Chaudière à vapeur.
L'invention se rapporte aux chaudières à vapeur et en particulier, mais non exclusivement, elle est applicable à des chaudières destinées par exemple à chauffer des immeubles à bureaux de moyenne et petite dimension, des groupes d'appartements d'habitation, des écoles ou des bâtiments industriels, ainsi que pour produire de la vapeur utilisée dans divers traitements ou pour entraîner des moteurs.
Selon l'invention, une chaudière à vapeur comprend deux passages d'eau annulaires espacés radialement l'un de l'autre et raccordés entre eux à l'une de leurs extrémités respectives adjacentes, l'agencement étant conçu de façon à faire passer les gaz chauds autour des parois extérieures et intérieures de ces passages, chacun de ces passages étant individuellement raccordé à un réservoir d'eau et de vapeur à partir duquel on peut prélever de la vapeur active.
En utilisant ainsi des passages d'eau annulaires, on obtient, sous un encombrement extrêmement réduit, une surface de chauffe maximale.
De préférence, les conduits ou parois qui délimitent ces passages annulaires ne sont fixés qu'à une seule extrémité à leurs supports respectifs afin de leur permettre de se dilater librement.
Dans un agencement commode, le passage intérieur central délimité par la paroi intérieure du passage d'eau annulaire intérieur constitue une chambre de combustion d'où partent les gaz chauds, et les passages d'eau sont, de préférence, contenus dans un cylindre ou carter extérieur dont une paroi terminale porte un dispositif d'allumage pour le combustible destiné à brûler dans la chambre de combustion. De préférence, cette paroi terminale comprend une porte du type décrit dans le brevet britannique n[deg] 959.310 du 1 er décembre 1961.
De préférence, le réservoir précité est disposé au-dessus des deux passages d'eau annulaires, de sorte que la vapeur s'élèvera dans ces passages pour pénétrer dans ce réservoir par les conduits respectifs qui les raccordent à celui-ci.
L'invention peut être mise en u̇vre de nombreuses manières différentes. On se bornera ciaprès à n'en décrire qu'un exemple de réalisation en se référant au dessin annexé qui représente, en coupe médiane longitudinale, une chaudière selon l'invention.
Cette chaudière comprend des conduits dont les parois délimitent des passages d'eau annulaires intérieur 1 et extérieur 2 espacés radialement l'un de l'autre. Une extrémité du passage 2 comporte une portion 3 délimitée par un fond bombé extérieur 5 et un fond bombé intérieur 4, qui ferme l'extrémité adjacente d'un conduit ou cylindre intérieur 6 à l'intérieur duquel est disposé le passage d'eau 1. L'extrémité opposée du passage 1 dépasse l'extrémité adjacente 7 du passage 2 et la partie inférieure du passage 1 est raccordée par un tuyau de transfert 8 à l'extrémité adjacente 9 du passage 2. Des tuyaux verticaux 10 et 11 partent respectivement de l'extrémité 7 du passage 1 et d'un point intermédiaire du passage 2 et raccordent séparément ces deux passages à la partie inférieure d'un réservoir cylindrique 12 disposé au-dessus des passages 1 et 2.Un tuyau d'alimentation 13, raccordé à la partie inférieure du réservoir 12, débouche dans la partie inférieure de la portion 3 du passage 2. Le passage 2 est logé dans un carter 14 dont une paroi terminale est constituée par une porte 15 qui peut être du type précité et qui porte un brûleur 16 assurant l'inflammation du combustible.
L'inflammation du combustible est produite dans un espace cylindrique central 17 entouré par le passage 1 et constituant une chambre de combustion à partir de laquelle les gaz chauds suivent la direction et le sens indiqués par les flèches 18, c'est-à-dire radialement pour pénétrer dans un passage annulaire 19 ménagé dans le cylindre 6 entre les passages 1 et 2 qu'ils quittent en un point voisin de la porte 15. Celle-ci les fait passer le long du passage 2 par un espace annulaire 20 compris entre le passage 2 et le carter 14 pour emprunter finalement un conduit d'évacuation 21 placé dans la paroi terminale opposée 22. Le tuyau 13 n'est pas exposé directement à la chaleur des gaz de combustion et, quand il traverse sur une courte distance le passage 20 où passent ces gaz, il est protégé par un collier isolant 13 A.Un tel agencement réalise ainsi une circulation unidirectionnelle positive. L'eau d'alimentation pénètre d'abord dans le passage 2 d'où une fraction s'écoule par le tuyau 8 dans le passage 1. La vapeur produite dans ces passages annulaires s'élève et pénètre dans le réservoir 12 dans lequel on maintient de l'eau à un niveau donné et qui comporte un manomètre 23, une soupape de sûreté 24, un robinet de désaération 25 et d'autres dispositifs et accessoires usuels. Un raccord de sortie 26 permet de prélever à volonté de la vapeur du réservoir 12, par exemple, comme précédemment indiqué, afin d'entraîner des moteurs ou pour chauffer des immeubles, tandis que l'eau continue son mouvement de circulation décrit ci-dessus.Il va de soi que le réservoir 12 comporte aussi, comme indiqué en 27, un raccord d'alimentation, qui permet de remplacer l'eau transformée en vapeur, ainsi qu'un indicateur de niveau 28. Le carter 14 est porté par des pieds 29 et le conduit qui délimite le passage 1 est supporté à l'intérieur du passage 2 au moyen d'appuis 30 et 31. Ces appuis sont disposés convenablement par rapport aux lignes médianes verticales des passages, et des bandes de frottement 32 sont placées sur le cylindre intérieur, car la seule autre liaison entre les deux passages d'eau est constituée par le tuyau 8 ; ces montages, qui déterminent seuls la position relative des deux passages ne se trouvent qu'à une seule extrémité et, par conséquent, les parois délimitant ces passages peuvent glisser l'une par rapport à l'autre en fonction de la dilatation différentielle.On peut équiper cette chaudière pour y brûler de l'huile, du gaz ou un combustible pulvérisé, ou encore, si besoin est, la chambre de combustion peut être équipée d'un appareil pour le chauffage mécanique au moyen d'un combustible solide approprié.
Le carter 14 peut être fait, par exemple, en acier et être entouré d'une enveloppe calorifuge. Il va de soi que le réservoir 12 serait calorifugé de même manière.Steam boiler.
The invention relates to steam boilers and in particular, but not exclusively, it is applicable to boilers intended for example to heat medium and small office buildings, groups of residential apartments, schools or industrial buildings, as well as to produce steam used in various treatments or to drive engines.
According to the invention, a steam boiler comprises two annular water passages spaced radially from one another and connected to one another at one of their respective adjacent ends, the arrangement being designed so as to pass the hot gases around the outer and inner walls of these passages, each of these passages being individually connected to a water and steam tank from which active steam can be taken.
By using annular water passages in this way, a maximum heating surface is obtained in an extremely small footprint.
Preferably, the conduits or walls which delimit these annular passages are fixed only at one end to their respective supports in order to allow them to expand freely.
In a convenient arrangement, the central inner passage delimited by the inner wall of the inner annular water passage constitutes a combustion chamber from which the hot gases flow, and the water passages are preferably contained in a cylinder or outer casing, one end wall of which carries an ignition device for the fuel intended to be burned in the combustion chamber. Preferably, this end wall comprises a door of the type described in British Patent No. [deg] 959,310 of December 1, 1961.
Preferably, the aforementioned reservoir is arranged above the two annular water passages, so that the steam will rise in these passages to enter this tank through the respective conduits which connect them to the latter.
The invention can be implemented in many different ways. We will limit ourselves below to describing only one example of an embodiment with reference to the appended drawing which shows, in longitudinal median section, a boiler according to the invention.
This boiler comprises conduits, the walls of which delimit annular inner 1 and outer 2 water passages spaced radially from one another. One end of the passage 2 comprises a portion 3 delimited by an outer curved bottom 5 and an inner curved bottom 4, which closes the adjacent end of an inner pipe or cylinder 6 inside which the water passage 1 is arranged. The opposite end of the passage 1 protrudes the adjacent end 7 of the passage 2 and the lower part of the passage 1 is connected by a transfer pipe 8 to the adjacent end 9 of the passage 2. Vertical pipes 10 and 11 respectively lead out. of the end 7 of the passage 1 and of an intermediate point of the passage 2 and separately connect these two passages to the lower part of a cylindrical tank 12 arranged above the passages 1 and 2. A supply pipe 13, connected to the lower part of the reservoir 12, opens into the lower part of the portion 3 of the passage 2. The passage 2 is housed in a casing 14, one end wall of which is formed by a door 15 which may be of the aforementioned type and which carries a 16-burner t ignition of the fuel.
The ignition of the fuel is produced in a central cylindrical space 17 surrounded by the passage 1 and constituting a combustion chamber from which the hot gases follow the direction and the direction indicated by the arrows 18, that is to say radially to enter an annular passage 19 formed in the cylinder 6 between the passages 1 and 2 which they leave at a point close to the door 15. The latter passes them along the passage 2 through an annular space 20 between the passage 2 and the casing 14 to finally take an exhaust duct 21 placed in the opposite end wall 22. The pipe 13 is not directly exposed to the heat of the combustion gases and, when it passes a short distance through the passage 20 where these gases pass, it is protected by an insulating collar 13 A. Such an arrangement thus achieves a positive unidirectional circulation. The feed water first enters passage 2 from which a fraction flows through pipe 8 into passage 1. The vapor produced in these annular passages rises and enters the tank 12 in which it is maintains water at a given level and which comprises a pressure gauge 23, a safety valve 24, a deaeration valve 25 and other usual devices and accessories. An outlet connection 26 makes it possible to take at will steam from the tank 12, for example, as previously indicated, in order to drive motors or to heat buildings, while the water continues its circulation described above. .It goes without saying that the tank 12 also comprises, as indicated at 27, a supply connection, which makes it possible to replace the water transformed into steam, as well as a level indicator 28. The casing 14 is carried by feet 29 and the duct which delimits the passage 1 is supported inside the passage 2 by means of supports 30 and 31. These supports are arranged suitably with respect to the vertical center lines of the passages, and friction strips 32 are placed on the inner cylinder, because the only other connection between the two water passages is formed by the pipe 8; these assemblies, which alone determine the relative position of the two passages, are only found at one end and, consequently, the walls delimiting these passages can slide relative to each other as a function of the differential expansion. can equip this boiler to burn oil, gas or pulverized fuel, or again, if necessary, the combustion chamber can be equipped with an apparatus for mechanical heating by means of an appropriate solid fuel.
The housing 14 can be made, for example, of steel and surrounded by a heat-insulating envelope. It goes without saying that the tank 12 would be insulated in the same way.