CH213398A - Chaudière verticale multitubulaire. - Google Patents

Description

Chaudiere verticale multitubnlaire.

La pre'sente invention a pour .objet une ehaudiere verticale multitubulaire ä foyer interieur.

Cette chaudiere est caracterisee en ce que la surface de chauffe comporte üne serie de tubes verticaug disposes, autour de la cham bre de combustion et reliant une caisse pla c6e au-(dessus de cellä-ei! ä un collecteur qui entoure la Partie inferienre de cette cham bre, les intervalles entre ces tubes, etant ob stru6s sur toute leur hauteur, sauf ä leur Partie superieure, afin de ne laisser les gaz de combustion sortir de ladite chambre qu'au voisinage de laidite caisse.

Le dessin ' annege represente, ä eitre d'.egemple, une forme d'egecution ide la chaudiere faisant 1'objet de 1'invention, ainsi que des variantes de certaines Parties.

La fig. 1 est une coupe verticale de la dite forme d'egecution; Les fig. 2, 3, 4, 5 et 6 sont des coupeis transversales suivant les lignes II-II,

III-III, IV-IV, V-V et VI=VI de la fig. 1; La fig. 7 est une coupe transversale par tielle, -ä plus-grande echelle, montrant deug tubes et un element d'etancheite interme diaire; Les fig. 8 et .9 sont une coupe verticale partielle et uns coupe horizontale corres pondante dune variante; Les fig. 10 et 11 sont des coupes ver ticales partielles de deug autres variantes; La fig. 12 est une coupe verticale mon trant une autre disposition des tubes ä eaü; La fig. 13 est, une- Elevation de pieces de Joint entre deug tubes droits; La fig. 14 est une coupe horizontale sui vant la ligne XIV-XIV de la fig. 13 La fig. 15 est une coupe verticale -d'une carcasse ou charpente dune variante; Les fig. 16 et 17 sont ödes coupes hori zontales suivant les lignes XVI XVI et XVII-XVII de 1a fig. 15; La fig. 18 est une e16vation de face dun cadre de Porte; Les fig. 19 et 20 sont des coupes verticale et horizontale suivant les lignes XIX-XIX et XX-XX de la fig. 18; Les fig. 21 et 22 sont des coupes verti- cale et horizontale d'un garnissage r6frac- taire de Porte; La fig. 23 est une coupe horizontale par tielle montrant 1e joint dune Porte avec son caxlre.

La chaudiere represent6e aux fig. 1 ä 7 comporte une s6rie,de tubes verticaux 1 pla- ces les uns pres des autres et d6bouchant en bas dann un collessteur annulaire 2 de section trapezoidale et en haut dans une caisse cireulaire plate 3, mais de hauteur variable selon qu'il s'agit de produire de Feau chaude ou de la vapeur.

Ces 61ements forment une chambre de combustion eylindrique dopt la section hori zontale (fig. 2) a la forme d'un fer ä cheval, sa Partie anterieure presentant une solution de continuit6 qui laisse place pour une Porte de chargement et ide decrassage 5 et 6ven- tuellement pour les orifiees necessites par les divers modes de combustion que Fon est susceptible d'employer.

Autour de cette chambre de combustion est pr6vue une enveloppe compos6e de pan- neaux calorifiques 6 ä 1'avant et 7 sur 1e restant du pourtour, et dune virole m6talli- que 8 entourant la base de la chaudiere.

Cette Base comprend une pike .de fonte 9 formant cendrier, qui supporte 1e collec- teur 2 et dopt 1e fond repose sur 1e sol, en Partie direetement par son fond plat et en Partie par des pieds 10 disposes radialement; ce cendrier pHsente une Partie circuläire ou- verte en haut, au-dessous dune grille 11 pla- c6e au centre du collecteur 2, et une Partie prismatique dirig6e vers Favant et ouverte pour 1'entree de Fair et la sortie des cendres.

La Partie antdrieure de Fenveloppe 8 comporte une boite d'arriv6e d'air 12 avec Buse laterale 13 destink ä eire relke ä une soufflerie, et au-dessous de cette boite une Porte de cendrier 14. Les tubes 1 out, dans la plus grande Partie de leur hauteur, un diamMre tel qu'ils se touchent presque, tandis que leurs extr6- mit6s la et 1b out un diametre r6duit. La reduction des extrömit6s inUrieures la a pour but de permettre leur fixation conve- nable sur 1e collecteur 2, par exemple au moyen de brides. Cette Partie de la chambre de combustion est revetue int6rieurement dune garniture refractaire 15 en forme de fer ä cheval, s'Mendant jusqu'ä Fouverture de dkrassage 5.

D'autre Part, la r6duction de diametre des extr6mites sup6rieures lb a surtout pour but de m6nager entre ces extremit6s des pas- sages 1.6 pour la sortie des gaz de combus- tion.

Les interstices restant entre les RTI ID="0002.0272" WI="13"HE="4" LX="1730" LY="930"> portions larges des tubes 1, du fait que ceux-ei ne sont jamais parfaitement rectilignes, sont obtures de fagon Manche au moyen de lames 17 en acier mince (fig. 7), courMes trans- versalement de fagon ä former deux ailes cintrks, qui une fois introduites par force- ment entre les tubes et convenablement ma- tAes s'appliquent exactement contre les pa- rois de oes tubes.

Gräce ä ces dispositions, les gaz ,de com- bustion s'6chappent seulement par les inter- valles 16 et passent dann un espace annu- laire 18 compris entre la rangee de tubes 1 et les panneaux 7; ils descendent ainsi, en chauffant la surface exgrieure des tubes 1 et du colleeteur 2, dans une chambre annu- laire 19 qui entoure 1e cendrier.

Cette derniere chambre est divis6e par deux cloisons annulaires 20 et 21 dispos6es en chicanes et comprend ainsi 4eux Parties, Tune ext6rieure 19a destink ä recueillir les poussieres et la suie entrainees par les fu- mees et 1'autre intdrieure 19b; eelle-ei de- bouche en bas dans un evidement 22 de 1a magonnerie supportant la chaudiere; au cen- tre de cet evidement se trouve un orifice 23 d'un carneau 24 allaut ä la cheminee.

Il r6sulte de la disposition rdguli6re et concentrique des passages 16, 18, 19, 22, 23 que les Parcours des gaz de combustion sont egaux entre eux sur tont le pourtour de la chaudiere et que 1e debit de ces gaz, 1e long de tous les tubes 1, est parfaitement uni forme.

L'eau ä chauffer est introduite dann le collecteur 2 par une tubulure 25 menagee sur 1a partie anterieure saillante de celui-ci, et ayant une forme coudee vers le cete de la chaudiere. Le depart de 1'eau chaude ou de la vapeur s'effectue ä la partie superieure de 1a -caisse 3 par une tubulure centrale 26.

Afin de permettre 1e nettoyage de la sur- face externe des tubes 1, les panneaux 7 sont montes de fagon amovible; pour facil- ter la manoeuvre de ceux-ei, an a prevu une potence 27 pivotant autour de la tubulure 26 et reposant par des roulettes 28 sur un ehe min circulaire 29 supporte ä 1a partie supe- rieure de la chaudiere par des pattes 30 po- sees sur la caisse 3; sur la partie de cette potence faisant saillie hors du chemin 29 peut rouler une autre roulette 31 supportant une gatte 32 munie d'un ergot ou crochet qu'on peut engager dans un trou menage a la partie superieure de chaque panneau 7. 0n peut ainsi amener la potence 27 succes,- sivement en face de tous les panneaux 7 et y suspendre ceux-ei de maniere qu'on puisse les deplaeer radialement et circulairement saus etre gene par leurs poids. Les. Bords superieur et inferieur de chaque panneau peuvent etre appliques par 1'action de lo- quets ou autres organes de serrage ä ma- noeuvre rapide (non representes) contre des garnitures d'etancheite placees autour des vi- roles 29 et B. D'autres garnitures ou des couvre-joints appropries peuvent eire prevus sur les, cötes verticaux de ces panneaux pour completer 1@etancheite de 1'enveloppe.

En raison du changement de direction produit par les cloisone 20, 21, les particules solides contenues dans, 1e courant gazeux descendant ä travers 1e passage 18 sont pro jetees au fond de la chambre exterieure 19a et s'y accumulent. 0n peut les en extraire de temps en temps gräce ä des portes 33 menagees dans la virole B. Il est .ä remarquer que la disposition de cette chaudiere se prete ü 1'obtention de sur- faces de chauffe plus ou moiris developpees soit par la variation @de la hauteur des tubes, soit par un simple changement de diametre de la chaudiere et du nombre ides tubes 1, sans modification de la hauteur de cette chaudiere.

Dans une variante, la surface de chauffe est augmentee par la disposition, autour de 1a. rangee de tubes 1RTI ID="0003.0276" WI="12" HE="4" LX="1426" LY="579"> jointifs (fig. 8 ä 10), dune seconde rangee de tubes 34, egalement verticaux, mais suffisamment espaces les uns des autres pour qu'on puisse passer entre eux une brosse lorsqu'il s'agit de debarrasser la surface des tubes de la suie et des pous- srieres adherentes.

Dans la variante representee en fig. 8, les tubes 34 sont semblables aux tubes 1 et fixes de la meme fagon au collecteur 2 et ä la caisse 3. Dans la variante de la fig. 10, les tubes 34 ont leur extremite inferieure 34a cintree et dispos6e pour se fixer sur 1e pourtour du collecteur 2, dopt 1a` section est de meme largeur que Jans 1e cas de la fig. 1.

La variante de la fig. 8 presente encore un bloc refractaire 35 suspendu par des bou- lons 36 au-dessous de la caisse 3 afin d'en proteger 1e fond de 1'action directe des flammes. Les boulons 36 passent librement ä travers des tubes-entretoises 37 fixes aux parois superieure et inferieure de la caisse. La presence de ce bloc protecteur 35 contri- bue ä äviter 1a formation d'incrustations sur 1e fond de lai caisse et evite toute deterio- ration par coups (de feu; les assemblages du fond avec les tubes 37 se trouvent egalement prot9ges des effets nuis.ibles des dilatations.

La fig. 1@1 montre 1'agencement d'un dis- positif de retour d'eau qui peut etre prevu aux lieu et place de quelques-uns,des tubes 1 et 34 et qui comporte un tube de large dia- m6tre 38 relie ä la caisse 3 par une tübü- lure 39 et au collecteur 2 par un: tube 40 s'elevant ä 1'interieur @de ce large tube 38; au-dessus @du tube 40 est place un chapeau conique 41 obligeant 1'eau qui redesoend de 3 en 2 de suivre un Parcours en S tel que les matieres solides entrainees tombent au fand de 1'espace annulaire 42 entourant 1e tube 40, d'oü elles peuvent eire extraites de temps en temps par un tube de purge 43. 0n 6vite ainsi taut risque d'accumulation de depöts solides sur 1e fand de la caisse 3.

L'intervalle cre6 par la presence de ce dispositif dann la serie des tubes 1 peut eire obture par une garniture refractaire 44 sur tonte la. hauteur de la chambre de combus- tion.

Dans d'autres formes d'execution, an pourra varier 1e Profil transversal du collec- teur 2, par exemple donner ä ce dernier la forme d'un tore; de meme, an pourra varier la forme de la caisse 3, celle-ei pouvant avoir par exemple une forme annulaire avec de- part sur un cöte. 0n pourra aussi disposer les tubes 1 suivant un contour polygonal, par exemple rectangulaire. Le mode d'assem- blage de ces tubes avec 1e collecteur 2 et avec la caisse 3 peut egalement varier; si 1e collecteur est en acier, par exemple, an pourra y fixer les extremites la par vissage; les extremites superieures 1b seront fixees au fand de la caisse preferablement par ser- tissage au dudgeonnage. Les panneaux 7 pourront etre montes sur des Bonds Portes par des montants fixes lorsqu'on disposera autour de la chaudiere Tun espace libre suf- fisant pour permettre leur pivotement. 0n pourra aussi disposer la chaudiere pour 1'utilisation de divers combustibles, charbon, cohe, mazout, etc., et la munir dune grille rotative, par exemple, selon 1e brevet suisse no 196310, ajustee contre la paroi du col- lecteur 2.

0n va decrire ei-apres, en reference aux fig. 12 ä 23, des variantes de details qu'on peut apporter ä diverses Parties de la chau- .di6re idecrite ei-dessus en vue d'en rendre la fabrication plus facile et plus economique taut en assurant parfaitement 1'etancheite des joints entre les tubes, les elements re- fractaires des parois, les Portes et leurs enca- drements, etc. Pour que, dans la forme d'execution de- crite precedemment, les gaz de combustion puissent passer entre les extremites supe- rieures des tubes et que les autres Parties de ceux-ei soient ä peu pres jointives, an a prevu 1'emploi de tubes droits ayant leurs extremites retreintes, ce qui entrainait ä, des difficultes et des frais de fabrication.

0n peut eviter ces inconvenients en uti- lisant (fig. 12) des tubes 1 de section uni forme, dopt les uns sont droits, et les autres cintres pres de leurs extremites, et enRTI ID="0004.0274" WI="6" HE="4" LX="1786" LY="659"> pla- gant ces tubes les uns contre les autres taut en les disposant @de fagon que leurs points d'insertion sur 1e collecteur 2 et sur la caisse 3 soient alternes sur des cercles concentri- ques. Gräce ä oet agencement, les extremit4bs des tubes peuvent etre suffisamment espa- c6es pour permettre leur assemblage avec les parois de 2 et 3, et pour laisser passer les gaz de combustion entre elles.

Au lieu de tubes, les uns droits, les autres cintres ä leurs deux extremites, an pourra de maniere analogue utiliser des tubes tour semblables ayant une seule extremite cintree et disposer ces tubes cöte ä cöte et tete-beche en alternant une extremite cintree en haut et une extremite cintree en bas.

Une solution encore preferable indiquee sur les fig. 13 et 14 consiste ä. utiliser des tubes @droits 1, de section uniforme, qu'on dispose circulairement en menageant entre eux des intervalles relativement larges, et ä obturer ces intervalles sur taute la hauteur voulue au moyen d'elements appropries com- prenant deux cornieres 45 ayant chacune une aile cintree au diametre du tube 1 adja- cent, et des moyens pour maintenir ces cor- nieres fortement appliquäes contre ces tubes, tels que des boulons-entretoises 46 et des boulons 47 maintenant los ailes planes ali- gnees entre des rondelles au plaquettes de serrage 48, 49. Un leger jeu menage entre ces cornieres permet de garer aux irr6gula- rit6s des tubes et aux inexactitudes de man tage. L'interieur des cornieres est garni d'un mastic refractaire (non represente) et une Bande de Garton refractaire 50 est suspendue aua boulons 47 ä, une petite distance der- riere las cornieres afin de bien proteger celles-ei contre 1'action des gaz en combus- tion.

Une autre variante se rapporte ä la öons- truction de 1a carcasse ou charpente de la chaudiere (fig. 15, 16, 17). Celle-ei com- prend un cercle inferieur 51 place sur champ, .des colonnettes 52 reposant sur ce cercle, un anneau plat 53 soutenu par ces colonnettes, un cercle 54,de diametre plus. Petit que celui ,du cerele 51 et pose .sur champ sur 1'anneau 53, des colonnettes 55 en fer ä.<B>T</B> supportees par 1e cercle 54, et un cercle supdrieur 56 egalement place sur champ.

Las, intervalles compris entre las colon- nettes 52, sauf ä 1'endroit de la Porte de cendrier, sont remplis par des panneaux de tele 57 fixes ä demeure de fagon jointive et garnis exterieurement de carton isolant afin de reduire 1e rayonnement de la chaleur. D'autre Part; las intervalles; compris entre las colonnettes, 55 .sont remplis par -des Portes %a Bonds dont chacune (fix. 18, 19, 20) com- porte un cadre metallique garni de briques refractaires.

Chacun de ces cadres comprend deux montants en fer plat 58 reunis en haut et en Bads par des segments d'anneaux en fer plat 59 et 60, ainsi. quo par des fers plats eintr.es 6-1 et 62 places sur ehamp, 1'un contre 1e segment 59, 1'autre ä une petite distance au-des.sous du Segment 60 afin @de permettre Paccrochage des briques refractaires 63. Ces dernieres (fix. 21 et 22) sont encastrees par leur face externe dann des gaines en tsle 64 et sont placees@ las unes ä cöte des autres ä 1'interieur du cadre de Porte de fagon que leurs Bords internes se touchent et qu'elles forment une surface continue destinee ä etre ldchee par las gaz de combustion Jans leur Parcours descendant rä 1'exterieur de la cou- ronne de tubes 1.

L'etancheite des joints entre las cadres de Portes et la carcasse de la chaudiere peut etre assuree (fix. 23) par un cordon 65 en matiere souple et refractaire telle que 1'amiante, qui est maintenu autour du cadre par des Bandes de fer plat 66 et des vis 67 dont la serrage est limite par des entretoises reglables 68.

Claims (18)

1. REVENDIOATION Chaudiere verticale multitubulaire ä f oyer interieur, gäracterisee en ce quo la surface de chauffe comporte une serie de tubes verti- caux disposds autour de la chambre de com- bustion et reliant une caisse placee nu- dessus de celle-ei ä un eollecteur qui entoure la Partie inferieure de cette chambre, las intervalles entre ces tubes Rant obstrues sur toute leur hauteur, sauf ä leur Partie superieure, afin de ne laisser las gaz de com- bustion sortir @de ladite chambre qu'au RTI ID="0005.0271" WI="9" HE="4" LX="1691" LY="803"> voisi- nage de ladite caisse. SOUS-REVENDICATIONS 1 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6ris6e en ce que las tubes sont places las uns pres des autres et ont dans leur Partie haute une section reduite afin de menager des passages pour las gaz de combustion.
2. 2 Chaudiere suivant la revendication et la sous-revendication 1, caracterisee en ce quo las Parties. Basses des tubes ont ega- lement une section de largeur reduite afin de faciliter leur assemblage avec 1e col- lecteur inferieur, las intervalles entre ces Parties reduites Rant abtures par une garniture refractaire.
3. 3 Chaudiere suivant la revendication et la sous-revendication 1, caracterisee en ce que las intervalles entre las Parties larges des tubes sont rendus Manches au moyen de lames -elastiques inserees entre oes tubes.
4. 4 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6ris6e en ce qu'apres leur sortie de la chambre de combustion, las gaz de com- bustion sont appeles vers 1e bas et deseen- dent 1e Jong des -tubes en suivant des Parcours egaux tout autour de la chau- di6re, du Fait quo 1'entree d'un carneau d'evacuation est situde centralement sous la chaudiere.
5. 5 Chaudiere suivant la revendication, ca- racteris6e en ce que sur leurs Parcours, les gaz subissent un changement brusque de direction et abandonnent les maueres solides dopt ils sont charges dans une chambre de depöt entourant 1e cendrier.
6. 6 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6ris6e en ce qu'une rangee de tubes espaces les uns des autres est 4isposee autour de la rangee @de tubes disposgs autour de la chambre de combustion.
7. 7 Chaudiere suivant 1a revendicaion, ca- ract6risAe en ce que la caisse superieure est reliee au collecteur inferieur par un tube supplementaire de large diametre et par un tube partant dudit collecteur et s'elevant ä Fintgrieur de ce large tube, afin de permettre ä Feau descendant -de la caisse superieure d'abandonner les ma- ti6res solides entrainges dann 1'espace annulaire compris entre ces deux tubes.
8. 8 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6ris6e en ce que 1e fond de la caisse superieure est preservg de 1'action directe des flammes par un bloc rgfractaire sus- pendu par des boulons Passant ä travers des entretoises tubulaires qui relient 1e dessus et 1e fond de la caisse.
9. 9 Chaudiere suivant la revendication, ca- racterisge en ce que les gaz de combus- tion se rendant ä la cheminfie circulent contre les parois du cendrier et servent ainsi ä gchauffer fair de combustion ad- mis dans celui-ei.
10. 10 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6ris6e en ce que 1'enveloppe de la ehaudiere est constituee par des panneaux facilement deplagables.
11. 11 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6risee en ce que Fenveloppe de la chaudiere est constituee par ides panneaux montgs sur des gonds et s'ouvrant vers 1'exterieur.
12. 12 Chaudiere suivant la revendiication, ca- ract6ris6e en ce que Fenveloppe de la ehaudiere est constituge par des panneaux amovibles et dgplagables radialement et circulairement par rapport ä Faxe de la chaudiere ä 1'aide d'un dispositif trans- porteur comportant une potence radiale pivotant concentriquement ä, la chaudiere et un chariot qui roule sur cette potence, chaque panneau gtant muni d'un moyen d'accrochage qui permet de 1e suspendre audit chariot.
13. 13 Chaudiere suivant la revendication, ca- raet6risge en ce que les tubes vertinaux sont placgs les uns pres des autres et ont alternativement leur extremite haute et leur extrgmitg hasse cintrge de maniere ä mgnager les intervalles necessaires ä leur implantation sur 1e collecteur et sur 1a caisse ainsi qu'un PassageRTI ID="0006.0275" WI="8" HE="4" LX="1646" LY="811"> pour les gaz de combustion.
14. 14 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6risee en ce que les intervalles entre les tubes sont obturgs par des dispositifs intercalaires comprenant deux cornieres (45) ayant chacune une eile cintree au diametre du tube adjacent, et des moyens pour maintenir ces cornieres fortement appliquges contre les tubes.
15. 15 Chaudiere suivant la revendication, ca- ract6ris6e en ce que la carcasse comprend un cercle infgrieur (51) plag de champ, des colonnettes (52) reposant snr ce cer- cle, un anneau plat (53) soutenu par ces colonnettes, un cercle (54) de diametre plus Petit que celui du cercle inferieur (51) et pese de champ sur ledit anneau plat (53), des colonnettes (55) en fer ä<B>T</B> supportfies par ledit cercle (54) de dia- mAtre plus Petit et un cercle superieur (56) egalement place de champ.
16. 16 Chaudiere suivant la revendication et la sous-revendication 15, caracterisee en ce que les intervalles compris entre les co- lonnettes superieures (55) sont remplis par des Portes e, gonds dont chacune com- porte un cadre metallique garni de bri- ques refractaires.
17. 17 Chaudiere suivant la revendication et la sous-revendication 15, avec Portes mon- tges entre les colonnettes superieures (55), paractgrisee en ee que chaque cadre de Porte comprend deux montants en fer plat (58) reunis en haut et en bas par des segments en fer plat (59 et 60), ainsi que par des fers plats cintres (61 et 62) places de champ, 1'un contre 1e segment du bas (59), 1'autre ä une petite distance au-dessous du segment du haut (60) afin de permettre 1'accrochage de briques re- fractaires (63).
18. 18 Chaudiere suivant la revendication et la sous-revendication 15, avec Portes mon- t6es sur la carcasse de la chaudiere, ca- ract6risee en ce que l'etancheite des joints entre les cadres de Portes et la carcasse de la chaudiere est assuree par un cordon (65) en matiere souple et refractaire.