Chaudière tubulaire. La présente invention se rapporte aux chaudières tubulaires comprenant une cham bre de combustion et un faisceau entre les quels est, disposée une cloison.
Dans les chaudières usuelles de ce type, la distribution des fumées entre les tubes de la chaudière est irrégulière, certains tubes n'étant plus balayés par les gaz chauds, ce qui diminue le rendement de la chaudière. Il se produit également un manque d'uniformité de la température des fumées entrant dans le faisceau tubulaire. Lorsque la chaudière est alimentée en charbon pulvérisé, notamment, les tubes qui se trouvent soumis à la circula tion la plus intense risquent de se couvrir de cendres, ce qui contribue encore à diminuer le rendement et nécessite un nettoyage fré quent.
En outre, cette répartition irrégulière des fumées risque d'avoir un effet fâcheux sur le fonctionnement et la tenue d'un surchauffeur.
La présente invention a pour objet une chaudière tubulaire du type indiqué, dans laquelle ces inconvénients peuvent être évités.
La chaudière tubulaire suivant l'invention, qui comprend une chambre de combustion et un faisceau entre lesquels est disposée une cloison, est caractérisée en ce que ladite cloi son comporte à une extrémité une entrée de fumées vers ledit. faisceau à partir de ladite chambre et en ce que ladite entrée est munie d'un déflecteur pour les fumées. Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont décrites, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel: La fi-. l est une coupe verticale d'une chaudière équipée suivant l'invention.
La fig. \? est. une coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 représente en coupe verticale sui vant la ligne 3-3 de la fig. 4, une chaudière présentant une variante.
La fig. 4 est une coupe horizontale suivant la ligne 4--4 de la fig. <B>3.</B>
La fi-. 5 est une vue fragmentaire en plan d'une disposition analogue à celle de la fig. 4. La fig. 6 est une vue en coupe d'une autre disposition.
La fig. 7 est. une vue fragmentaire suivant. la ligne 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est une variante en coupe ver ticale.
La chaudière représentée par les fi g. 1 et comprend un bâti de section transversale rectangulaire ayant des parois verticales 10 et 12 frontale et. postérieure respectivement, des parois verticales latérales 13 et 14 et un toit. 15. L'espace intérieur est divisé par une cloison verticale 16, l'espace se trouvant d'un côté de la cloison servant. de chambre de com bustion 17 et celui de l'autre côté formant, un passage 18 recevant les fumées chaudes venant. de la chambre de combustion 17.
Des brîileurs 19 sont placés dans la paroi frontale 10 pour projeter les flammes horizon- talement à travers la chambre de combustion vers la paroi postérieure 12. Les fumées chaudes de la combustion entrent dans le passage 18 par l'entrée 21 formée entre tune extrémité de la cloison 16 et la paroi postérieure 12. Les fumées -utilisées sont évacuées du passage 18 par une sortie de fumées (non représentée) dans une région voisine de la paroi frontale 10.
La chaudière comprend un réservoir d'eau et de vapeur supérieur horizontal 23 et un réservoir inférieur 24 reliés par un faisceau tubulaire 25 ayant ses tubes en rangées lon gitudinales par rapport aux réservoirs 23 et 24, la phis grande partie de la longueur des tubes étant rectiligne et verticale, les parties supérieure et inférieure étant courbées pour entrer dans les réservoirs radialement.
Chacune des parois 10, 12, 13 et 14 est garnie de tubes à réfrigérait fluide 10a., 12a, 13a et 14a, reliés convenablement aux réser voirs 23 et 24, en parallèle avec le faisceau tubulaire de chaudière 25. Les tubes 13a de paroi latérale sont prolongés vers le haut le long du toit 15 pour se relier au réservoir supérieur 23, et se terminant en bas à un collecteur 26 d'où des connexions sont faites vers le réservoir inférieur 24 par les tubes clé sol 27.
Des parois-chicanes transversales 28 et 29 sont placées entre les parois frontale et pos térieure 10 et 12 pour créer des passages én série 31, 32 et 39. dans lesquels -m courant horizontal de fumées chauffantes est main tenu sur le faisceau tubulaire 25 depuis l'en trée 21 dans le premier passage 31 vers la sortie de fumées partant du troisième pas sage 34.
La cloison 16 s'étend depuis l'extrémité intérieure de la chicane 28 jusqu'à la paroi frontale 10 et elle est formée par des tubes vaporisateurs verticaux 25ca disposés en con tact les uns avec les autres et reliés aux réser voirs 23 et 24.
Les tubes 25b du faisceau 25, dans le pre mier passage 31, sont, de préférence, de plis grand diamètre et plus largement espacés, longitudinalement et transversalement, que les tubes 25c dans les passages suivants 32 et 34, les tubes 25b étant disposés en groupes espacés horizontalement pour créer un espace intermédiaire 35 pour un surchauffeur 36, formé par une succession de tubes en<B>U</B> ver ticaux 36a ayant leurs extrémités inférieures reliées aux collecteurs d'entrée et de sortie 37 et 38 respectivement.
Le collecteur d'en trée 37 est relié ait réservoir supérieur 23 au moyen d'tule série de tubes 39 s'étendant le long de la paroi latérale 14 entre certains des tubes 14a de celle-ci et parmi des rangées transversales de tubes vaporisateurs 25b du premier passage 31.
Devant le surchauffeur 36, les tubes du faisceau vaporisateur sont formés en un groupe comprenant deux rangées de tubes 25 disposés et espacés sensiblement comme les tubes 25b à l'arrière du surchauffeur et deux rangées de tubes 25d en quinconce, de façon à former un type bien connu d'écran de cendres, ce qui donne une surface d'entrée accrue pour l'admission des fumées dans le faisceau 25.
Les fumées produites dans la chambre de combustion 17 sont d'abord dirigées longitu dinalement dans la chambre vers la paroi à refroidissement fluide 12 à l'arrière, les brû leurs 19 étant placés dans la paroi frontale 10, la vitesse du courant de fumées étant suf fisamment élevée pour assurer une tendance des fumées à maintenir leur direction d'écou lement original au-delà de l'extrémité de la cloison 16 et au .cours de la traversée de l'en trée 21 pour se concentrer vers la paroi pos térieure 12.
En vue d'arriver à une distribution plus uniforme du courant de fumées dans le fais ceau vaporisateur 25, et à travers le sur- chauffeur 36, on a prévu des chicanes de fumées 41 se succédant en escalier oblique ment à travers l'entrée 21 dans le premier passage 31; la chicane 41a à l'extrémité anté rieure de la rangée étant placée au voisinage de l'extrémité intérieure de la cloison 16 et la chicane 41b à l'extrémité postérieure de la. rangée étant placée au voisinage de la paroi postérieure de -la chambre de combustion.
Chacune des chicanes 41 est formée par des tubes vaporisateurs 41x, 41y et 41z, ayant les plus grandes parties de leur longueur droites et verticales, les parties terminales supérieure et inférieure desdits tubes étant pliées pour entrer radialement dans les réser voirs 23 et 24 par rangées longitudinales 42 et 43 espacées circulairement. Les parties v er- ticales des tubes formant. chaque chicane 41 sont disposées à intervalles tellement faibles que la chicane a une influence directionnelle appréciable sur les fumées qui s'approchent et qui doivent être guidées dans le passage 31.
Dans la réalisation représentée, l'intervalle est minimum puisque les tubes composants 41x, 41y, 41z sont mutuellement au contact. pour constituer une chicane sensiblement im perméable au courant de fumées. On peut uti liser des dispositifs d'espacement connus pour maintenir l'espacement convenable entre les tubes de chaque groupe de tubes 41x, 41y et 41z. Des chicanes individuelles 41 peuvent être formées alternativement par deux ou plusieurs tubes espacés avec des organes de fermeture convenables pour l'espace ou les espaces intertubulaires.
La. rangée de chicanes 41 est inclinée à environ 45 par rapport au plan de la. cloi son 16, chaque chicane successive étant dis posée plus loin du plan de la cloison que la chicane précédente, les chicanes successives étant disposées à des intervalles sensiblement égaux à l'intérieur de la. rangée, avec les chi canes terminales 41a et 41b disposées à des intervalles un peu plus faibles de la cloison et de la paroi postérieure 12.
Les parties ver ticales des tubes 41x et 41.y de chaque chi cane ont leurs lignes centrales dans un plan commun normal aux axes longitudinaux des réservoirs 23 et 24, alors que le tube 41z est décalé en avant du plan commun à un angle de 45 à 60 de ce plan, pour constituer une chicane 41 ayant son bord principal oblique par rapport à la direction longitudinale du courant des fumées de combustion qui s'a.p- grochent.
Chaque chicane 41 a deux effets distincts sur les conditions d'écoulement. des fumées, chacun contribuant à améliorer la, distribu tion des fumées à travers l'entrée 21. Pre mièrement, il y a une action déflectrice résul tant du fait qu'une partie du courant de fu mées longitudinal clans la. chambre 17 se trouve repoussée sur la face antérieure de la chicane qui s'étend transversalement, la. face antérieure agissant pour dévier la majeure partie des fumées interceptées et pour la di riger vers l'entrée 21. Deuxièmement, une partie des fumées qui sont repoussées sur le bord extérieur de la chicane, aussi bien que le courant de fumées longitudinal clans la.
chambre de combustion au-delà du bord exté rieur de la chicane, s'étend latéralement dans l'espace voisin du côté arrière de la chicane, de sorte qu'il y a une seconde diversion des fumées vers l'entrée du passage 31. Les mêmes actions se répètent. à chaque division latérale du courant total de fumées par les chicanes 41 successives dans la rangée diagonale.
Ainsi, avec les fumées plus ou moins uniformément distribuées sur la largeur de la chambre de combustion entre ses parois 13 et 16 et avec la. déflection et la redistribution des fumées avant l'entrée au premier passage 31, il se produit une distribution optimum du courant de fumées sur la. largeur du passage 31 et l'uniformité de la température des fumées est. améliorée, tant dans le faisceau tubulaire 25 que dans le surchauffeur 36.
Dans la construction modifiée des fig. 3 et 4, la. chaudière est du même type que pré cédemment. Le dispositif utilisé pour amé liorer la distribution du courant de fumées dans le premier passage 31 et à travers le sur- chauffeur 36 comprend une chicane 45 péné trant dans la chambre de combustion 17 en partant de l'extrémité arrière de la cloison 16. La chicane 45 s'étend aussi au-delà de la rangée frontale de tubes de vaporisation 25d, laquelle, comme indiqué, est sensiblement. en alignement avec la rangée de tubes 25a for mant la cloison 16.
La chicane 45 est constituée par les tubes 45a de même diamètre que les tubes 25a de la cloison 16, la chicane constituant, en fait, un prolongement perpendiculaire de la cloison 16. Les tubes 45a ont la plus grande partie de leur longueur droite et verticale et au contact les uns des autres. Si on le désire, des dispositifs peuvent être pré vus pour maintenir les tubes 45a dans leurs positions respectives.
La chicane 45, ainsi mise en place dans le passage des fumées, est heurtée par une par tie marginale du courant total de fumées. Elle dévie le courant incident vers la masse principale des gaz de combustion et le dis- perse devant l'entrée 21 du passage 31. Cette déflection tend à produire une redistribution sensiblement complète des fumées dans leur écoulement en améliorant leur distribution thermique et quantitative avant qu'elles abordent le faisceau tubulaire 25.
De plus, ainsi qu'il a été expliqué au sujet des chi canes 41, l'écoulement des fumées autour de l'extrémité de la chicane 45 crée un tourbillon près du côté postérieur de la chicane, qui favorise la distribution des fumées dans le sens horizontal latéralement vers l'entrée 21 et sert ainsi à égaliser l'écoulement des fu mées sur toute la surface d'entrée dans le passage 31.
Quoique la chicane 45 soit repré sentée formant un angle droit avec la cloison 16, il n'est pas essentiel que cette relation an- gulaire soit respectée dans tous les cas, pourvu seulement que l'angle choisi soit suffisant pour effectuer complètement la redistribution désirée des fumées.
La. variante de la fig. 5 utilise une chi cane tubulaire 47 formée comme une exten sion de la cloison 16 et avançant à travers l'entrée 21 au premier passage de fumées 31 devant les tubes vaporisateurs peu espacés qui s'y trouvent. La chicane 47 s'étend obli quement par rapport à la cloison 16 et par rapport à suie chicane transversale 28 pour constituer avec la cloison du côté de la cham bre de combustion un angle d'environ 150 .
En liaison avec cette disposition de la chi cane de prolongement, les rangées des tubes vaporisateurs devant le surchauffeur 36 peu vent être disposées de façon à placer la pre mière rangée de tubes écrans de cendres 25d devant l'extrémité de la chicane 47, et la pre mière rangée de tubes 25b plus rapprochés sensiblement dans ou derrière le plan conte: nant l'axe vertical des tubes 25a formant la. cloison 16.
Les tubes 47a sont pratiquement en contact de façon à former une chicane sensiblement imperméable, néanmoins, si on désire boucher complètement les espaces inter tubulaires, ou disposer des espaceurs de tubes pour maintenir en alignement les tubes 45c, on pourra choisir des dispositifs convenables parmi les procédés bien connus.
En comparant le dispositif de la fig. 5 avec celui de la fig. 4, on notera que certains tubes 25b et 25d, vers la face antérieure du passage 31, ont été supprimés pour laisser la. place pour la .chicane 47. Les tubes 47a peu vent donc être reliés aux réservoirs 23 et 24 dans les mêmes rangées que les tubes 25b et 25d sans la nécessité .de faire une rangée addi tionnelle de trous pour tubes, comme pour la rangée d'extrémités de tubes 46 de la fig. 3.
Les formes d'exécution de la chaudière tubulaire selon l'invention qui vont mainte nant être décrites et qui sont représentées aux fig. 6 à 8 comportent comme précédem ment une cloison disposée entre la chambre de combustion et le faisceau. et présentant à une extrémité une entrée pour les fumées munie d'un déflecteur. Ces formes d'exécu tion se distinguent des formes représentées aux fig. 1 à 5 par des dispositions partieu- <RTI
ID="0004.0065"> lières du faisceau vaporisateur et du surchauf- feur.
Pour assurer une circulation régulière des fumées au moment où elles traversent le sur- chauffeur 36, on prévoit mie chicane 48 par tant du réservoir inférieur 24 passant sur les collecteurs _37 et 38, obturant le passage com pris entre le surchauffeur et le réservoir infé rieur 24.
En outre, une chicane 49 est disposée au- dessus du surchauffeur 36, obturant partielle ment le passage des fumées entre le surchauf- feur et le réservoir supérieur 23. Cette chi cane 49 s'étend sur une longueur prédéter minée en fonction du circuit, en vue d'orien ter convenablement les fumées vers le sur- chauffeur avec une répartition régulière du débit et des températures.
La chicane 49 est supportée et son empla cement déterminé pal- des tubes vaporisateurs de la chaudière et à cet effet, sous la forme indiquée fig. 6, deux rangées de tubes 50 du faisceau vaporisateur 25 sont pliés en avant. et vers le haut dans une courbe inversée au dessus de l'extrémité supérieure du surchauf feur, de façon à entrer dans le quadrant infé rieur antérieur du réservoir 23, de façon à. présenter une partie inclinée.
La chicane 49 est retenue entre les deux rangées de tubes 50 à leurs extrémités supé rieures et dans cette position, elle forme écran pour la partie arrière inférieure du réservoir 23 pour le protéger du courant direct (le pro duits chauds de la combustion qui est dirigé vers l'arrière dans l'espace voisin du réser voir. Les extrémités supérieures des tubes 50 servent elles-mêmes d'écran pour la partie inférieure arrière du réservoir 23 lorsque la chicane 49 est enlevée ou lorsque la chicane est, étroite au point de ne couvrir le réservoir que sur une courte distance vers le bas.
La chicane 49 épouse en général la courbure de la rangée antérieure de tubes 50 sur lesquels elle se repose, de façon à présenter aux fu mées incidentes une surface sur laquelle il y ait peu de chance d'accumulation pour les produits solides de la combustion, grâce au fait que sa portion terminale supérieure est en général verticale et sa portion terminale inférieure inclinée vers le bas vers le mur latéral 1.4.
Comme indiqué sur la fi-. î, la chicane -19 est avantageusement. formée par des tuiles rectangulaires, séparées, telles que 51c1, 51Ü et 51c, installées respectivement en rangées horizontales entre les deux rangées adjacentes de tubes vaporisateurs 50, les tuiles infé rieures 51c reposant sur des pièces d'arrêt 52 individuellement soudées ou fixées par un autre procédé sur les tubes successifs de la rangée antérieure de tubes 50. D'autres for mes connues clé pièces d'arrêt 52 peuvent être utilisées si on le désire, telles que des cram pons qui peuvent être boulonnés autour des tubes 50.
Chaque tuile 51a, 51b ou 51c est, prévue, de préférence, assez longue pour cou vrir au moins deux espaces intertubulaires, de sorte que les joints 53 entre tuiles successives tombent sur un tube sur deux de la rangée; ainsi, les extrémités de chaque tuile sont sup portées sur deux tubes, le milieu reposant sur un tube intermédiaire. Les bords des tuiles juxtaposées de rangées différentes sont munis de surfaces complémentaires qui s'engagent l'une dans l'autre de façon à former des joints 53 sensiblement. étanches aux fumées trans versalement par rapport aux portions de tube 50.
S'il est. désirable d'allonger ou de raccour cir la chicane 49 en vue clé modifier l'impor tance clé la section de passage, la modifica tion peut. être effectuée aisément en augmen tant ou en diminuant le nombre de tuiles ou par substitution de tuiles de dimensions dif férentes clans le sens de la longueur des tubes- supports 50.
Par exemple, la zone de passage peut être accrue en rendant la chicane 49 plus étroite et cette modification de la largeur peut être faite à l'une ou l'autre extrémité, quoi qu'il soit préférable que l'extrémité supérieure reste en contact. avec le réservoir supérieur 23, les modifications se faisant alors par l'ex trémité inférieure. Il est clair que les pièces d'arrêt 52 peuvent être déplacées à volonté pour se conformer à la. nouvelle dimension de la .chicane.
Grâce à la présence de la ran gée antérieure de tubes 50, les tuiles infé rieures 51c sont supportées par une partie inclinée vers le bas clé la rangée et sont main tenues ainsi au contact de leurs tubes-sup- ports par gravité.
Dans la variante illustrée par la. tig. 8, la structure générale de la chaudière et de la chambre de combustion est. la. même que dans le cas des fig. 1 et 2. On voit un surchauf- feur 61 à sept. boucles, d'une capacité et d'une surface de chauffe considérablement plus grandes que le surchauffeur 36 à deux boucles de la réalisation précédemment décrite, le sur chauffeur 61 ayant. des parties de sa surface chauffante de part et d'autre du plan ver tical commun contenant. les axes Iongitudi- naux des réservoirs supérieur et inférieur 23 et 24.
Une chicane 49 semblable à celle de la chaudière précédemment décrite est disposée au travers de l'espace compris entre l'extré mité supérieure chi surchauffeur 61 et le ré servoir supérieur 23. Les tubes vaporisateurs constituant le groupe arrière 50 sont dispo sés en une rangée unique à espacement uni forme au long de la paroi latérale 14.
Les tubes 50 sont coudés de facon à offrir -un support à la chicane 49 du surchauffeur, chicane qui pourra être construite et disposée sensiblement conforme à la description don ; née à propos de la fig. 6. La rangée inférieure de tuiles telles que 51c repose sur les butées 52 fixées aux tubes individuels 50.
La plus grande partie de la chicane 49 repose sur des parties inclinées par rapport à l'horizontale des tubes 50 et se trouve maintenue ainsi en contact avec, ces tubes de support par gravité. Toute tendance de la part des tuiles supé rieures 51a à s'écarter des tubes 50 est em pêchée par la couche de matériau d'isolement thermique 70 appliquée sur la surface infé rieure du réservoir supérieur 23.
Tubular boiler. The present invention relates to tubular boilers comprising a combustion chamber and a bundle between which is a partition.
In conventional boilers of this type, the distribution of the fumes between the tubes of the boiler is irregular, some tubes no longer being swept by the hot gases, which reduces the efficiency of the boiler. There is also a lack of uniformity in the temperature of the fumes entering the tube bundle. When the boiler is supplied with pulverized coal, in particular, the tubes which are subjected to the most intense circulation risk becoming covered with ash, which further contributes to reducing the efficiency and necessitates frequent cleaning.
In addition, this irregular distribution of the fumes may have an adverse effect on the operation and performance of a superheater.
The present invention relates to a tubular boiler of the type indicated, in which these drawbacks can be avoided.
The tubular boiler according to the invention, which comprises a combustion chamber and a bundle between which is disposed a partition, is characterized in that said wall has at one end a fume inlet towards said. beam from said chamber and in that said inlet is provided with a deflector for the fumes. Embodiments of the object of the invention are described, by way of example, with reference to the appended drawing in which: The fi-. l is a vertical section of a boiler equipped according to the invention.
Fig. \? East. a horizontal section along line 2-2 of fig. 1.
Fig. 3 is a vertical section along line 3-3 of FIG. 4, a boiler having a variant.
Fig. 4 is a horizontal section taken along line 4--4 of FIG. <B> 3. </B>
The fi-. 5 is a fragmentary plan view of an arrangement similar to that of FIG. 4. FIG. 6 is a sectional view of another arrangement.
Fig. 7 is. a fragmentary view following. line 7-7 of fig. 6.
Fig. 8 is a variant in vertical section.
The boiler represented by fi g. 1 and comprises a frame of rectangular cross section having vertical walls 10 and 12 front and. posterior respectively, vertical side walls 13 and 14 and a roof. 15. The interior space is divided by a vertical partition 16, the space being on one side of the serving partition. combustion chamber 17 and that of the other side forming a passage 18 receiving the hot fumes coming. of the combustion chamber 17.
Burners 19 are placed in the front wall 10 to project the flames horizontally through the combustion chamber towards the rear wall 12. The hot fumes from the combustion enter the passage 18 through the inlet 21 formed between one end of the combustion chamber. the partition 16 and the rear wall 12. The -used fumes are discharged from the passage 18 by a fume outlet (not shown) in a region adjacent to the front wall 10.
The boiler comprises an upper horizontal water and steam tank 23 and a lower tank 24 connected by a tube bundle 25 having its tubes in longitudinal rows with respect to the tanks 23 and 24, the phis large part of the length of the tubes being rectilinear and vertical, the upper and lower parts being curved to enter the tanks radially.
Each of the walls 10, 12, 13 and 14 is lined with fluid refrigeration tubes 10a., 12a, 13a and 14a, suitably connected to the reservoirs 23 and 24, in parallel with the boiler tube bundle 25. The wall tubes 13a side are extended upwards along the roof 15 to connect to the upper tank 23, and ending at the bottom at a manifold 26 from where connections are made to the lower tank 24 by the ground key tubes 27.
Transverse baffle walls 28 and 29 are placed between the front and rear walls 10 and 12 to create series passages 31, 32 and 39. in which a horizontal stream of heating fumes is held on the tube bundle 25 from there. the entry 21 in the first passage 31 towards the smoke outlet starting from the third step 34.
The partition 16 extends from the inner end of the baffle 28 to the front wall 10 and is formed by vertical vaporizer tubes 25ca arranged in contact with each other and connected to the reservoirs 23 and 24.
The tubes 25b of the bundle 25, in the first passage 31, are preferably of large diameter folds and more widely spaced, longitudinally and transversely, than the tubes 25c in the following passages 32 and 34, the tubes 25b being arranged in groups spaced horizontally to create an intermediate space 35 for a superheater 36, formed by a succession of vertical <B> U </B> tubes 36a having their lower ends connected to the inlet and outlet manifolds 37 and 38 respectively.
The inlet manifold 37 is connected to the upper reservoir 23 by means of a series of tubes 39 extending along the side wall 14 between some of the tubes 14a thereof and among transverse rows of vaporizer tubes 25b. of the first pass 31.
In front of the superheater 36, the tubes of the vaporizer bundle are formed in a group comprising two rows of tubes 25 arranged and spaced substantially like the tubes 25b at the rear of the superheater and two rows of tubes 25d staggered, so as to form a type well-known ash screen, which gives an increased inlet surface for the admission of fumes into the bundle 25.
The fumes produced in the combustion chamber 17 are first directed longitudinally in the chamber towards the fluid cooling wall 12 at the rear, the burners 19 being placed in the front wall 10, the speed of the flue gas stream being sufficiently high to ensure a tendency for the fumes to maintain their original direction of flow beyond the end of the partition 16 and during the passage of the inlet 21 to concentrate towards the rear wall 12.
In order to achieve a more uniform distribution of the stream of fumes in the vaporizer bundle 25, and through the superheater 36, smoke baffles 41 are provided which follow one another in an oblique staircase through the inlet 21. in the first passage 31; the baffle 41a at the anterior end of the row being placed in the vicinity of the inner end of the partition 16 and the baffle 41b at the rear end of the. row being placed in the vicinity of the rear wall of the combustion chamber.
Each of the baffles 41 is formed by vaporizer tubes 41x, 41y and 41z, having the greatest parts of their length straight and vertical, the upper and lower end parts of said tubes being bent to enter radially into the reservoirs 23 and 24 in rows. longitudinal 42 and 43 spaced circularly. The ver- tical parts of the tubes forming. each baffle 41 are arranged at such low intervals that the baffle has an appreciable directional influence on the approaching fumes which must be guided in the passage 31.
In the embodiment shown, the gap is minimum since the component tubes 41x, 41y, 41z are in contact with each other. to form a baffle substantially impermeable to the current of fumes. Known spacers can be used to maintain the proper spacing between the tubes of each group of tubes 41x, 41y and 41z. Individual baffles 41 may alternately be formed by two or more tubes spaced apart with closures suitable for the intertubular space or spaces.
The row of baffles 41 is inclined at about 45 from the plane of the. its wall 16, each successive baffle being placed further from the plane of the partition than the previous baffle, the successive baffles being arranged at substantially equal intervals inside the. row, with the terminal chucks 41a and 41b arranged at slightly smaller intervals from the partition and the posterior wall 12.
The vertical parts of the tubes 41x and 41.y of each pipe have their center lines in a common plane normal to the longitudinal axes of the tanks 23 and 24, while the tube 41z is offset forward from the common plane at an angle of 45 at 60 of this plane, to form a baffle 41 having its main edge oblique with respect to the longitudinal direction of the flow of the combustion fumes which are attached.
Each baffle 41 has two distinct effects on flow conditions. fumes, each contributing to improving the distribution of fumes through the inlet 21. First, there is a deflecting action resulting from the fact that part of the longitudinal flue stream clans the. chamber 17 is pushed back onto the front face of the baffle which extends transversely, the. front face acting to deflect the major part of the intercepted smoke and to direct it towards the entrance 21. Second, a part of the smoke which is pushed back on the outer edge of the baffle, as well as the longitudinal flow of smoke clans the.
combustion chamber beyond the outer edge of the baffle, extends laterally into the space adjacent to the rear side of the baffle, so that there is a second diversion of the fumes towards the entrance to passage 31. The same actions are repeated. at each lateral division of the total flow of smoke by successive baffles 41 in the diagonal row.
Thus, with the fumes more or less uniformly distributed over the width of the combustion chamber between its walls 13 and 16 and with the. deflection and redistribution of the fumes before entering the first passage 31, there is an optimum distribution of the stream of fumes on the. width of passage 31 and smoke temperature uniformity is. improved, both in the tube bundle 25 and in the superheater 36.
In the modified construction of Figs. 3 and 4, la. boiler is of the same type as before. The device used to improve the distribution of the flue gas stream in the first passage 31 and through the superheater 36 comprises a baffle 45 entering the combustion chamber 17 starting from the rear end of the partition 16. The baffle 45 also extends beyond the front row of spray tubes 25d, which, as shown, is substantially. in alignment with the row of tubes 25a forming the partition 16.
The baffle 45 is formed by the tubes 45a of the same diameter as the tubes 25a of the partition 16, the baffle constituting, in fact, a perpendicular extension of the partition 16. The tubes 45a have the greater part of their straight and vertical length. and in contact with each other. If desired, devices can be provided to hold the tubes 45a in their respective positions.
The baffle 45, thus placed in the fume passage, is struck by a marginal part of the total fume stream. It deflects the incident current towards the main mass of the combustion gases and disperses it in front of the inlet 21 of the passage 31. This deflection tends to produce a substantially complete redistribution of the fumes in their flow by improving their thermal and quantitative distribution before quenching. 'they approach the tube bundle 25.
In addition, as has been explained with regard to the baffles 41, the flow of fumes around the end of the baffle 45 creates a vortex near the rear side of the baffle, which favors the distribution of the fumes in the horizontal direction laterally towards the inlet 21 and thus serves to equalize the flow of fumes over the entire inlet surface in the passage 31.
Although the baffle 45 is shown forming a right angle with the partition 16, it is not essential that this angular relation be respected in all cases, provided only that the angle chosen is sufficient to completely effect the desired redistribution. fumes.
The variant of FIG. 5 uses a tubular chuck 47 formed as an extension of the partition 16 and advancing through the inlet 21 to the first fume passage 31 in front of the closely spaced vaporizer tubes therein. The baffle 47 extends obliquely relative to the partition 16 and relative to the transverse baffle soot 28 to form with the partition on the side of the combustion chamber an angle of approximately 150.
In connection with this arrangement of the extension pipe, the rows of vaporizer tubes in front of the superheater 36 can be arranged so as to place the first row of ash screen tubes 25d in front of the end of the baffle 47, and the first row of tubes 25b closer together substantially in or behind the tale plane: nant the vertical axis of the tubes 25a forming the. partition 16.
The tubes 47a are practically in contact so as to form a substantially impermeable baffle, however, if it is desired to completely block the inter tubular spaces, or to have tube spacers to keep the tubes 45c in alignment, suitable devices can be chosen from among the following. well known methods.
By comparing the device of FIG. 5 with that of FIG. 4, it will be noted that certain tubes 25b and 25d, towards the front face of the passage 31, have been removed to leave the. room for the .chicane 47. The tubes 47a can therefore be connected to the tanks 23 and 24 in the same rows as the tubes 25b and 25d without the need to make an additional row of holes for the tubes, as for the row d 'ends of tubes 46 of FIG. 3.
The embodiments of the tubular boiler according to the invention which will now be described and which are shown in FIGS. 6 to 8 comprise, as before, a partition disposed between the combustion chamber and the bundle. and having at one end an inlet for the fumes provided with a deflector. These forms of execution differ from the forms shown in FIGS. 1 to 5 by partieu- <RTI
ID = "0004.0065"> links of the vaporizer bundle and the superheater.
To ensure a regular circulation of the fumes when they pass through the superheater 36, a baffle 48 is provided via both the lower tank 24 passing over the manifolds 37 and 38, closing the passage between the superheater and the lower tank. 24.
In addition, a baffle 49 is arranged above the superheater 36, partially blocking the passage of the fumes between the superheater and the upper tank 23. This hose 49 extends over a predetermined length depending on the circuit, with a view to properly orienting the fumes towards the superheater with a regular distribution of flow and temperatures.
The baffle 49 is supported and its location determined by the vaporizer tubes of the boiler and for this purpose, in the form shown in fig. 6, two rows of tubes 50 of the vaporizer bundle 25 are folded forward. and upwards in an inverted curve above the upper end of the superheater, so as to enter the anterior lower quadrant of the tank 23, so as to. present an inclined part.
The baffle 49 is retained between the two rows of tubes 50 at their upper ends and in this position, it forms a screen for the lower rear part of the tank 23 to protect it from the direct current (the hot products of the combustion which is directed towards the rear in the space adjacent to the reservoir. The upper ends of the tubes 50 themselves serve as a screen for the lower rear part of the reservoir 23 when the baffle 49 is removed or when the baffle is so narrow. only cover the tank a short distance down.
The baffle 49 generally follows the curvature of the front row of tubes 50 on which it rests, so as to present to the incident fumes a surface on which there is little chance of accumulation for the solid products of combustion, thanks to the fact that its upper end portion is generally vertical and its lower end portion inclined downwards towards the side wall 1.4.
As shown on fi-. î, the chicane -19 is advantageously. formed by separate rectangular tiles, such as 51c1, 51Ü and 51c, respectively installed in horizontal rows between the two adjacent rows of vaporizer tubes 50, the lower tiles 51c resting on stop pieces 52 individually welded or fixed by a another method on successive tubes of the anterior row of tubes 50. Other known forms key stop pieces 52 can be used if desired, such as crampons which can be bolted around tubes 50.
Each tile 51a, 51b or 51c is preferably provided long enough to cover at least two intertubular spaces, so that the joints 53 between successive tiles fall on every other tube of the row; thus, the ends of each tile are supported on two tubes, the middle resting on an intermediate tube. The edges of the juxtaposed tiles of different rows are provided with complementary surfaces which engage one in the other so as to form joints 53 substantially. smoke-tight transversely with respect to the tube portions 50.
If he's. desirable to lengthen or shorten the baffle 49 in key view change the key importance of the passage section, the modification may. be carried out easily by increasing or decreasing the number of tiles or by substituting tiles of different dimensions in the direction of the length of the support tubes 50.
For example, the passage area can be increased by making the baffle 49 narrower and this change in width can be made at either end, although it is preferable that the upper end remains in contact. . with the upper reservoir 23, the modifications then taking place via the lower end. It is clear that the stop pieces 52 can be moved at will to comply with the. new dimension of the .chicane.
Thanks to the presence of the front row of tubes 50, the lower tiles 51c are supported by a downwardly inclined part of the row and are thus held in contact with their support tubes by gravity.
In the variant illustrated by the. tig. 8, the general structure of the boiler and the combustion chamber is. the. same as in the case of fig. 1 and 2. A seven-loop superheater 61 is seen, of considerably larger capacity and heating surface area than the two-loop superheater 36 of the previously described embodiment, the overheater 61 having. parts of its heating surface on either side of the common vertical plane containing. the longitudinal axes of the upper and lower reservoirs 23 and 24.
A baffle 49 similar to that of the boiler described above is arranged through the space between the upper end of the superheater 61 and the upper tank 23. The vaporizer tubes constituting the rear group 50 are arranged in a row single evenly spaced along side wall 14.
The tubes 50 are bent so as to provide a support for the baffle 49 of the superheater, which baffle can be constructed and arranged substantially in accordance with the description given; born in connection with fig. 6. The lower row of tiles such as 51c rest on the stops 52 attached to the individual tubes 50.
The greater part of the baffle 49 rests on parts inclined relative to the horizontal of the tubes 50 and is thus kept in contact with these support tubes by gravity. Any tendency on the part of the upper tiles 51a to move away from the tubes 50 is prevented by the layer of thermal insulation material 70 applied to the lower surface of the upper tank 23.