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PERFECTIONNEMENTS AUX CHAUDIERES TUBULAIRES.
Cette invention se rapporte aux chaudières tubulaires à rayonnement, comportant des chambres de combustion susceptibles d'être chauffées au com- bustible pulvérise. De petites chaudières de ce genre ont été pourvues de chambres de combustion présentant à leurs parties inférieures des surfaces d'ignition constituées par des dispositifs accumulateurs de chaleur, dans le but de favoriser l'inflammation et de réduire les pertes dues aux im- brûlés. Toutefois, la forme de la surface d'ignition employée dans les cham- bres de combustion de petites dimensions, n'a pas pu être appliquée d'une manière satisfaisante aux chambres de combustion de grandes dimensions, car les dispositifs accumulateurs de chaleur fondent en service.
En outre, la- surface des dispositifs accumulateurs de chaleur était trop éloignée des brûleurs, pour résoudre le problème de l'inflammation. Les surfaces d'i- gnition ont été, par conséquent, transférées aux parois latérales plus près des brûleurs. On a essayé de réduire les pertes par imbrûlés en augmentant la température du foyer, ce qui a donné lieu à une mare de scorie liquide présentant de bonnes qualités d'inflammation, mais offrant des inconvénients qui en rendent l'application générale difficile. Un but de l'invention est de procurer une surface d'ignition perfectionnée convenant à des chambres de combustion de grandes dimensions.
Dans une-chaudière tubulaire à rayonnement comportant une chambre de combustion susceptible d'être chauffée au charbon pulvérisé et présen- tant à la partie inférieure une surface d'ignition constituée par un dispo- sitif accumulant la chaleur, la surface d'ignition est, suivant la présente invention, disposée centralement tandis que des dispositifs de refroidisse- ment vaporisants tubulaires sont établis de manière à supporter le disposi- tif accumulant la chaleur et, à s'étendre de bas en haut pour former des tu- bes de refroidissement de la chambre de combustion.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple,-avec réfé- rence aux dessins partiellement schématiques annexés, dans lesquels
Fige 1 est une vue en coupe verticale centralgg montrant la par- tie inférieure d'une forme de construction de chaudière tubulaire à rayon- nement. @
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Fig. 2 est une coupe verticale suivant la ligne II-II de la Fig.l.
Figs, 3 est une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la Fig. 1.
Fig. 4 est une coupe verticale, suivant la ligne brisée IV-IV de la Fig. 5, montrant la partie inférieure d'une autre forme de construction de chaudière tubulaire à rayonnement.
Fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne V-V de la fig. 4.
Fig. 6 est une coupe horizontale suivant la ligne VI-VI de la Fig.5.
Fig. 7 est une coupe verticale suivant la ligne brisée VII-VII de la Fig. 8 d'une troisième forme de construction d'une chaudière tubulaire à rayonnement.
Fig. 8 est une coupe verticale de la partie inférieure d'une chau- dière, suivant la ligne VIII-VIII de la Fig. 7, et Fig. 9 est une coupe horizontale suivant la ligne IX-IX de la Fig.
8.
Sur les Figs. 1 à 3, la chambre de combustion 1 est chauffée dans les angles au charbon pulvérisé par les brûleurs 2 et un bloc ou une table 3 en une matière susceptible d'accumuler la chaleur forme une surface d'iL gnition disposée légèrement au-dessous du plan de combustion.
La table 3 est supportée par deux groupes convenablement inter- foliés de tubes refroidissants 4 et 5, qui partent respectivement de distri- buteurs 6 et7 alimentés en eau d'un corps cylindrique de chaudière, non re- présenté, au moyen de colonnes descendantes 8 et 9. Les groupes de, tubes 4 et 5 se croisent entre eux à une certaine distance au-dessous de la table 3 et immédiatement au-dessous de celle-ci, ils sont coudés en sens inverse, de telle sorte que les tubes 4 s'étendent en dessous de la table et dépas- sent celle-ci sous une faible inclinaison dirigée de bas en haut, jusqu'à la paroi 10 de la chambre de combustion qu'ils contribuent à garnir, tandis que les tubes 5 s'étendent sous la table et la dépassent sous une légère inclinaison dirigée de bas en haut jusqu'à la paroi 11 de la.,
chambre de com- bustion qu'ils contribuent à garnir.
Des distributeurs 6 et 7 partent également des tubes refroidis- sants 12 et 13, respectivement, qui s'élèvent le long des parois en trémie 14 et 15 et achèvent de former les écrans tubulaires des parois 10 et Il.
On remarquera que les tubes 4 et 5 qui supportent la table, constituent uniquement des tubes réfrigérants de parois de chambre de combustion spé- cialement formées.
La disposition décrite possède le mérite de la simplicité, mais elle offre l' inconvénient que les tubes 4 et 5 forment dès surfaces refroi- dissantes de part et d'autre de la table 3 qui, par suite de'l'absorption de la chaleur rayonnée par les zones d'allumage des ."flammes, annulent par- tiellement l'effet de la surface d'ignition. Les tubes 4 et 5 sont par conséquent disposés de préférence aussi loin que possible des brûleurs 2, mais ceci réduit l'étendue de la surface- d'ignition.
Sur les Figs. 4 à 6, la table est en forme de selle et s'étend en s'inclinant de bas en haut depuis le milieu, en travers de la chambre de combustion entre les parois latérales 16 et 17. Des tubes réfrigérants 18 et 19, garnissant les parois en trémie 20 et 21, s'étendent respective- ment-entre les distributeurs 22 et 23 et les collecteurs 24 et 25 de ma- nière à former un écran protégeant les bords externes de la table 3.
Les tubes de support 26 et 27 qui portent les dispositifs accumulateurs de cha- leur de la table s'étendent sur celle-ci, comme c'est représenté sur les Figs. 5 et 6, d'abord vers l'intérieur., en s'écartant des collecteurs 24 et 25 et ensuite vers les parois 16 et-:.17 dans lesquelles les tubes se pro- longeant verticalement comme tubes réfrigérants de parois. D'autres tubes' réfrigérants pour les parois 16 et 17 et les distributeurs correspondants, sont représentés sur la Fig. 4. Des tubes 28 partant des collecteurs 22
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et 29 et des tubes 30 partant des collecteurs 23 et 31 garnissent respec- tivement les parois en trémie 32 et 33 et servent de tubes réfrigérants pour .les parois 34 et 35 de la chambre de combustion.
La partie de la table 3 située entre les parois de trémie 18 et- 19 est pourvue d'ouvertures de refoulement d'air 36, dont on peut faire va- - rier la longueur de la manière indiquée sur la Fig. 6, de manière que la su- perficie de ?la section transversale des ouvertures soit la plus grande dans une région centrale de la table et diminue de plus en plus à mesure qu'on se rapproche des parois 16 et 17. Au-dessous de la table 3 se trou- ve une chambre d'air formée en partie par les parois inclinées 37, et l'air peut être amené dans la chambre et de là aux ouvertures 36, par un conduit 38 et des soupapes régulatrices 39. Des vannes à clapet appropriées 40 ser- vent à retirer de la chambre d'airles cendres qui tombent à travers les ouvertures 36.
Sur les Figs 7, 8 et 9 quelques uns des tubes réfrigérants seule- ment de la table 3 sont prolongés verticalement comme tubes réfrigérants pour les parois de la chambre de combustion, les tubes restants étant conjugués avec un élément situé dans l'axé de la chambre de combustion et préférable- ment de forme prismatique ou, comme c'est représenté, de forme cylindrique.
Comme sur les Figs 4 à 6, la chambre de'combustion 1 est aména- gée pour être chauffée aux angles par des brûleurs à combustible pulvérisé 2 et la table 3 présente une forme de selle et s'étend entre les parois 16 et 17, mais ce sont seulement les parties d'extrémité de la table qui sont inclinées de bas en haut vers ces parois, tandis qu'un cylindre vertical creux 41 part d'une partie intermédiaire de la table et s'élève dans l'axe de la chambre de combustion,, -
Les tubes 18' et 19' s'élevant des distributeurs 22 et 23, servent à garnir la surface de la table 3, dont les côtés forment, en réalité, les parois internes de deux trémies possédant des parais externes 32 et 33,
et des tubes intermédiaires 18' et 19' s'élèvent vers le cylindre 41 et garnis- sent la surface externe d'une partie inférieure 42 de celui-ci et contribuent à en former une partie supérieure 43 qui est construite en soudant des poin- tes aux tubes et en recouvrant ceux-ci et les pointes d'une matière réfrac- taire appliquée pendant qu'elle .se trouve à l'état plastique.
La partie 43 du cylindre présente un diamètre plus grand que la partie 42 de manière à former un larmier 44 pour protéger la partie 42 contre-les dépôts de scorie
Le sommet du cylindre creux 41 est fermé par un couvercle conique 45 et ses côtés sont pourvus d'ouvertures 36'.à travers lesquelles une quan- tité d'air ajustable- peut être amenée au centre de la flamme en tourbillon- nement dans la chambre de combustion,l'air étant amené au moyen d'une van- ne de réglage appropriée (non représentée) et du conduit 38. Si on le dési- re, des ouvertures peuvent aussi être ménagées dans la partie 42 du cylindre.
Les tubes réf rigérants 18' et 19', après avoir quitté le cylindre 41 se prolongent sous forme d'un faisceau de tubes vertical et ensuite, res- pectivement, sous forme de faisceaux de tubes inclinés s'étendant vers les parois 34 et 35 de la chambre de combustion. Après avoir longé verticale- ment ces parois sur une courte.distance, les tubes pénètrent dans les pa- rois et se raccordent aux collecteurs 46 et 47 raccordés au corps cylindri- que séparateur 48 par des tubes montants 49 et 50.
Le corps cylindrique séparateur est raccordé par les tubes de circulation usuels à un corps cy- lindrique de chaudière 5la
Les tubes 18' et 19' garnissant les parties d'extrémité de la ta- ble 3 sont déviés vers l'extérieur'jusqu'aux parois 16 et 17 et s'étendent ensuite verticalement comme tubes réfrigérants de parois. D'autres tubes : réfrigérants 52 et 53 pour les parois 16 et 17 respectivement s'étendent de bas en haut à partir des distributeurs 54 et 55. Les tubes réfrigérants de la paroi 16 s'étendent-sous une certaine inclinaison en travers de la partie supérieure de la chambre de combustion pour former un écran de pro- tection du surchauffeur 56.
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Si on le désire, les tubes peuvent dans la partie 43 du cylindre, être en hélice. De même, les tubes venant du sommet du cylindre peuvent être disposés de manière à former des parois verticales de refroidissement par rayonnement, séparées, ou peuvent former, à la partie supérieure, de la chambre de combustion un faisceau tubulaire de convection dans le parcours des gaz de combustion, un dispositif collecteur intermédiaire pouvant être intercalé dans ce cas.
La chaudière peut être établie pour fonctionner par circulation naturelle ou par courant forci, ou bien le courant forci peut être adopté pour les tubes réfrigérants portant le dispositif accumulateur de chaleur, le reste de la chaudière étant établi de manière à fonctionner avec circula- tion naturelle.
Dans les formes d'exécution de l'invention représentées, les me- sures nécessaires dans une chambre de combustion de grandes dimensions pour favoriser l'inflammation et réduire les pertes en imbrûlés et qui consistent à disposer centralement une surface d'ignition de grandeur suffisante pour le noyau de la flamme à envisager, sont rendues réalisables par l'établisse- ment des tubes réfrigérants qui portent le dispositif accumulateur de cha- leur.
Le mode de support des dispositifs accumulateurs de chaleur-- par.es tubes réfrigérants, où ces dispositifs sont placés au moins partiellement au-dessus de la trémie à cendres,facilite l'adoption d'un système de monta- ge approprié de la trémie à cendres, tandis que le raccordement des tubes réfrigérants au système circulatoire de la chaudière permet d'utiliser les quantités considérables de chaleur absorbées pour augmenter le rendement de la chaudière et laisse une grande liberté dans la conception des dispositifs accumulateurs de chaleur.
REVENDICATIONS.
1.- Chaudière tubulaire à rayonnement avec chambre de combustion susceptible d'être chauffée au combustible pulvérisé et pourvue à la partie inférieure d'une surface d'ignition constituée par un dispositif emmagasi- nant de la chaleur, caractérisée en ce que la surface d'ignition est dispo- sée centralement tandis que des dispositifs réfrigérants tubulaires sont éta- blis de manière à porter le dispositif accumulateur de chaleur et à s'éten- dre de bas en haut commes tubes vaporisants refroidissant la chambre de com- bustion.
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IMPROVEMENTS TO TUBULAR BOILERS.
This invention relates to tubular radiant boilers, comprising combustion chambers capable of being heated with atomized fuel. Small boilers of this kind have been provided with combustion chambers having at their lower parts ignition surfaces formed by heat storage devices, with the aim of promoting ignition and reducing losses due to unburnt. However, the shape of the ignition surface employed in small combustion chambers could not be satisfactorily applied to large combustion chambers, because heat storage devices melt. service.
Further, the surface of the heat storage devices was too far from the burners to solve the ignition problem. The inventive surfaces were, therefore, transferred to the side walls closer to the burners. Attempts have been made to reduce the losses by unburnt by increasing the temperature of the hearth, which has given rise to a pool of liquid slag having good ignition qualities, but offering drawbacks which make its general application difficult. An object of the invention is to provide an improved ignition surface suitable for combustion chambers of large dimensions.
In a tubular radiating boiler comprising a combustion chamber capable of being heated by pulverized coal and presenting at the lower part an ignition surface constituted by a device which accumulates heat, the ignition surface is, according to the present invention centrally arranged while tubular vaporizing coolers are set up to support the heat accumulating device and extend from bottom to top to form cooling tubes of the heat sink. combustion chamber.
The invention will be described below, by way of example, with reference to the attached partially schematic drawings, in which
Fig. 1 is a central vertical sectional view showing the lower part of one form of radiant tubular boiler construction. @
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Fig. 2 is a vertical section taken along the line II-II of Fig.l.
Figs, 3 is a horizontal section on the line III-III of FIG. 1.
Fig. 4 is a vertical section, taken along the broken line IV-IV of FIG. 5, showing the lower part of another form of tubular radiation boiler construction.
Fig. 5 is a vertical section taken along the line V-V of FIG. 4.
Fig. 6 is a horizontal section taken along the line VI-VI of Fig.5.
Fig. 7 is a vertical section taken along the broken line VII-VII of FIG. 8 of a third form of construction of a tubular radiation boiler.
Fig. 8 is a vertical section of the lower part of a boiler, taken along the line VIII-VIII of FIG. 7, and Fig. 9 is a horizontal section taken along the line IX-IX of FIG.
8.
In Figs. 1 to 3, the combustion chamber 1 is heated in the corners with pulverized coal by the burners 2 and a block or a table 3 of a material capable of accumulating heat forms an iL gnition surface disposed slightly below the combustion plan.
Table 3 is supported by two suitably interleaved groups of cooling tubes 4 and 5, which start respectively from distributors 6 and 7 supplied with water from a cylindrical boiler body, not shown, by means of descending columns 8. and 9. The groups of, tubes 4 and 5 cross each other at a certain distance below the table 3 and immediately below it, they are bent in the opposite direction, so that the tubes 4 extend below the table and extend beyond the latter at a slight inclination directed from the bottom upwards, as far as the wall 10 of the combustion chamber which they help to fill, while the tubes 5 s' extend under the table and exceed it under a slight inclination directed from bottom to top to the wall 11 of the.,
combustion chamber which they help to fill.
Distributors 6 and 7 also leave the cooling tubes 12 and 13, respectively, which rise along the hopper walls 14 and 15 and complete the forming of the tubular screens of the walls 10 and II.
It will be noted that the tubes 4 and 5 which support the table constitute only cooling tubes of specially formed combustion chamber walls.
The arrangement described has the merit of simplicity, but it has the disadvantage that the tubes 4 and 5 form cooling surfaces on either side of the table 3 which, as a result of the absorption of heat. radiated by the ignition zones of the flames, partially cancel out the effect of the ignition surface. The tubes 4 and 5 are therefore preferably arranged as far as possible from the burners 2, but this reduces the pressure. extent of the ignition surface.
In Figs. 4 to 6, the table is saddle-shaped and extends tilting from bottom to top from the middle, across the combustion chamber between side walls 16 and 17. Refrigerant tubes 18 and 19, packing the hopper walls 20 and 21, respectively extend between the distributors 22 and 23 and the collectors 24 and 25 so as to form a screen protecting the outer edges of the table 3.
The support tubes 26 and 27 which carry the heat storage devices of the table extend thereon, as shown in Figs. 5 and 6, first inwardly, away from the collectors 24 and 25 and then towards the walls 16 and - :. 17 in which the tubes extend vertically as wall refrigerating tubes. Other refrigerant tubes for walls 16 and 17 and the corresponding distributors are shown in FIG. 4. Tubes 28 from collectors 22
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and 29 and tubes 30 from manifolds 23 and 31 respectively line the hopper walls 32 and 33 and serve as cooling tubes for the walls 34 and 35 of the combustion chamber.
The part of the table 3 between the hopper walls 18 and 19 is provided with air discharge openings 36, the length of which can be varied as shown in FIG. 6, so that the cross-sectional area of the openings is greatest in a central region of the table and decreases more and more as one approaches the walls 16 and 17. Below Table 3 is an air chamber formed in part by the inclined walls 37, and air can be supplied into the chamber and from there to the openings 36, through a conduit 38 and regulating valves 39. Valves Appropriate flaps 40 are used to remove ash which falls through the openings 36 from the air chamber.
In Figs 7, 8 and 9 some of the only cooling tubes from table 3 are extended vertically as cooling tubes for the walls of the combustion chamber, the remaining tubes being conjugated with an element located in the axis of the combustion chamber. combustion chamber and preferably prismatic or, as shown, cylindrical.
As in Figs 4 to 6, the combustion chamber 1 is arranged to be heated at the corners by pulverized fuel burners 2 and the table 3 has a saddle shape and extends between the walls 16 and 17, but it is only the end parts of the table which are inclined from bottom to top towards these walls, while a hollow vertical cylinder 41 starts from an intermediate part of the table and rises in the axis of the table. combustion chamber,, -
The tubes 18 'and 19' rising from the distributors 22 and 23, serve to line the surface of the table 3, the sides of which actually form the internal walls of two hoppers having external parais 32 and 33,
and intermediate tubes 18 'and 19' rise towards cylinder 41 and line the outer surface of a lower portion 42 thereof and contribute to forming an upper portion 43 thereof which is constructed by welding points. the tubes and covering them and the tips with a refractory material applied while in the plastic state.
Part 43 of the cylinder has a larger diameter than part 42 so as to form a drip hole 44 to protect part 42 against slag deposits
The top of the hollow cylinder 41 is closed by a conical cover 45 and its sides are provided with openings 36 '. Through which an adjustable amount of air can be brought to the center of the swirling flame in the chamber. combustion chamber, the air being supplied by means of a suitable control valve (not shown) and duct 38. If desired, openings can also be made in part 42 of the cylinder.
The tubes referenced 18 'and 19', after leaving the cylinder 41 are extended in the form of a vertical tube bundle and then, respectively, in the form of inclined tube bundles extending towards the walls 34 and 35. of the combustion chamber. After having followed these walls vertically for a short distance, the tubes enter the walls and are connected to the manifolds 46 and 47 connected to the cylindrical separator body 48 by rising tubes 49 and 50.
The cylindrical separator body is connected by the usual circulation tubes to a cylindrical boiler body 5la
The tubes 18 'and 19' lining the end portions of the table 3 are deflected outwardly to the walls 16 and 17 and then extend vertically as wall cooling tubes. Other tubes: refrigerants 52 and 53 for the walls 16 and 17 respectively extend from bottom to top from the distributors 54 and 55. The refrigerant tubes of the wall 16 extend at a certain inclination across the wall. upper part of the combustion chamber to form a protective screen for the superheater 56.
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If desired, the tubes may in part 43 of the cylinder be helical. Likewise, the tubes coming from the top of the cylinder can be arranged so as to form vertical radiating cooling walls, separated, or can form, at the upper part of the combustion chamber, a tube bundle of convection in the path of the tubes. combustion gas, an intermediate collector device can be inserted in this case.
The boiler can be set up to operate by natural circulation or by forced current, or the forced current can be adopted for the refrigerant tubes carrying the heat storage device, the rest of the boiler being set up to operate with natural circulation. .
In the embodiments of the invention shown, the measures necessary in a large combustion chamber to promote ignition and reduce unburnt losses and which consist in centrally placing an ignition surface of sufficient size. for the core of the flame to be envisaged, are made possible by the establishment of refrigerant tubes which carry the heat accumulator device.
The way in which the heat storage devices are supported - by the refrigerant tubes, where these devices are placed at least partially above the ash hopper, facilitates the adoption of a suitable mounting system of the hopper. ash, while the connection of the refrigerant tubes to the boiler's circulatory system allows the considerable amounts of heat absorbed to be used to increase the efficiency of the boiler and leaves great freedom in the design of the heat storage devices.
CLAIMS.
1.- Tubular radiation boiler with a combustion chamber capable of being heated by pulverized fuel and provided at the lower part with an ignition surface constituted by a device for storing heat, characterized in that the surface d The ignition is centrally located while tubular coolers are set up to carry the heat storage device and extend from the bottom up like vapor tubes cooling the combustion chamber.