Chaudière verticale à basse pression. Dans certaines chaudières verticales multi tubulaires à foyer intérieur, on fait usage de tubes placés côte à côte sur tout le pour tour, mais disposés pour que les gaz puissent passer entre la partie haute des tubes pour se rendre par un parcours descendant au- dessous et au centre de la chaudière.
On assure ainsi la parfaite répartition des gaz sur les surfaces de chauffe par une action uniforme du tirage sur tous les élé ments gazeux.
Cette disposition, qui donne les meilleurs zésultats, présente toutefois l'inconvénient de la multiplicité des tubes et des tampons de pose.
La présente invention a pour but d'y re médier, pour les chaudières basse-pression; tout en conservant la même parfaite réparti tion des gaz sur les surfaces de chauffe.
Cette invention a pour objet une chau dière verticale à basse pression, caractérisée par deux chemises d'eau concentriques, par un plafond amovible commun, par des pas sages de répartition des gaz disposés au tra- vers de la partie supérieure de la chemise intérieure, sur tout son pourtour, et par un dispositif tendant à diriger les gaz vers la surface interne de la chemise intérieure, le tout dans le but de forcer les gaz à lécher toutes les surfaces de chauffe.
Cette disposition permet de supprimer la paroi extérieure en matières réfractaires, rem placée par la chemise -extérieure, d'on il ré sulte une grande facilité de nettoyage ainsi qu'une réduction des frais de construction et d'entretien.
Quatre formes d'exécution de la chaudière faisant l'objet de l'invention sont représen tées, à titre d'exemples, au dessin ci-annexé.
La fig. 1 est une coupe verticale diamé trale de la première forme d'exécution consti tuée par une chaudière d'eau chaude.
La fig. 2 est un détail du plafond amo vible commun aux deux chemises d'eau.
La fig. 3 est une vue en plan de ladite chaudière.
La fig. 4 comporte deux demi-coupes hori zontales suivant<B>M -N</B> et 0-P de fig. 1: La fig. 5 est une coupe verticale diamé trale de la seconde forme d'exécution consti tuée par une chaudière vapeur basse-pression.
La fig. 6 en est un détail en coupe hori zontale concernant l'obturation du circuit des gaz, suivant<I>A-B</I> de fig. 5.
La fig. 7 en est une vue en plan.
La fig. 8 comporte deux demi-coupes horizontales suivant C-D et E-F de fig. 5. La fig. 9 comporte deux demi-coupes horizontales suivant <I>1-J</I> et G-H des fig. 1 et 5.
La fig. 10 est une coupe verticale diamé trale de la troisième forme d'exécution cons tituée par une chaudière à eau chaude et à magasin de combustible.
La fig. 11 en est une vue en plan.
La fig. 12 en est une coupe horizontale suivant Q-R de fig. 10.
La fig. 13 est une coupe verticale dia métrale de la quatrième forme d'exécution. La fig. 14 est un détail, en coupe, suivant A-B de la fig. 13.
La fig. 15 est une élévation prise depuis la droite de la fig. 13.
La fig. 16 est une coupe suivant M-N de la fig. 15.
La fig. 17 est une vue en plan. de la chaudière.
La fig. 18 comporte deux demi-coupes horizontales suivant C-D et E-F de la fig. 13.
La fig. 19 comporte deux demi-coupes horizontales suivant<I>1-J</I> et G-H de la fig. 13.
La chaudière des fig. 1, 2, 3, 4 et 9 est constituée principalement par deux chemises d'eau concentriques 1 et 2 entre lesquelles est ménagé un espace annulaire 3 de section suffisante pour l'écoulement des gaz sur tout le pourtour vers le dessous et au centre 4 de la chaudière. La chemise intérieure 1 com porte, au travers de sa partie haute, une série de tubes 5 sertis entre les deux tôles de la chemise, ces tubes faisant communiquer la chambre de combustion centrale avec l'espace annulaire 3, les gaz se déplaçant suivant les flèches f.
I1 y a deux rangs de tubes 5 placés en quinconce afin de répartir les gaz uniformé ment sur les tôles, ce qui est obtenu à coup sûr par le fait que la section inférieure 4 de départ à la cheminée est placée au centre de la chaudière, de telle sorte que l'action du tirage se fait sentir uniformément sur tous les orifices de communication avec le par cours descendant des gaz.
La chemise intérieure comporte à la base un fond plat 6 entretoisé. Le plafond de la chaudière est constitué par un caisson 7 amo vible relié aux chemises d'eau par des tubu lures 8 et 9.
Les tubulures 8 relient la chemise 1 à une saillie 10 du plafond 7 pour trouver la place nécessaire à leur implantation.
Les tubulures 9 relient la chemise 2 à la base du plafond afin de pouvoir assurer la vidange de ce dernier.
Le circuit de l'eau est ainsi très bien dé fini suivant les flèches F. L'eau entre dans la base 6 et dans la chemise 2 par une tuyau terie 11 (fig. 1 et 9), monte dans les chemises 1 et 2 et se rend au départ 12 par le pla fond 7.
Divers modes de combustion peuvent des servir la chaudière. Par exemple, un type de grille fixe ou oscillante 23 (fig. 10), avec les portes de chargement et de cendrier habi tuelles, et surmontée d'un dispositif tendant à diriger les gaz vers la surface interne de la chemise intérieure. Dans la chaudière re présentée en fig. 10, c'est le cône de charge 24 qui remplace une plaque 14 de la fig. 1 pour diriger les gaz vers la. surface interne de la chemise intérieure.
Ou bien une grille tournante à charge ment automatique, qui s'installera au-dessous de la chaudière, avec les variantes de cons- truction utiles pour que la flamme se déve loppe dans la chambre de combustion centrale 13. Ou bien par un avant-foyer dont les flammes entrent suivant les flèches f pour se développer dans une chambre 15 entre le fond 6 et un plateau réfractaire 14.
Ce dernier laisse sur presque tout le pour tour le jeu nécessaire au passage des gaz qui montent ainsi au long de la tôle intérieure de la chemise 1 pour rejoindre les tubes 5 qui les conduisent dans le parcours descen dant. Cette disposition amène la nappe chaude assez près des tôles pour assurer la meil leure absorption des calories. Un cadre en réfractaire 16 empêche toute communication directe entre l'arrivée de gaz et le parcours descendant.
Il est à remarquer que la marche des gaz ainsi déterminée fait lécher les parois les moins chaudes des chemises par les gaz les moins chauds, ce qui est particulièrement économique.
Il en résulte en effet l'abaissement au minimum possible de la température des gaz à la sortie, d'où un rendement très élevé.
D'autre part, la parfaite répartition des éléments gazeux sur toute la surface de chauffe assure une production inégalée au mètre carré de cette surface.
Un autre avantage qui découle de ce cir cuit des gaz, c'est la chute dans une zone neutre 17 qu'ils traversent par un coude brus que des particules solides qu'ils entraînent. Ces dépôts sont enlevés par des portes 41.
Les cendres qui se déposent dans la cham bre 15 seront enlevées par deux orifices 18 et 19 placés face à face et obturés chacun par une porte jointive de manceuvre facile.
Une autre particularité du circuit des gaz est encore à signaler.
L'espace annulaire 3 qui sépare les deux chemises 1 et 2 est obturé en haut par des pièces plates 21 faisant normalement joint, mais elles sont amovibles pour permettre le nettoyage par le haut des tôles qui constituent le deuxième parcours 3 des gaz.
La même disposition est adoptée pour le nettoyage de la tôle circulaire de la cham bre 13.
A cet effet, le plafond est d'un diamètre inférieur à celui de la chambre 13 et il porte des tôles 20 soudées en forme de consoles qui lui permettent de prendre appui sur la che mise 1, cette dernière prenant de la même manière appui sur. la chemise 2. La fig. 2 montre une forme de ces plaques d'obturation. Le secteur 21 est serré sur la chemise par un écrou à oreilles pour assurer son refroi dissement et porte une plaquette 22 qui main tient un joint assez souple, amiante ou feuille de plomb par exemple.
La disposition de la chambre 15 pour l'arrivée des flammes est particulièrement intéressante pour le cas d'emploi de la chauffe au mazout.
L'utilisation des calories y gagnera comme dans le cas où l'on utilise du charbon.
Dans une chaudière de petites dimensions, telle que celle représentée en fig. 10, 11 et 12, il peut être fait usage d'un dispositif de chargement continu de la grille 23 par magasin de combustible, ce dispositif étant prévu principalement pour l'emploi des an- t hracites ou charbons analogues.
A cet effet, le plafond amovible est transformé en magasin conique prolongé à l'intérieur par un cône 24 en tôle. Ce cône remplit en outre la fonction de dispositif tendant à diriger les gaz vers la surface interne de la chemise intérieure. Il porte un orifice 25 permettant de vider l'eau éven tuellement par aspiration, toutes les autres parties de la chaudière ayant leur vidange naturelle.
Le circuit d'eau suivant les flèches F est approprié à la construction.
Le cône 24 forme une chemise alimentée par la chemise extérieure 26 par une tubu lure 27, le départ se faisant par une série de tubulures 28 qui relient le dessus des che mises à un départ 29 disposé suivant les circonstances de l'installation générale.
Cette chaudière comporte un socle creux 40 servant à l'évacuation des gaz suivant les flèches f qui en définissent le circuit.
Dans le cas des chaudières vapeur basse- pression, la montée de la vapeur provoque un bouillonnement qui contrarie la descente de l'eau. Il faut donc établir une circulation spéciale.
A cet effet, dans la chaudière des fig. 5, 6, 7, 8 et 9, les chemises d'eau sont parta- Bées concentriquement en deux compartiments par une tôle mince 31. Dans le compartiment 32 qui reçoit le coup de feu direct, la va peur peut ainsi s'élever sans obstacle, tandis que l'eau redescend facilement dans le com partiment adjacent, dont la production de vapeur est beaucoup moindre.
La même disposition est réalisée dans la chemise extérieure. Le retour d'eau conden sée de l'installation se fait, d'une part, au- dessous de la chemise intérieure suivant flèche F, d'autre part, à la base de la che mise extérieure, par un tuyau 11 (fig. 9).
Cette dernière est au surplus reliée di rectement à la base du plafond par une tubu lure 33, grâce à des échancrures 34 (fig. 6) réservées à la partie haute des chemises, afin de permettre le soulèvement du plafond 35 qui forme réservoir de vapeur et qui repose simplement sur le dessus de la chemise inté rieure par des consoles.
La vapeur de chacune des chemises passe dans le plafond 35 par quelques tubulures 36 soudées sur le pourtour du plafond et venant se relier par des brides aux tubu lures correspondantes des chemises.
Les espaces annulaires entre les chemises d'eau sont obturés par des plaques plates amovibles jointives 21 comme dans le cas de la chaudière eau chaude (fig. 2). Mais dans le cas de chaudière à vapeur basse-pression, il y a un ciel de vapeur qui ne doit pas être atteint par les gaz chauds.
A cet effet, on soude des lamelles verti cales 37 contre les chemises, afin qu'elles servent d'appui à des briques réfractaires 38 placées à la hauteur convenable et que l'on enlèvera en même temps que les plaques supérieures, pour effectuer le brossage ver tical des tôles.
D'autre part, l'obturation des échancrures 34 qui permettent l'entrée de l'eau à la base du plafond est faite également par de la matière réfractaire jointive 39.
Dans la chaudière des fig. 13 à 19, la chemise extérieure 2 est utilisée comme ré chauffeur en y faisant passer toute l'eau de retour de l'installation avant son entrée à la base de la chemise intérieure 1.
Une conduite de retour 51 aboutit à la chemise .extérieure 2 fonctionnant comme ré chauffeur. Le haut de cette chemise est relié par des coudes extérieurs 36 au plafond de. chauffe commun 35 relié lui-même à la base de la chemise intérieure 1 par une conduite 50 et le fond de chauffe 6. Un tuyau 52 relie, en outre, le haut de la chemise 2 à la conduite 50.
Le fonctionnement de cette chaudière est. le suivant: Sous l'action des gaz les plus chauds qui pénètrent dans la chambre centrale suivant les flèches f, la vapeur produite s'élève dans la chemise 1 et passe dans le plafond réser voir 35 par une série de tubes 36 de section convenable. Dans le mouvement plus ou moins violent ainsi réalisé, il y a entraînement d'une certaine quantité d'eau qui retombe sur le plan d'eau du réservoir 35 et fait retour au fond de la chemise 1 par le tuyau exté rieur 50.
La vapeur produite s'en va dans l'ins tallation et elle est remplacée dans la che mise 1 par l'eau du réchauffeur qui la reçoit à sa base par la tubulure 51 et la livre très chaude à sa partie haute par le tuyau 52.
La vapeur qui s'élève dans la chemise 1 doit passer entre les tubes de fumée 5 qui relient la chambre de combustion centrale au second parcours des gaz. Afin de donner un maximum de section à ce passage, on écarte davantage ces tubes et on en installe trois rangs pour trouver la section néces saire.