on realise ainsi un support effectif pour les attaches en cornière tout en maintenant l'écartement désiré entre les boulons 54 et les extrémités des trous allongés ou mortaises 56. Les bords adja- cents de chaque paire de tôles voisines 32 sont serres contre un couvre-joint 34 par un couvre-joint extérieur 35 maintenu dans sa position de serrage par des boulons 57 qui sont vissés dans le couvre-joint intérieur 34, comme il est montré en dé- tails dans la figure 4.
La largeur de chaque tôle 32 est telle qu'elle laisse un esapce de dilatation entre les bords verti- caux adjacents de chaque paire de tôles,adjacentes, en plus de l'espace nécessaire à l'introduction des boulons de serrage 57.
Chaque couvre-joint 35 affecte avantageusement la forme d'un fer U dont les ailes 58 sont disposées symétriquement par rapport à la largeur du couvre-joint interne correspondant 34 et attaquent des tôles adjacentes 32 en dehors des bords du couvre-joint 34. A titre d'exemple de dimensions relatives ap- propriées, pour des tôles ou plaques métalliques d'environ 0,14 pouce (3,5 mm) d'épaisseur, le couvre-joint interne 34 peut être une barre de 2 1/4 pouces (56 mm) de large, et le couvre- joint externe 35 un fer U standard de 3 pouces (75 mm), 5 li- vres (2,280 kg).
Par suite de l'emplacement et des dimensions relatives des couvre-joints coopérants, la force exercée par un couvre-joint en U 35 est concentrée sur les bords d'une tôle 32, en des points situés en dehors des points où la force opposée est appliquée par la barre ou couvre-joint 34. Un cou-
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7. - au support approprié de la tôle le long de son bord opposé, provoque l'incurvation de latôle 32, du côté de la tôle où se trouvent les couvre-joints 34, et par suite de cette flexion la tôle est légèrement courbée sur toute sa largeur, ce qui augmente considérablement sa rigidité. De cette façon une tôle 32 d'épaisseur relativement réduite,montée comme décrit, devient l'équivalent, en ce qui concerne sa rigidité, d'une tôle beaucoup plus épaisse.
La flexion élastique de la tôle a aussi pour résultat d'établir un contact plus serré entre la tôle et la matière isolante 38, tandis que la rigidité accrue non seulement donne une apparence de robustesse proportionnée aux dimensions de la structure en question mais encore obvie substantiellement aux vibrations et aux bourdonnements.
L'extrémité supérieure de chaque couvre-joint inté- rieur 34-des parois latérales recouvre l'extrémité descendante 62 d'un couvre-joint similaire 34 associé à la partie d'en- veloppe 23R du toit, chaque couvre-joint 34 des parois laté- rales étant fixé au couvre-joint correspondant 34 du toit par un boulon 63 pour lequel le trou de boulon dans le couvre- joint 34 est allongé ou mortaisé pour permettre une dilatation verticale relative. Une barre collectrice continue 64, fixée auxcouvre-joints 34 du toit par des boulons 65 sert à maintenir, à l'endroit de leur jonction, l'écartement prédéterminé entre les couvre-joints 34 du toit et les couvre-joints 34 des pa- rois latérales.
Les bords supérieurs des tôles 32 des parois latérales sont serrés . contre la barre collectrice 64 par une barre collectrice en U 67 qui est maintenue dans sa position de serrage par des boulons 68 vissés dans la barre 64. Les ex- trémités des couvre-joints 34 du toit qui se trouvent près du collecteur 16 sont maintenues substantiellement fixes par rapport à ce collecteur par des moyens appropriés connus (non montrés) et s'opposent de ce fait au déplacement latéral de
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l'enveloppe de la paroi latérale qui leur est reliée.
Les tôles 32 de l'enveloppe du toit sont serrées entre les couvre- joints 34 et 35 du toit qui sont disposés symétriquement et qui ont le même rapport de dimensions que les couvre-joints correspondants 34 et 35 de la paroi latérale 23, les tôles 32 dans le premier alignement ou alignement externe étant fixées par des boulons 69 à la barre collectrice en U 67.
En ce qui concerne la partie inférieure 31B de l'en- veloppe, les attaches en cornière 52 sont reliées au côté in- férieur du cercle 26A de la manière décrite pour la liaison des attaches en cornière 52 au côté supérieur du cercle. Cependant, comme le montre la figure 5, dans le cas des attaches en cor- nière supérieures, l'écartement entre chaque boulon 54 et l'extrémité inférieure du trou de boulon associé 56 est plus grand que celui entre le boulon et l'extrémité supérieure du trou, tandis que dans le cas des attaches inférieures, l'écar- tèment entre chaque boulon 54 et l'extrémité supérieure du trou de boulon associé 56 est plus grand que celui entre le boulon et l'extrémité inférieure du trou.
Dans la partie in- férieure 31B de l'enveloppe, l'extrémité supérieure de chaque couvre-joint 34 est soudée en 53 à des attaches en cornière 52, et leur extrémité inférieure est soudée ou reliée autrement à la plaque métallique externe relativement fixe 72 du collecteur de suie 18,de sorte que les couvre-joints sont pratiquement calés.
Le logement étanche au gaz 36 qui relie la partie supérieure 31A et la partie inférieure 31B est composé d'une plaque de revêtement tra.nsversale continue 59 en forme de U ou d'auge qui enferme les côtés supérieur, inférieur et extérieui du cercle 26A, et dont les bords recourbés 61 inférieur et
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parties d'enveloppe adjacentes 31A et 31B. Les rebords recour- bés 61 du logement sont assemblés du côté intérieur des tôles 32 dans les deux portions et par conséquent entre les tôles 32 et les couvre-joints 34 où ils sont maintenus en contact étan- che avec les tôles 32 sous l'action de serrage exercée par des couvre-joints en U 35.
Il est avantageux d'établir le revête- ment 59 en métal relativement mince, de préférence' plus mince que les tôles principales de l'enveloppe, d'une épaisseur, par exemple, légèrement supérieure à 0,06 pouce (1,5 mm) car ceci fournit un degré de flexibilité qui permet au logement de rem- plir sa fonction de raccord dilatable entre des parties d'en- veloppe adjacentes sans disloquer le joint étanche. Bien que la manière d'assembler les rebords 61 entre les tôles 32 et les couvre-joints 34, dans chaque section 31A et 31B, entraîne un léger écartement entre les tôles et les couvre-joints sur une distance limitée au-dessus et en-dessous des bords des rebords 61, les couvre-joints en U 35 continuent à porter sur toute leur hauteur contre les surfaces extérieures des tôles 32; on évite ainsi de compromettre 1'efficacité du joint étanche..
Si l'on doit, par suite de la longueur du cercle em- ployé, construire le logement ou revêtement 59 en deux ou plu- sieurs parties, les bords adjacents de chaque paire de parties¯ de revêtement comme 59a et 59b, sont chevauchés intérieurement par des barres droites 101 sur leurs côtés,supérieur,.inférieur et extérieur, et extérieurement par une cornière 102 sur leurs côtés supérieur et extérieur et par une barre droite 103 sur le côté inférieur, chaque barre interne 101 étant fixée en permanence sur une des parties adjacentes pour faciliter l'assemblage, et les jeux de barres intérieurs et extérieurs étant maintenus en position de serrage par des boulons 104, comme c'est montré.
Dans la paroi latérale opposée 21, les tubes. 21a sont
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10.- ' disposés l'un contre l'autre, ce qui permet de réduire l'épais- seur de l'isolement 38 de la paroi et de monter le tirant 39 directement sur les tubes de la paroi, comme c'est montrée au lieu de l'espacer de ceux-ci comme dans la paroi 23 ; àpart celà l'assemblage du tirant et du cercle 26B est essentielle- ment une reproduction de l'assemblage correspondant du tirant et du cercle de la paroi 23.
Dans ses points essentiels, la partie d'enveloppe supérieure 31C de la paroi latérale 21 est également une reproduction de la. section d'enveloppe supérieure correspondante 31A de la paroi latérale 23, y compris la jonc- tion à la.' partie 21R du toit qui comprend, dans une position intermédiaire, une entretoise en double T 73, en remplacement d'un des couvre-joints 34. Le serra.ge des tôles 32 du toit contre la semelle supérieure de l'organe 73, se fait par un couvre-joint en U 35 de la même façon et avec le même effet que leur serrage contre chaque couvre-joint 34.
La partie, inférieure de l'enveloppe 31 de la paroi latérale 21 comprend une partie intermédiaire 31D entre les logements 36 et 37 et une partie de base 31E faisant partie du logement inférieur 37. La partie intermédiaire 31D de l'en- veloppe est supportée sur des a.tta.ches en cornière 52 qui sont fixées au côté supérieur du cercle 27 au moyen d'une cornière 49 et de boulons 54, chaque couvre-joint 34 de cette section 31D étant soudé en 53 sur une attache en cornière 52 fixée au cercle supérieur 26B au moyen de cornières 49 et de boulons 54, d'où ces couvre-joints descendent à l'intérieur du loge- ment 37 où ils sont soudes en 53 à l'attache en cornière de support inférieur 52.
Chacun de ces couvre-joints 34 est fixé à une entretoise 74 par des boulons ¯ 75 et, une barre 76 placée en diagonale et fixée par un boulon 78 à l'entretoise 74 et
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tretoise 74 à partir du cercle inférieur 27. Le tirant 81 as- socié au cercle inférieur 27 est monté directement sur les tubes 21a et le poids de la paroi est transmis de là à la struc- ture de base par l'intermédiaire de colonnes articulées 28, comme mentionné précédemment.
Les attaches en cornière 52 de la paroi 21 sont pour- vues de trous allongés ou mortaises et des cales 51 sont sou- . dées aux attaches en cornière au-dessus des cercles,comme décrit précédemment pour la paroi 23.
Le logement 36 du cercle, qui forme une liaison dila- table, étanche au gaz, entre les parties d'enveloppe 31C et 31D, est une reproduction du logement correspondant 36 de la paroi latérale 23, comme décrit précédemment; dans la paroi 21, les rebords supérieur et inférieur 61 du revêtement 59 recouvrent de la même façon les bords adjacents de tôles 32 de l'enveloppe et, dans les parties d'enveloppe respectives, les rebords sont serrés entre ces bords adjacents et des couvre-joints 34 pour former un joint étanche.
La partie la plus basse 31E de l'enveloppe comprend des couvre-joints internes et externes 34 et 35.,' identiques à et aménagés comme ceux des autres parties de l'enveloppe.Dans . la partie 31E les extrémités inférieures des couvre-joints 34 sont soudées, ou fixées d'une autre manière appropriée, à une partie de la structure de base, comme la partie de bâti laté- rale 29.
Une partie horizontale d'enveloppe 31H reliant les parties verticales d'enveloppe 31D et 31E comprend des barres 82 munies à leur extrémité extérieure d'un rebord 83 que des boulons 84 relient à l'extrémité supérieure de chaque couvre- joint 34 de la partie d'enveloppe de base 31E, tandis que des boulons 85 fixent l'extrémité intérieure des barres 82 à l'en-
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avec les couvre-joints 34 de la partie d'enveloppe intermédiaire 31D. Une barre collectrice 86 est fixée par des boulons 87 aux rebords 83 des barres 82 et sert de couvre-joint transversel interne contre lequel les extrémités supérieures des tôles 32 sont serrées par une barre collectrice en U 89 maintenue en po- sition de serrage par des boulons 91.
Des tôles d'enveloppe horizontales 32 sont supportées par des barres 82, les bords adjacents de chaque paire de tôles étant posés sur un couvre- joint interne 82, de façon à être chevauchés par ce dernier, et deux de ces bords sont chaque fois calés par un couvre-joint externe 92 que des boulons 93 fixent à la barre 82 et à la barre collectrice en U 89. Le long de leurs bords internes, les tôles d'enveloppe horizontales 32 sont munies d'un rebord dressé verticalement 94 qui est serré contre les tôles 32 de l'en- veloppe et des couvre-joints 34 de la partie intermédiaire 31D, et le long de leurs bords externes elles sont munies d'un re- bord rabattu 95 qui est serré entre la barre collectrice 86 et la barre collectrice en U 89 à la jonction avec la portion 31E.
La figure 7 est une section plane du montage de l'en- veloppe près d'un angle de l'installation, à la jonction entre les tubes 21a d'une paroi latérale et les tubes 22a de la paroi arrière. Les tôles 32a situées à l'angle dans les deux parois sont soudées en 96 le long de leur arête de rencontre, et elles sont en plus soudées en 97 au bras d'une cornière entretoise 98, réalisant ainsi à l'angle un joint étanche et assurant la ri- gidité de l'enveloppe à la jonction de deux parois.
Des parois construites conformément à l'invention comprennent donc un certain nombre de caractéristiques désira- bles, comme la réalisation d'une enveloppe étanche aux gaz qui donne aux éléments de la paroi associée la liberté de se dépla-
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comprend par exemple des tubes d'échange de la chaleur qui sup- portent l'enveloppe, tout en-tenant compte également de la di- latation et de la contraction relatives de panneaux adjacents, et du déplacement d'une partie de l'enveloppe par rapport à une autre. Cette construction de l'enveloppe en panneau est également avantageuse du point de vue économique, par le fait que, dans l'assemblage, on peut utiliser directement des tôles ou plaques métalliques ordinaires du commerce sans devoir les préfaçonner comme c'est d'habitude le cas.
Dans la présente construction, le façonnage, l'ajustage et la soudure se limi- tent principalement à la fabrication des organes qui supportent et maintiennent en position active les tôles ou plaques métal- liques, ce qui permet de construire l'enveloppe à prix réduit, sans sacrifier la qualité de la construction, qualité qui est déterminée par son étanchéité au gaz et son aspect agréable en service.
REVENDICATIONS.
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1.- Enveloppe à panneaux'en tôle, caraètérisée en ce que les panneaux de l'enveloppe sont en flexion pour leur don- ner plus de rigidité.
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PATENT OF INVENTION FORMED BY the Company called: BABCOCK & WILCOX LIMITED for:
Improvements to sheet metal panel envelopes.
------------- Patent application in the United States of America of November 13, 1946 in favor of Mr. I.L. LANGVAND.
This invention relates to sheet metal panel envelopes that is to say envelopes constructed by means of metal sheets or plates. Envelopes according to the invention are suitable for chambers of a variety of types, but particularly those whose envelopes must be kept substantially gas-tight under varying temperature conditions.
The invention aims to provide a relatively inexpensive casing, to support the panels so that they can be removed and replaced more easily when it is desired to access the interior of the casing, and to provide a casing. improved for a fluid heat exchanger that is
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gas-tight substance in which stresses due to temperature differences between component parts are suitably limited if not avoided.
In a sheet metal panel shell according to the present invention panels of the shell are flexed which increases their rigidity.
This bending of the panels can advantageously be achieved by clamping them against joint covers the complementary parts of which act at different distances on adjacent edges of the panels, a common clamping means preferably acting on adjacent side edges of the panels. neighboring panels.
The panels can be bent inward against an insulating material which forms part of a wall of a thermal fluid appliance.
The invention will be described below by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a sectional elevation of a steam generator provided with fluid cooled walls constructed in accordance with the invention.
Fig. 2 is a fragmentary isometric view showing features of the outer shell of the boiler.
Fig. 3 is a fragmentary view, on a larger scale than FIG. 1, construction details of the wall adjacent to a gas passage.
Figs. 4 and 5 are, on a larger scale than in FIG. 3, a sectional plan and a sectional side view, taken respectively along lines 4-4 and 5-5 of FIG. 3.
Fig. 6 is a fragmentary view, on a larger scale than FIG. 1, wall construction details
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Fig. 7 is a sectional plan taken along line 7-7 of Figure 6, showing details of the wall adjacent to a corner of the installation.
The invention is shown in its application to a steam generator or boiler of the kind described in British Patent Application No. 6903/47, which burns fuel in a fluid-cooled combustion chamber 12 and in which the gases Hot results are directed around one end of a bulkhead 13 into and through a fluid-cooled gas passage 14, in contact with a main tube bundle 15, the opposite ends of which are connected to the upper manifold 16 and the manifold lower 17, the cooled gases escaping through a suitable outlet. A soot collector 18, provided with a plurality of discharge hoppers 19, is provided under passage 14 as a receptacle for solid particles which are separated from the gases as they pass through the passage.
The boiler is generally rectangular in shape and includes fluid cooled front, rear and side walls. The fluid-cooled side wall 21 is lined internally with tubes 21a and constitutes a wall of the combustion chamber or hearth 12, and the fluid-cooled side wall 23 is internally lined with tubes 23a and constitutes a wall. gas passage 14, while upper end portions of walls 21 and 23 extend towards manifold 16 to form the top wall or roof.
The entire weight of the boiler is carried by a frame-shaped structure, disposed below the level of the manifold 17, which rests at each end in a trestle 24 carried by a side part 25 of the frame, while the
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cooled walls of the installation are supported laterally by circles 26 and 27 arranged at different levels; the upper circle 26 completely surrounds the installation and is in contact with all four walls, and the lower circle 27 is about halfway up the manifold and is in contact with the front wall, the rear wall and a side wall 21 and its ends are fixed to the lower collector 17;
the individual circles of the adjacent walls are connected, at the angles of the installation, so as to coordinate the. expansion and contraction of the respective walls; the walls of the combustion chamber 12 are supported vertically substantially at the level of the sludge collector by columns which transmit the weight to the support frame; for example, as shown for the side wall 21, the upper end of the columns, one of which is shown at 28, is hinged on a tie rod associated with the circle 27 and their lower end on a tie rod associated with a side part 29 of the frame.
The side walls and the roof of the installation are enclosed in a metal casing 31 formed of separate sheets 32, the adjacent edges of which are clamped in a manner described more fully below, between internal and external joint covers 34 and 35, certain parts of the casing being extended outwards to form a housing 36 for the upper circle 26 and a housing 37 for the lower circle 27 and the support columns 28.
Each of the fence walls has at least one layer of insulating material 38 suitably applied to tubes mounted in the walls or in the roof, on the interior side of the metal casing 31.
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gas 14, the whole row of vertical tubes 23a spaced from the wall is connected by means of a continuous tie rod 39 which is suitably fixed to these tubes, for example by means of studs 41 welded to each tube and provided with The nuts 42, the studs 41 passing through thick U-shaped pieces 43 between which a refractory layer of the insulating material 38 of the walls can be placed.
The circle 26A of the wall 23 comprises U irons 45 arranged back to back and connected to the tie rod 39 by a series of angle brackets 46 spaced over the entire width of the wall. The horizontal arm of each angle bracket 46 is assembled between the two U irons 45 of the circle and fixed to the core of these by a bolt 47, while its vertical arm is fixed to the tie rod 39 and to the tubes 23a by studs 41, a spacer 48 being placed between the upper end of each angle bracket 46 and the associated U spacer 43.
The bolts 37 which secure the angle brackets 46, also secure continuous angles 49 on the upper side and the lower side of the hoop 26A to provide support for the corresponding upper and lower parts 31A and 31B of the hoop. envelope 31.
In the upper part 31A of the casing, the sheets 32 are aligned against horizontally spaced joint covers 34 which cover on the inner side the edges of each pair of adjacent sheets or plates 32, the lower end of the casing. each joint cover 34 being supported by an angle clip 52 to which it is welded (see 53) or otherwise secured. Each angle clip 52 is secured to the upper continuous angle 49 by bolts 54 which advance through elongated holes or mortises 56 in the angle clip to provide a connection which allows for movement.
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6. - relative vertical cements between the angle iron and the angle bracket.
A shim 51 is welded to the horizontal arm of each angle bracket 52 in order to fill the space between the angle brackets and the upper U-iron flange 45 of the circle when small-sized U-irons are used, and this provides effective support for the angle brackets while maintaining the desired spacing between the bolts 54 and the ends of the elongated holes or mortises 56. The adjacent edges of each pair of adjoining plates 32 are clamped against a cover. joint 34 by an outer cover 35 held in its tightening position by bolts 57 which are screwed into the inner cover 34, as shown in detail in Figure 4.
The width of each plate 32 is such that it leaves an area of expansion between the adjacent vertical edges of each pair of adjacent plates, in addition to the space necessary for the introduction of the clamping bolts 57.
Each joint cover 35 advantageously takes the shape of a U-iron whose wings 58 are arranged symmetrically with respect to the width of the corresponding internal joint cover 34 and attack adjacent sheets 32 outside the edges of the joint cover 34. A As an example of suitable relative dimensions, for metal sheets or plates approximately 0.14 inch (3.5 mm) thick, the internal joint cover 34 may be a 2 1/4 inch bar (56 mm) wide, and the outer cover 35 a standard 3 inch (75 mm), 5 lb (2.280 kg) U-iron.
As a result of the location and relative dimensions of the cooperating covers, the force exerted by a U-shaped cover 35 is concentrated on the edges of a sheet 32, at points outside the points where the opposing force is applied by the bar or joint cover 34. A neck
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7. - to the appropriate support of the sheet along its opposite edge, causes the bending of the sheet 32, on the side of the sheet where the joint covers 34 are located, and as a result of this bending the sheet is slightly curved on its entire width, which significantly increases its rigidity. In this way a sheet 32 of relatively reduced thickness, mounted as described, becomes the equivalent, with regard to its rigidity, of a much thicker sheet.
The elastic bending of the sheet also results in tighter contact between the sheet and the insulating material 38, while the increased rigidity not only gives an appearance of strength commensurate with the dimensions of the structure in question but also substantially obviates the vibration and buzzing.
The upper end of each inner sidewall cover 34 covers the descending end 62 with a similar joint cover 34 associated with the envelope portion 23R of the roof, each cover 34 of the sidewalls. sidewalls being secured to the corresponding roof trim 34 by a bolt 63 in which the bolt hole in the trim 34 is elongated or mortised to allow relative vertical expansion. A continuous busbar 64, fixed to the joint covers 34 of the roof by bolts 65 serves to maintain, at the location of their junction, the predetermined spacing between the joint covers 34 of the roof and the joint covers 34 of the walls. side kings.
The upper edges of the plates 32 of the side walls are clamped. against the busbar 64 by a U-shaped busbar 67 which is held in its clamping position by bolts 68 screwed into the bar 64. The ends of the roof joint covers 34 which are located near the collector 16 are held. substantially fixed with respect to this manifold by suitable known means (not shown) and thereby oppose the lateral displacement of
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the envelope of the side wall which is connected to them.
The sheets 32 of the roof shell are clamped between the covers 34 and 35 of the roof which are arranged symmetrically and which have the same aspect ratio as the corresponding covers 34 and 35 of the side wall 23, the sheets 32 in the first alignment or external alignment being secured by bolts 69 to the U-shaped busbar 67.
With respect to the lower portion 31B of the envelope, the angle brackets 52 are connected to the lower side of the hoop 26A in the manner described for connecting the angle brackets 52 to the upper side of the hoop. However, as shown in Figure 5, in the case of the upper corner fasteners, the spacing between each bolt 54 and the lower end of the associated bolt hole 56 is greater than that between the bolt and the end. top of the hole, while in the case of the bottom fasteners the clearance between each bolt 54 and the upper end of the associated bolt hole 56 is greater than that between the bolt and the lower end of the hole.
In the lower part 31B of the casing, the upper end of each joint cover 34 is welded at 53 to angle brackets 52, and their lower end is welded or otherwise connected to the relatively fixed outer metal plate 72. of the soot collector 18, so that the joint covers are practically wedged.
The gas-tight housing 36 which connects the upper part 31A and the lower part 31B is composed of a continuous transverse lining plate 59 in the shape of a U or trough which encloses the upper, lower and outer sides of the circle 26A , and whose curved edges 61 lower and
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adjacent envelope parts 31A and 31B. The curved flanges 61 of the housing are assembled on the inside of the sheets 32 in the two portions and consequently between the sheets 32 and the joint covers 34 where they are kept in tight contact with the sheets 32 under the action. tightening exerted by U-shaped joint covers 35.
It is advantageous to make the liner 59 of relatively thin metal, preferably thinner than the main sheets of the casing, of a thickness, for example, slightly greater than 0.06 inch (1.5 mm ) because this provides a degree of flexibility which allows the housing to perform its function of an expandable connection between adjacent casing portions without dislocating the seal. Although the manner of assembling the flanges 61 between the sheets 32 and the joint covers 34, in each section 31A and 31B, results in a slight gap between the sheets and the joint covers for a limited distance above and within. below the edges of the flanges 61, the U-shaped joint covers 35 continue to bear over their entire height against the outer surfaces of the sheets 32; this avoids compromising the effectiveness of the seal.
If, owing to the length of the circle employed, it is necessary to construct the housing or liner 59 in two or more parts, the adjacent edges of each pair of liner parts, such as 59a and 59b, are internally overlapped. by straight bars 101 on their upper, lower and outer sides, and externally by an angle bar 102 on their upper and outer sides and by a straight bar 103 on the lower side, each internal bar 101 being permanently attached to one of the adjacent parts for ease of assembly, and the inner and outer busbars being held in tightened position by bolts 104, as shown.
In the opposite side wall 21, the tubes. 21a are
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10.- 'arranged one against the other, which makes it possible to reduce the thickness of the insulation 38 of the wall and to mount the tie 39 directly on the tubes of the wall, as shown instead of spacing it out as in the wall 23; Apart from this, the assembly of the tie rod and the circle 26B is essentially a reproduction of the corresponding assembly of the tie rod and the circle of the wall 23.
In its essential points, the upper casing part 31C of the side wall 21 is also a reproduction of the. corresponding upper casing section 31A of side wall 23, including the junction at the. part 21R of the roof which comprises, in an intermediate position, a double T spacer 73, replacing one of the joint covers 34. The clamping of the sheets 32 of the roof against the upper flange of the member 73, is made by a U-shaped cover 35 in the same way and with the same effect as their tightening against each cover 34.
The lower part of the casing 31 of the side wall 21 comprises an intermediate part 31D between the housings 36 and 37 and a base part 31E forming part of the lower housing 37. The intermediate part 31D of the casing is supported. on angle brackets 52 which are fixed to the upper side of the circle 27 by means of an angle iron 49 and bolts 54, each joint cover 34 of this section 31D being welded at 53 on an angle bracket 52 fixed to the upper circle 26B by means of angles 49 and bolts 54, from which these joint covers descend inside the housing 37 where they are welded at 53 to the lower support angle bracket 52.
Each of these joint covers 34 is fixed to a spacer 74 by bolts ¯ 75 and, a bar 76 placed diagonally and fixed by a bolt 78 to the spacer 74 and
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spacer 74 from the lower circle 27. The tie rod 81 associated with the lower circle 27 is mounted directly on the tubes 21a and the weight of the wall is transmitted from there to the base structure by means of articulated columns 28, as mentioned previously.
The angle brackets 52 of the wall 21 are provided with elongated holes or mortises and wedges 51 are supported. dies to the angle brackets above the circles, as previously described for wall 23.
The housing 36 of the circle, which forms an expandable, gas-tight connection between the casing parts 31C and 31D, is a reproduction of the corresponding housing 36 of the side wall 23, as previously described; in the wall 21, the upper and lower edges 61 of the covering 59 similarly cover the adjacent edges of sheets 32 of the casing and, in the respective casing parts, the flanges are clamped between these adjacent edges and covers -joints 34 to form a tight seal.
The lowest part 31E of the envelope comprises internal and external joint covers 34 and 35., 'identical to and arranged like those of the other parts of the envelope. part 31E the lower ends of joint covers 34 are welded, or otherwise conveniently attached, to part of the base structure, such as side frame part 29.
A horizontal casing part 31H connecting the vertical casing parts 31D and 31E comprises bars 82 provided at their outer end with a flange 83 which bolts 84 connect to the upper end of each joint cover 34 of the part. base casing 31E, while bolts 85 secure the inner end of bars 82 to the casing
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with the joint covers 34 of the intermediate casing part 31D. A busbar 86 is secured by bolts 87 to the flanges 83 of the bars 82 and serves as an internal transverse joint cover against which the upper ends of the sheets 32 are clamped by a U-shaped busbar 89 held in clamping position by clamps. bolts 91.
Horizontal casing sheets 32 are supported by bars 82, the adjacent edges of each pair of sheets being placed on an internal joint cover 82, so as to be overlapped by the latter, and two of these edges are each time wedged. by an outer trim 92 which bolts 93 secure to the bar 82 and the U-shaped busbar 89. Along their inner edges, the horizontal casing sheets 32 are provided with a vertically raised flange 94 which is clamped against the sheets 32 of the casing and the joint covers 34 of the intermediate part 31D, and along their outer edges they are provided with a folded edge 95 which is clamped between the busbar 86 and the U-shaped busbar 89 at the junction with the portion 31E.
Figure 7 is a plan section of the casing assembly near a corner of the installation, at the junction between the tubes 21a of one side wall and the tubes 22a of the rear wall. The plates 32a located at the angle in the two walls are welded at 96 along their meeting edge, and they are further welded at 97 to the arm of a spacer angle 98, thus forming a tight seal at the angle. and ensuring the rigidity of the envelope at the junction of two walls.
Walls constructed in accordance with the invention therefore include a number of desirable features, such as providing a gas-tight envelope which gives the elements of the associated wall the freedom to move.
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comprises, for example, heat exchange tubes which support the casing, while also taking into account the relative expansion and contraction of adjacent panels, and the displacement of part of the casing compared to another. This construction of the panel shell is also advantageous from an economic point of view, in that, in the assembly, ordinary commercial metal sheets or plates can be used directly without having to preform them as is usual. the case.
In the present construction, the shaping, fitting and welding are mainly limited to the manufacture of the members which support and maintain in active position the metal sheets or plates, which makes it possible to construct the envelope at a reduced price. , without sacrificing the quality of construction, a quality which is determined by its gas tightness and its pleasant appearance in service.
CLAIMS.
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1.- Envelope with panels in sheet metal, characterized in that the panels of the envelope are in bending to give them more rigidity.