<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux chaudières tubulaires.
Cette invention se rapporte aux chaudières tubulaires et l'un de ses buts est d'obtenir une installation pour la pro- duction et la surchauffe de vapeur, de construction simple et économique et se distinguant par une meilleure circulation du fluide à évaporer.
L'invention consiste en une chaudière comportant un passage de gaz qui contient un surchauffeur protégé par un faisceau de tubes vaporisants d'un foyer sous-jacent dont les parois sont garnies de tubes vaporisants, qui présente à son sommet une sortie de gaz latérale, et dont les parois en regard l'une de l'autre sont garnies de tubes vaporisants reliés à un
<Desc/Clms Page number 2>
corps cylindrique super-jacent à vapeur et à liquide, caractérisée en ce que le corps cylindrique est pourvu d'un dispositif sépara- teur susceptible de recevoir les mélanges de vapeur et de liquide des tubes vaporisants de la chaudière, de séparer le liquide des mélanges et de décharger le liquide dans un espace à liquide du corps cylindrique, et d'un certain nombre de tubes de descente espacés sur la longueur du corps cylindrique,
communiquant avec cet espace ou chambre à liquide au fond ou approximativement au fond de cet espace, s'étendant vers le côté du passage opposé à la sortie des gaz au-dessus du ciel du passage de gaz et suscepti- bles d'amener le liquide aux tubes vaporisants de la chaudière.
L'invention sera décrite ci-dessous attitré d'exemple avec référence aux dessins annexés partiellement schématiques, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe, d'une chaudière à tubes d'eau,
Fig. 2 est une vue en élévation de face, d'une partie de la chaudière représentée sur la Fig. 1, partiellement en coupe suivant la ligne II-II de celle-ci.
Fig. 3 est une vue en élévation de côté partiellement en coupe, d'une variante de la chaudière à tubes d'eau.
La chaudière à tubes d'eau à laquelle se rapporte les Figs. 1 et 2 des dessins, comprend une chambre de combustion 1 chauffée au moyen d'une grille mobile 2 et pourvue de parois refroidies par circulation d'eau, dont une paroi avant 3, une paroi arrière 4 et des parois latérales, dont la paroi de gau- che 5 est représentée.
La paroi avant 3 s'étend de bas en haut et au-dessus de la chambre de combustion pour former la paroi avant d'un passage de gaz 6 situé verticalement au-dessus de la chambre de combustion et renfermant un surchauffeur subdivisé en une section inférieure 7 et une section supérieure 8. u
<Desc/Clms Page number 3>
sommet du parcours de gaz la paroi avant 3 s'incline de bas en haut vers l'arrière au-dessus de ce passage pour former le ciel 9 de ce dernier et du conduit de sortie latérale des gaz 10 condui- sant les gaz du sommet du passage de gaz vers l'arrière. Un corps cylindrique, séparé du passage de gaz et du conduit de gaz par l'écran tubulaire constitué par le ciel 9, est monté de manière que son axe s'étende latéralement et horizontalement, légèrement en avant du plan vertical de la paroi arrière 4.
Dans le trajet des gaz entre la chambre de combustion et le passage de gaz 6 se trouve un écran tubulaire ou premier faisceau 12 de tubes vaporisants inclinés sur l'horizontale qui s'étendent en arrière et de bas en haut au-dessous du surchauf- feur. Ces tubes vaporisants sont coudés verticalement à l'ar- rière pour former une paroi postérieure verticale de tubes tan- gents 13 dans le passage de gaz 6 et une autre paroi verticale de tubes tangents 14 à une certaine distance en arrière de la première, les deux parois 13 et 14 délimitant entre elles un by-pass 15 en dérivation sur le surchauffeur.
Au sommet du passage de gaz 6 et du by-pass 15, ces tubes vaporisants s'éten- dent verticalement ou sont légèrement inclinés sur la verticale pour former un second faisceau tubulaire 16 dans le conduit de gaz 10, ce faisceau tubulaire passant à travers le ciel 9 et se raccordant à l'extrémité supérieure du corps cylindrique. D'au- tres tubes vaporisants 17 s'étendant le long de la paroi avant 3 sont coudés au sommet de la paroi pour se diriger le long du ciel 9 et leurs extrémités supérieures sont également dudgeonnées dans le corps cylindrique.
Les extrémités inférieures des tubes 17 sont raccordées à un collecteur inférieur 20 disposé en avant de la paroi anté- rieure 3. Les tubes 17 sont disposés avec un écartement d'axe en axe égal approximativement au double du diamètre d'un tube.
Entre ces tubes, au-dessous du niveau de l'écran, sont placés
<Desc/Clms Page number 4>
les tubes vaporisants des faisceaux qui sont également raccordés au collecteur inférieur 20, mais sont coudés en arrière à une hauteur convenable en s'écartant de la paroi, suivant une disposi- tion en quinconce relativement ouverte, pour former les deux ran- gées de tubes les plus bas 21 de l'écran du premier faisceau tubu- laire 12.
Au-dessus des deux rangées de tubes 21 de l'écran, deux rangées intermédiaires 22 de tubes vaporisants sont aussi disposés en quinconce avec un écartement relativement grand dans l'écran.
Les tubes des deux rangées 22 s'étendent en arrière à travers la paroi avant en partant d'un second collecteur 23 placé en avant de cette paroi à une distance appropriée au-dessus du premier collecteur 20.
Les tubes des rangées 21 et 22 sont coudés vers le haut et dans le même plan vertical à l'arrière de l'écran pour se placer cote à côte de manière à former la paroi arrière verti- cale 14 qui détermine le côté postérieur du by-pass 15. Au- dessus du niveau de la section supérieure 8 du surchauffeur, chaque jeu de quatre tubes adjacents formant la paroi 14., com- prend un tube a qui reste dans le plan de la paroi et s'étend verticalement à travers le conduit 10, un tube b coudé en ar- rière et dans un plan vertical, perpendiculaire à l'axe du corps cylindrique, dans lequel il se prolonge verticalement de bas en haut à travers le conduit 10, et deux tubes ± recourbés en avant et dans le même plan vertical dans lequel ils se prolongent verti- calement de bas en haut à travers le conduit 10.
Dans cette dis- position chaque jeu de quatre tubes s'étend à travers le ciel 9 et entre deux paires de tubes 17 garnissant ce dernier, où les tubes sont alors recourbés pour se rapprocher radialement de la paroi du corps cylindrique et aboutir à ce dernier dans le même alignement.
<Desc/Clms Page number 5>
Les tubes vaporisants restants de l'écran s'étendent aussi en arrière à travers la paroi avant 3 en partant du second collecteur 23 pour former deux rangées supérieures de tubes 24 de même alignement, relativement peu écartés. A l'arrière de l'écran ces tubes sont coudés de bas en haut et disposés tous dans un plan vertical commun pour former la paroi arrière 13 entre le passage de gaz 6 et le by-pass 15.
Au-dessus du niveau de la section supérieure 8 du surchauffeur, chaque jeu de quatre tubes adjacents formant la paroi 13 se compose de trois tubes d coudés vers l'avant et dans un des plans d'alignement des tubes a, b. et c, dans lequel se trouve le tube restant e, qui reste dans le plan de la paroi 13 en se prolongeant verticalement de bas en haut à travers le conduit 10 et à travers le ciel 9, pour se recourber ensuite légèrement de manière à se rapprocher de la paroi du corps cylindrique radialement et se raccorder à ce dernier à proximité et en avant de l'un des tubes c.
Les trois tubes d après avoir été coudés dans cet alignement s'étendent en avant et en pente raide de bas en haut, parallèlement entre eux, à travers le conduit 10 et à travers le ciel 9 et leurs tronçons d'extrémité sont alors coudés en arrière pour se diriger radiale- ment vers la paroi du corps cylindrique et aboutir à ce dernier un peu en avant des tubes a., b, c et e.
Les tubes vaporisants 17 garnissant le ciel 9 s'éten- dent en arrière entre les tubes vaporisants alignés a, b, c, d et e, pour pénétrer dans le corps cylindrique au quadrant infé- rieur postérieur de ce dernier et en arrière des extrémités des rubes b.
La paroi arrière 4 de la chambre de combustion est refroidie par une rangée de tubes vaporisants 25, dont les extrémités supérieures se raccordent à un collecteur 26 disposé à l'arrière de la paroi arrière 4 de la chambre de combustion, à l'extrémité supérieure de cette dernière. Les tubes 25 s'éten-
<Desc/Clms Page number 6>
dent aussi le long de l'arc arrière 27 au-dessous de la paroi 4 et ils reçoivent leur eau d'un collecteur inférieur 28 placé à l'arrière de l'arc. Un nombre approprié de tubes de circulation 29 relient les collecteurs 26 et 28. Une rangée de tubes de montée 30 s'élèvent du collecteur 26 en travers du trajet des gaz à l'arrière du second faisceau tubulaire 16, et au travers du ciel 9 derrière les tubes 17, pour se raccorder au corps cylindrique en arrière de ceux-ci.
La paroi latérale 5 est refroidie par des tubes vapori- sants 31 s'étendant entre un collecteur supérieur 32 et un col- lecteur inférieur 33, qui sont également raccordés entre eux par une rangée de tubes de circulation 34. Du collecteur supé- rieur 32 s'élèvent un certain nombre de tubes de montée 35, d'abord en arrière, ensuite latéralement de telle sorte qu'ils peuvent s'étendre de bas en haut derrière la paroi 14 comme pro- longement latéral de la rangée de tubes 30 pour croiser le trajet des gaz en arrière du second faisceau tubulaire 16 et pénétrer dans le corps cylindrique latéralement par rapport aux tubes 30.
Le mélange de vapeur et d'eau déchargé dans le corps cylindrique par les différents tubes vaporisants et de montée ci-dessus mentionnés pénètre dans un compartiment inférieur 40 à l'intérieur du corps cylindrique, en dessous d'une cloison longitudinale 41, le compartiment étant disposé de manière à as- surer l'introduction du mélange dans les passage d'entrée 42 de deux rangées de séparateurs centrifuges 43 de construction connue, disposées respectivement sur les côtés en regard du corps cylindrique dans le compartiment 44 au-dessus de la cloison.
L'eau séparée du mélange de vapeur et d'eau est déchargée dans la partie inférieure du compartiment 44, de la partie inférieure adjacente duquel elle s'écoule dans les tubes de descente par les raccords 45 qui s'étendent radialement à l'extérieur de la paroi 41 en travers de l'espace 40 dans les extrémités de ces tubes
<Desc/Clms Page number 7>
de descente. Chaque séparateur centrifuge décharge la vapeur séparée à travers un épurateur de vapeur à plaques multiples correspondant 46 de construction connue, disposé au-dessus du séparateur dans la partie supérieure de l'espace 44, d'où la va- peur, après son passage au travers des épurateurs de vapeur finals à plaques multiples 47, pénètre dans une rangée de tubes de vapeur 48 reliés à la partie la plus élevée du corps cylindri. que.
Les séparateurs centrifuges et les épurateurs de vapeur sont du genre représenté dans les Brevets anglais Nos. 530.325, 542.610, 547.413, 547.414 et 573.879 et leurs formes peuvent être semblables à celles décrites dans l'un ou l'autre de ces brevets.
Les tubes de descente comportent trois rangées laté- rales de tubes dont les extrémités du côté du corps cylindri- que sont disposées à l'arrière des extrémités des tubes d et en avant des extrémités des tubes e. Chaque tube de la rangée inférieure 50 se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe du corps cylindrique, s'étend en avant de ce dernier au-delà des tubes d dans chacun des espaces entre les alignements adjacents dans lesquels se trouvent les tubes d et est amené en avant et de haut en bas au-dessus du ciel 9 et de haut en bas en avant de la paroi 3 pour amener l'eau au second collecteur 23.
Les tubes de descente restants sont disposés en deux rangées supé- rieures 51, les tubes d'une rangée se trouvant au-dessus des tubes de l'autre rangée, qui partent du corps cylindrique vers l'avant en dépassant les tubes d, dans chacun des autres espaces entre les alignements adjacents des tubes d, et alimentent un collecteur horizontal 52 disposé au-dessus de la paroi 3, l'axe de ce collecteur se trouvant dans le plan de cette dernière.
Le collecteur 52 est raccordé à ses extrémités à des tuyaux de jonction descendants 53, des extrémités inférieures desquels un nombre approprié de tubes de distribution, comme
<Desc/Clms Page number 8>
c'est indiqué en 54, conduisent l'eau en des points appropriés convenablement espacés le long du premier collecteur 20, des collecteurs 33 correspondant aux parois latérales, et du col- lecteur 28 de la paroi arrière.
Des dispositifs de suspension appropriés 54 sont des- tinés à supporter le collecteur 52 et les tubes 17 de la paroi avant, qui sont pourvus d'oreilles 55 à l'aide desquelles ils sont suspendus par des dispositifs de fixation appropriés 56 au collecteur 52.
La vapeur du corps cylindrique est amenée par les tubes de vapeur 48 à un collecteur d'entrée de vapeur supérieur 60, d'où la vapeur descend généralement dans la section supé- rieure 8 du surchauffeur pour se rendre dans le collecteur de sortie de vapeur supérieur 61. La vapeur pénètre ultérieurement dans un collecteur d'entrée de vapeur inférieur 62, d'où elle s'élève dans la section inférieure 7 du surchauffeur pour se rendre dans un collecteur de sortie de vapeur inférieur 63, d'où la vapeur est amenée au point d'utilisation. Un températeur (non représenté) est disposé dans le trajet de la vapeur entre les deux sections du surchauffeur.
Chaque section du surchauf- feur est constitué par des serpentins s'étendant vers l'arrière et vers l'avant en travers du passage de gaz 6, chaque serpentin étant disposé dans un plan vertical, le tronçon de tube entre les coudes étant horizontal. La paroi avant 3 et la paroi ar- rière 13 comportent respectivement des supports avant et ar- rière 64 et 65 pour les serpentins du surchauffeur.
Le by-pass 15 en dérivation sur le surchauffeur peut être fermé par des dalles ou tuiles 66 disposées en contact les unes avec les autres dans une rangée s'étendant latérale- ment par rapport à la chaudière et portées par des supports aménagés sur les parois verticales 13 et 14. Oh peut réduire la quantité de gaz passant sur le surchauffeur en enlevant des
<Desc/Clms Page number 9>
dalles ou tuiles de la rangée, de préférence en des endroits con- venablement espacés et équidistants le long de celle-ci.
Les gaz venant du conduit 10 qui mène à l'arrière, pénètrent à la partie supérieure d'un passage de gaz postérieur vertical 67 dans lequel ils circulent de haut en bas en passant successivement sur trois sections d'économiseur 68, après quoi ils sont envoyés dans un réchauffeur d'air (non représenté) pour y céder leur chaleur.
Sur la Fig. 3, les mêmes chiffres de référence que sur les Figs. 1 et 2 sont employés pour indiquer les mêmes parties ou des parties correspondant à celles représentées sur ces dernières figures. La chaudière à tubes d'eau à laquelle la Fig. 3 se rapporte, comprend au lieu de deux sections de surchauffeur dans le passage de gaz 6, une seule section de surchauffeur 7'. Le by-pass 15 en dérivation sur le surchauffeur, au lieu d'être un passage libre renferme une surface vaporisante et au lieu de carreaux ou tuiles amovibles 66 pour régler la quantité de gaz contournant le surchauffeur, on y emploie un registre dont la position peut être réglée de l'extérieur de la maçonnerie ou construction fixe de l'installation.
Ainsi,la paroi arrière 4 de la chambre de combustion est garnie de tubes vaporisants 25' dont l'écartement d'axe en axe, c'est-à-dire le pas, est égal approximativement au double du diamètre d'un tube, et qui se raccordent par leurs extrémités inférieures à un collecteur inférieur 28' placé derrière la paroi arrière à peu près à la même hauteur que le collecteur 20, tandis qu'ils s'étendent verticalement de bas en haut au-dessus du som- met de la chambre de combustion 1 pour garnir la face avant de la maçonnerie 14' qui forme la paroi arrière du by-pass 15.
Les deux rangées supérieures 24 de l'écran ou du premier faisceau tubulaire 12, qui sont disposées suivant la formation extrêmement serrée de tubes de même alignement représentée sur la Fig. 2 sont
<Desc/Clms Page number 10>
dans cette chaudière également coudés de bas en haut à l'arrière de l'écran de manière à se placer dans un seul plan vertical pour former la paroi avant de tubes tangents 13 du by-pass, et traversent au-dessus du niveau du surchauffeur le conduit de gaz 10 pour passer à travers le ciel 9 et aboutir à la paroi du corps cylindrique en une nappe suivant la disposition décrite avec référence aux Figs. 1 et 2.
Les tubes des deux rangées in- férieures 21' et des deux rangées intermédiaires 22' sont dis- posés dans l'écran suivant la formation en quinconce à large "écarte ment représentée sur la Fig. 2 pour les rangées de tubes 21 et 22, et, sans changer leurs positions relatives l'un par rapport à l'autre, ils s'étendent verticalement de bas en haut à l'in- térieur du by-pass 15, en dérivation sur le surchauffeur, entre les parois 13 et 14'. Au sommet de ce by-pass est disposée une chicane 101 inclinée de bas en haut vers l'arrière pour faire dévier les gaz en arrière à travers une sortie de gaz 102 entre l'extrémité postérieure de la chicane et le sommet de la maçon- nerie 14'. d'où ces gaz vont rejoindre ceux venant du conduit 10.
En un point adjacent de la sortie des gaz 102, une partie 103 des tubes d'ordre pair de la rangée 25' est déportée en avant du plan des tubes d'ordre impair pour faciliter le passage des gaz vers la sortie.
Au-dessus du niveau de la chicane un nombre approprié des tubes 25' de la paroi et des rangées 21' et 22' sont coudés latéralement de manière que tous les tubes 25' et ceux des rangées 21' et 22' se placent dans les mêmes alignements ou plans que les parties supérieures des tubes des rangées 24 et dans ces alignements ou plans les tubes s'étendent verticalement de bas en haut en travers de la majeure partie du conduit de gaz 10 et à travers le ciel 9 entre des paires adjacentes de tubes 17 pour se couder ensuite, tout en restant dans les mêmes alignements
<Desc/Clms Page number 11>
ou plans perpendiculaires à l'axe du corps cylindrique, de manière à se diriger radialement vers ce dernier avant d'y dé- boucher.
La sortie de gaz 102 peut être fermée par une rangée latérale de registres 104 susceptibles de coulisser verticale- ment en travers de cette sortie et dont la position dans le sens vertical peut être réglée par des chaînes 105. En soulevant les registres on peut ouvrir la sortie 102 du passage dérivé, dans une mesure plus ou moins grande, le courant de gaz venant du passage de gaz 6 étant étranglé d'une manière correspondante.
Avant de passer par les registres, les gaz sont refroidis soit par les tubes formant la paroi 13 et ceux garnissant la maçon- nerie 14' ainsi que ceux se trouvant à l'intérieur du by-pass, soit par les tubes de l'écran 12, le surchauffeur 7', et les parties supérieures des tubes de l'écran 12 et des tubes 25' à l'endroit où ils passent en travers du conduit de gaz 10 sous le ciel 9.
Les chaudières décrites ci-dessus comportent un seul corps cylindrique avec son système de suspension et une simple disposition de tubes sert à former un écran protecteur pour le surchauffeur, fournit le mode de support de ce dernier, contribue à délimiter le passage de gaz, le conduit de gaz et le by-pass, forme un écran protecteur pour le corps cylindrique, permet à des tubes de descente non chauffés et convenablement répartis de se brancher sur le corps cylindrique et assure une disposi- tion avantageuse des surfaces d'absorption de la chaleur dans le trajet suivi par les gaz.
Sous ce rapport il y a lieu de faire remarquer que bien que le surchauffeur soit convenablement protégé par un écran contre l'action du foyer, le système de refroidissement de ce dernier et l'écran ou le faisceau tubulaire peuvent être établis
<Desc/Clms Page number 12>
de telle manière que le degré désiré de surchauffe soit obtenu au moyen d'un surchauffeur de dimensions économiques. En même temps, les tubes s'étendant en travers du conduit de sortie la- térale des des gaz, au-dessous du corps cylindrique, forment un faisceau tubulaire important dont le refroidissement est augmenté par les tubes garnissant le ciel au-dessus du passage de gaz et du conduit de gaz et la paroi avant de l'espace où les gaz exécutent leur mouvement tournant au sommet du passage de gaz.
En conséquence, les gaz sont refroidis à un degré approprié avant d'atteindre l'économiseur et l'évaporation est limitée ou empêchée dans ce dernier.
L'alignement des tubes dans le conduit de gaz pour établir des intervalles entre des jeux adjacents de tubes alignés offre l'avantage que des tubes vaporisants peuvent être utilisés dans le ciel s'étendant à la fois au-dessus du passage de gaz et au-dessus du conduit de gaz.
Les séparateurs centrifuges sont efficaces pour la séparation de la vapeur et du liquide même aux fortes allures de fonctionnement de la chaudière et la répartition le long du corps cylindrique de tubes de descente partant du fond de ce dernier ou près de ce fond assure la distribution de liquide pratiquement exempt de vapeur aux tubes vaporisants et contribue à maintenir un niveau de liquide pour ainsi dire uniforme sur toute la longueur du corps cylindrique. La disposition d'un collecteur, de tubes de jonction, et de distributeurs assure la simplicité et l'économie du système d'alimentation de liquide aux tubes des parois de la chambre de combustion.
La disposition de tubes s'étendant de haut en bas au- dessous du corps cylindrique facilite la suspension des tubes et donne lieu enfin à un moyen simple et efficace d'effectuer le réglage de la surchauffe.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to tubular boilers.
This invention relates to tubular boilers and one of its aims is to obtain an installation for the production and superheating of steam, of simple and economical construction and characterized by better circulation of the fluid to be evaporated.
The invention consists of a boiler comprising a gas passage which contains a superheater protected by a bundle of vaporizing tubes from an underlying hearth, the walls of which are lined with vaporizing tubes, which has a lateral gas outlet at its top, and whose walls facing each other are lined with vaporizing tubes connected to a
<Desc / Clms Page number 2>
superjacent cylindrical body for steam and liquid, characterized in that the cylindrical body is provided with a separating device capable of receiving the mixtures of steam and liquid from the vaporizing tubes of the boiler, of separating the liquid from the mixtures and discharging the liquid into a liquid space of the cylindrical body, and a number of drop tubes spaced along the length of the cylindrical body,
communicating with this space or liquid chamber at the bottom or approximately at the bottom of this space, extending towards the side of the passage opposite to the outlet of the gases above the sky of the gas passage and capable of carrying the liquid to the steaming tubes of the boiler.
The invention will be described below by way of example with reference to the partially schematic accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side elevational view, partially in section, of a water tube boiler,
Fig. 2 is a front elevational view of part of the boiler shown in FIG. 1, partially in section along line II-II thereof.
Fig. 3 is a side elevational view, partially in section, of a variant of the water tube boiler.
The water tube boiler to which Figs. 1 and 2 of the drawings, comprises a combustion chamber 1 heated by means of a mobile grate 2 and provided with walls cooled by circulating water, including a front wall 3, a rear wall 4 and side walls, including the wall left 5 is shown.
The front wall 3 extends from bottom to top and above the combustion chamber to form the front wall of a gas passage 6 located vertically above the combustion chamber and enclosing a superheater subdivided into a section lower 7 and an upper section 8. u
<Desc / Clms Page number 3>
top of the gas path the front wall 3 tilts from bottom to top towards the rear above this passage to form the sky 9 of the latter and of the lateral gas outlet duct 10 carrying the gases from the top of the gas passage to the rear. A cylindrical body, separated from the gas passage and the gas duct by the tubular screen formed by the sky 9, is mounted so that its axis extends laterally and horizontally, slightly forward of the vertical plane of the rear wall 4 .
In the gas path between the combustion chamber and the gas passage 6 there is a tubular screen or first bundle 12 of horizontally inclined vaporizing tubes which extend backwards and from bottom to top below the superheater. feur. These vaporizing tubes are bent vertically at the rear to form a vertical rear wall of tangent tubes 13 in the gas passage 6 and another vertical wall of tangent tubes 14 at a certain distance behind the first, the two walls 13 and 14 delimiting between them a bypass 15 bypassing the superheater.
At the top of gas passage 6 and bypass 15, these vaporizing tubes extend vertically or are slightly inclined vertically to form a second tube bundle 16 in gas duct 10, this tube bundle passing through. the sky 9 and connecting to the upper end of the cylindrical body. Further vaporizing tubes 17 extending along the front wall 3 are bent at the top of the wall to run along the canopy 9 and their upper ends are also expanded into the cylindrical body.
The lower ends of the tubes 17 are connected to a lower manifold 20 disposed in front of the front wall 3. The tubes 17 are arranged with an axis-to-axis spacing equal to approximately twice the diameter of a tube.
Between these tubes, below the level of the screen, are placed
<Desc / Clms Page number 4>
the vaporizing tubes of the bundles which are also connected to the lower manifold 20, but are bent back at a suitable height away from the wall, in a relatively open staggered arrangement, to form the two rows of tubes the lowest 21 of the screen of the first tube bundle 12.
Above the two rows of tubes 21 of the screen, two intermediate rows 22 of vaporizing tubes are also staggered with a relatively large spacing in the screen.
The tubes of the two rows 22 extend back through the front wall starting from a second manifold 23 placed in front of this wall at an appropriate distance above the first manifold 20.
The tubes in rows 21 and 22 are bent upwards and in the same vertical plane behind the screen to be placed side by side so as to form the vertical rear wall 14 which determines the rear side of the screen. -pass 15. Above the level of the upper section 8 of the superheater, each set of four adjacent tubes forming the wall 14., comprises a tube a which remains in the plane of the wall and extends vertically through it. conduit 10, a tube b bent backwards and in a vertical plane, perpendicular to the axis of the cylindrical body, in which it extends vertically from bottom to top through conduit 10, and two tubes ± bent forward and in the same vertical plane in which they extend vertically from bottom to top through duct 10.
In this arrangement, each set of four tubes extends through the sky 9 and between two pairs of tubes 17 lining the latter, where the tubes are then curved to approach radially the wall of the cylindrical body and end in the latter. in the same alignment.
<Desc / Clms Page number 5>
The remaining vaporizing tubes of the screen also extend rearwardly through the front wall 3 from the second manifold 23 to form two upper rows of tubes 24 of the same alignment, relatively close apart. At the rear of the screen, these tubes are bent from bottom to top and all arranged in a common vertical plane to form the rear wall 13 between the gas passage 6 and the bypass 15.
Above the level of the upper section 8 of the superheater, each set of four adjacent tubes forming the wall 13 consists of three tubes d bent forward and in one of the alignment planes of the tubes a, b. and c, in which there is the remaining tube e, which remains in the plane of the wall 13, extending vertically from bottom to top through the duct 10 and through the sky 9, to then bend slightly so as to approach the wall of the cylindrical body radially and connect to the latter near and in front of one of the tubes c.
The three tubes d after being bent in this alignment extend forward and sloping steeply from bottom to top, parallel to each other, through conduit 10 and through the canopy 9 and their end sections are then bent in rear in order to run radially towards the wall of the cylindrical body and end in the latter a little in front of the tubes a., b, c and e.
The vaporizing tubes 17 lining the sky 9 extend backwards between the aligned vaporizing tubes a, b, c, d and e, to penetrate into the cylindrical body at the lower posterior quadrant of the latter and behind the ends. rubes b.
The rear wall 4 of the combustion chamber is cooled by a row of vaporizing tubes 25, the upper ends of which connect to a manifold 26 arranged at the rear of the rear wall 4 of the combustion chamber, at the upper end of the latter. The tubes 25 extend
<Desc / Clms Page number 6>
tooth also along the rear arch 27 below the wall 4 and they receive their water from a lower collector 28 placed at the rear of the arch. An appropriate number of circulation tubes 29 connect the manifolds 26 and 28. A row of riser tubes 30 rise from the manifold 26 across the gas path behind the second tube bundle 16, and through the headliner 9. behind the tubes 17, to be connected to the cylindrical body behind them.
The side wall 5 is cooled by vaporizing tubes 31 extending between an upper manifold 32 and a lower manifold 33, which are also interconnected by a row of circulation tubes 34. From the upper manifold 32 rise a number of riser tubes 35, first rearward, then laterally so that they can extend from bottom to top behind wall 14 as a lateral extension of row of tubes 30 for cross the path of the gases behind the second tube bundle 16 and enter the cylindrical body laterally with respect to the tubes 30.
The mixture of steam and water discharged into the cylindrical body through the various vaporizing and rising tubes mentioned above enters a lower compartment 40 inside the cylindrical body, below a longitudinal partition 41, the compartment being arranged so as to ensure the introduction of the mixture into the inlet passages 42 of two rows of centrifugal separators 43 of known construction, respectively arranged on the sides facing the cylindrical body in the compartment 44 above the partition.
The water separated from the mixture of steam and water is discharged into the lower part of the compartment 44, from the adjacent lower part of which it flows into the down pipes through the fittings 45 which extend radially outward. of the wall 41 across the space 40 in the ends of these tubes
<Desc / Clms Page number 7>
of descent. Each centrifugal separator discharges the separated vapor through a corresponding multiple-plate vapor scrubber 46 of known construction, disposed above the separator in the upper part of the space 44, from where the vapor, after passing through it. Through multiple plate final steam cleaners 47 enter a row of steam tubes 48 connected to the uppermost part of the cylindrical body. than.
Centrifugal separators and steam scrubbers are of the kind shown in English Patents Nos. 530,325, 542,610, 547,413, 547,414 and 573,879 and their shapes may be similar to those described in either of these patents.
The down tubes have three lateral rows of tubes, the ends of the side of the cylindrical body of which are arranged behind the ends of the tubes d and in front of the ends of the tubes e. Each tube of the lower row 50 lies in a plane perpendicular to the axis of the cylindrical body, extends forward of the latter beyond the tubes d in each of the spaces between the adjacent alignments in which the tubes d are located. and is brought forward and from top to bottom above the sky 9 and from top to bottom in front of the wall 3 to bring the water to the second collector 23.
The remaining downpipes are arranged in two upper rows 51, the tubes of one row being above the tubes of the other row, which run from the cylindrical body forward, past the tubes d, in. each of the other spaces between the adjacent alignments of the tubes d, and feed a horizontal collector 52 disposed above the wall 3, the axis of this collector being in the plane of the latter.
The manifold 52 is connected at its ends to descending junction pipes 53, the lower ends of which an appropriate number of distribution pipes, such as
<Desc / Clms Page number 8>
indicated at 54, conduct the water at suitable points suitably spaced along the first manifold 20, manifolds 33 corresponding to the side walls, and manifold 28 of the rear wall.
Suitable hangers 54 are intended to support the manifold 52 and the front wall tubes 17, which are provided with ears 55 by means of which they are suspended by suitable fasteners 56 to the manifold 52.
Steam from the cylindrical body is supplied through steam tubes 48 to an upper steam inlet manifold 60, from where the steam generally descends into the upper section 8 of the superheater to enter the steam outlet manifold. upper 61. The steam subsequently enters a lower steam inlet manifold 62, from where it rises in the lower section 7 of the superheater to go to a lower steam outlet manifold 63, hence the steam. is brought to the point of use. A temperator (not shown) is disposed in the path of the steam between the two sections of the superheater.
Each section of the superheater consists of coils extending rearwardly and forwardly across the gas passage 6, each coil being disposed in a vertical plane, the section of tube between the elbows being horizontal. The front wall 3 and the rear wall 13 respectively comprise front and rear supports 64 and 65 for the coils of the superheater.
The bypass 15 in bypass on the superheater can be closed by slabs or tiles 66 arranged in contact with one another in a row extending laterally with respect to the boiler and carried by supports arranged on the walls. verticals 13 and 14. Oh can reduce the amount of gas passing over the superheater by removing
<Desc / Clms Page number 9>
slabs or tiles in the row, preferably at suitably spaced and equidistant locations along it.
The gases coming from the duct 10 which leads to the rear enter the upper part of a vertical posterior gas passage 67 in which they circulate from top to bottom passing successively over three economizer sections 68, after which they are sent to an air heater (not shown) to give up their heat.
In Fig. 3, the same reference numbers as in Figs. 1 and 2 are used to indicate the same parts or parts corresponding to those shown in the latter figures. The water tube boiler to which Fig. 3 relates to, instead of two superheater sections in the gas passage 6, comprises a single superheater section 7 '. The bypass 15 in bypass on the superheater, instead of being a free passage contains a vaporizing surface and instead of removable tiles or tiles 66 to regulate the quantity of gas bypassing the superheater, a damper is used there whose position can be set from outside the masonry or fixed construction of the installation.
Thus, the rear wall 4 of the combustion chamber is lined with vaporizing tubes 25 ', the spacing from axis to axis, that is to say the pitch, is approximately equal to twice the diameter of a tube, and which connect at their lower ends to a lower manifold 28 'placed behind the rear wall at about the same height as the manifold 20, while they extend vertically from bottom to top above the summit. of the combustion chamber 1 to line the front face of the masonry 14 'which forms the rear wall of the bypass 15.
The two upper rows 24 of the screen or the first tube bundle 12, which are arranged in the extremely tight formation of tubes of the same alignment shown in FIG. 2 are
<Desc / Clms Page number 10>
in this boiler also bent from bottom to top at the rear of the screen so as to be placed in a single vertical plane to form the front wall of tangent tubes 13 of the by-pass, and cross above the level of the superheater the gas duct 10 to pass through the head 9 and end at the wall of the cylindrical body in a sheet according to the arrangement described with reference to FIGS. 1 and 2.
The tubes of the two lower rows 21 'and of the two intermediate rows 22' are arranged in the screen following the wide-spaced staggered formation shown in Fig. 2 for the rows of tubes 21 and 22, and, without changing their relative positions with respect to each other, they extend vertically from bottom to top inside bypass 15, bypassing the superheater, between walls 13 and 14 '. At the top of this bypass is arranged a baffle 101 inclined from bottom to top towards the rear to deflect the gas back through a gas outlet 102 between the rear end of the baffle and the top of the masonry 14 '. from where these gases will join those coming from pipe 10.
At a point adjacent to the gas outlet 102, part 103 of the even-order tubes of row 25 'is offset in front of the plane of the odd-order tubes to facilitate the passage of the gases towards the outlet.
Above the level of the baffle a suitable number of the tubes 25 'of the wall and of the rows 21' and 22 'are bent laterally so that all the tubes 25' and those of the rows 21 'and 22' fit in the same alignments or planes as the tops of the tubes in rows 24 and in these alignments or planes the tubes extend vertically from bottom to top across most of the gas duct 10 and across the sky 9 between adjacent pairs of tubes 17 to then bend, while remaining in the same alignments
<Desc / Clms Page number 11>
or planes perpendicular to the axis of the cylindrical body, so as to run radially towards the latter before opening therein.
The gas outlet 102 can be closed by a lateral row of registers 104 capable of sliding vertically across this outlet and whose position in the vertical direction can be adjusted by chains 105. By lifting the registers the valve can be opened. outlet 102 of the bypassed passage, to a greater or lesser extent, the gas stream from the gas passage 6 being constricted in a corresponding manner.
Before passing through the registers, the gases are cooled either by the tubes forming the wall 13 and those lining the masonry 14 'as well as those located inside the by-pass, or by the tubes of the screen. 12, the superheater 7 ', and the upper parts of the screen tubes 12 and the tubes 25' where they pass through the gas duct 10 under the canopy 9.
The boilers described above have a single cylindrical body with its suspension system and a simple arrangement of tubes serves to form a protective screen for the superheater, provides the mode of support for the latter, helps to delimit the passage of gas, the gas pipe and bypass, forms a protective screen for the cylindrical body, allows unheated and suitably distributed downpipes to connect to the cylindrical body and ensures an advantageous arrangement of the absorption surfaces of the heat in the path followed by the gases.
In this connection it should be pointed out that although the superheater is suitably protected by a screen against the action of the fire, the cooling system of the latter and the screen or the tube bundle can be established.
<Desc / Clms Page number 12>
such that the desired degree of superheating is obtained by means of a superheater of economical dimensions. At the same time, the tubes extending across the lateral gas outlet duct, below the cylindrical body, form a large tube bundle, the cooling of which is increased by the tubes lining the head above the passage. gas pipe and gas conduit and the front wall of the space where the gases perform their rotating motion at the top of the gas passage.
As a result, the gases are cooled to an appropriate degree before reaching the economizer and evaporation is limited or prevented in the latter.
Aligning the tubes in the gas conduit to establish gaps between adjacent sets of aligned tubes offers the advantage that vaporizing tubes can be used in the overhead extending both above the gas passage and at the top. -above the gas pipe.
Centrifugal separators are effective in separating steam and liquid even at high boiler operating speeds and the distribution along the cylindrical body of downpipes starting from or near the bottom of the latter ensures the distribution of substantially vapor-free liquid to the vaporizing tubes and helps maintain a virtually uniform liquid level along the length of the cylindrical body. The arrangement of a manifold, junction tubes, and distributors ensures the simplicity and economy of the liquid supply system to the tubes of the walls of the combustion chamber.
The arrangement of tubes extending from top to bottom below the cylindrical body facilitates the suspension of the tubes and finally gives rise to a simple and effective means of controlling the superheat.