FR2841969A1

FR2841969A1 - Steel profile for production of conical combustion chamber of particulate carrying fuel gas burner for boiler has longitudinal duct for water and convex surface facing combustion chamber

Info

Publication number: FR2841969A1
Application number: FR0307727A
Authority: FR
Inventors: Fritz Schoppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2004-01-09
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: FR2841969B1; DE10229859A1

Abstract

The steel profile (1) to make a combustion chamber for a gas fueled boiler has a longitudinally extending duct for through flow of water. The face of the profile facing the combustion chamber is smooth and convex . The profile cross section is mainly rectangular and the duct length is six metres and the profiles are held by collector rings (4,5).

Description

PROFILE CREUX EN ACIER POUR CHAMBRES DE COMBUSTIONHOLLOW STEEL PROFILE FOR COMBUSTION CHAMBERS

La présente invention concerne un profilé creux en acier à partir duquel des parois à refroidissement par eau, en particulier de chambres de combustion coniques pour gaz de combustion poussiéreux, peuvent être construites. Le but de l'invention est de créer un profilé creux en acier ressemblant à un tube à partir duquel on peut construire en particulier des chambres de combustion coniques dotées de parois à refroidissement par eau et qui possède les caractéristiques suivantes: 1. convient pour les densités de flux thermique allant jusqu'à 400 kW/m2 de l'irradiation des gaz de combustion, 2. une surface plate orientée vers le côté des gaz de combustion pour éviter les dépôts de poussière, 3. lors d'une sollicitation de 400 kW/M2, une différence de température de moins de 100 C entre l'endroit le plus chaud et l'endroit le plus froid du profilé, 4. une section transversale d'écoulement pour l'eau suffisante pour un rapport voie d'eau: génération de vapeur plus grand que 12, en relation avec une densité de flux thermique de 400 kW/m2 et une longueur de profilé de 6 m (les profilés creux en acier de formes spéciales sont fabriqués dans un procédé de presse à filer dans des longueurs standard de 6 m), 5. une forme géométrique du profilé creux en acier telle qu'une conicité de la chambre de combustion, c'està-dire un rapport entre le plus grand et le plus petit The present invention relates to a hollow steel profile from which water-cooled walls, in particular conical combustion chambers for dusty combustion gases, can be constructed. The object of the invention is to create a hollow steel profile resembling a tube from which it is possible to construct in particular conical combustion chambers provided with water-cooled walls and which has the following characteristics: 1. suitable for heat flux densities of up to 400 kW / m2 from the combustion gas irradiation, 2. a flat surface facing the side of the combustion gases to prevent dust deposits, 3. when exposed to 400 kW / M2, a temperature difference of less than 100 C between the hottest place and the coldest place of the profile, 4. a cross section of flow for water sufficient for a waterway ratio : steam generation greater than 12, related to a heat flux density of 400 kW / m2 and a profile length of 6 m (hollow steel profiles of special shapes are produced in a spinning press process in lon standard sizes of 6 m), 5. a geometrical shape of the hollow steel profile such as a conicity of the combustion chamber, that is to say a ratio between the largest and the smallest

diamètres d'un tronc de cône est possible jusqu'à 2,50. diameters of a truncated cone is possible up to 2.50.

(Ainsi, par exemple, la conicité de systèmes de fours à combustion Dr Schoppe est de 1,80 à 2,10). Dans les chambres de combustion à refroidissement par eau, par exemple dans le cas de chaudières à vapeur à tubes à eau, on utilise couramment des parois appelées membranaires qui sont composées de tubes parallèles la plupart du temps avec des diamètres allant de 50 mm à ,3 mm, un fer méplat de par exemple environ 25 à 40 mm étant soudé entre chacun d'eux en tant que passerelle, du milieu d'un tube à l'autre milieu d'un tube. Une construction de ce type supporte certes des densités élevées de flux thermique, mais possède cependant une surface ondulée sur laquelle de la poussière difficile à enlever se dépose sur les côtés de la chambre de combustion. En outre, la conicité (rapport entre le diamètre le plus grand et celui le plus petit) qui peut être atteinte est au maximum d'environ 1,20 à 1,30, ce qui n'est pas suffisant pour créer un four de type décrit en introduction. La fabrication de chambres de combustion symétriques en rotation au moyen de la construction (Thus, for example, the conicity of Dr Schoppe combustion furnace systems is from 1.80 to 2.10). In water-cooled combustion chambers, for example in the case of steam boilers with water tubes, walls are commonly used called membranes which are composed of parallel tubes most of the time with diameters ranging from 50 mm to, 3 mm, a flat iron of for example about 25 to 40 mm being welded between each of them as a bridge, from the middle of a tube to the other middle of a tube. A construction of this type certainly supports high densities of heat flux, but nevertheless has a corrugated surface on which difficult to remove dust is deposited on the sides of the combustion chamber. In addition, the taper (ratio between the largest diameter and that the smallest) which can be reached is at most about 1.20 to 1.30, which is not enough to create an oven type described in the introduction. The manufacture of rotationally symmetrical combustion chambers by means of construction

tubulaire mentionnée est également très compliquée. tubular mentioned is also very complicated.

On a également essayé de diminuer les ondulations de la surface du côté de la chambre de combustion, plus exactement du côté des gaz de combustion, en n'étendant pas la passerelle soudée entre les deux tubes du milieu d'un tube vers l'autre milieu d'un tube, comme cela se fait d'habitude, mais en la mettant en place plus loin tournée vers le côté des gaz de combustion. Les ondulations de la surface du côté des gaz de combustion sont certes moins prononcées, mais le flux thermique sortant de la passerelle vers le tube n'est pas aussi bon. Une telle construction permet donc des densités de We have also tried to reduce the undulations of the surface on the side of the combustion chamber, more precisely on the side of the combustion gases, by not extending the welded bridge between the two tubes from the middle of one tube to the other. middle of a tube, as usual, but placing it further away, facing the side of the combustion gases. The undulations of the surface on the flue gas side are certainly less pronounced, but the heat flow leaving the bridge to the tube is not as good. Such a construction therefore allows densities of

flux thermique faibles et réduit encore plus la conicité. low heat flux and further reduces taper.

Egalement, on connaît déjà du document DE 195 27 885 Ai des profilés pour des segments de parois de chaudière qui, dans leurs sections transversales ressemblent, à un gros signe oméga, toutefois dans la formation fermée de l'arc d'oméga, et pour cette raison sont appelés "profilés oméga". Ils permettent bien d'obtenir une surface plate du côté de la chambre de combustion, mais les densités de flux thermique tolérées et la conicité qui peut être obtenue sont encore plus faibles. Les densités de flux thermique pour ces profilés sont également limitées à 100 à 150 kW/m2 parce qu'un passage étroit présent pour le flux de chaleur qui peut provoquer une surchauffe localisée à cet endroit, existe entre les passerelles latéralement à distance et le tube de conduite d'eau au niveau duquel les passerelles sont posées. On connaît du document US 1 732 514 un profilé ressemblant à un profilé oméga d'un segment de paroi de chaudière qui est composé d'un tube et d'une plaque en fer soudée sur celui-ci. Le tube est de préférence un tube sans soudure tandis que la plaque peut être composée de fonte. Selon l'enseignement de ce document, la liaison t 2841969 par soudure et la plaque sont formées de telle sorte que plus de 900, cependant moins de 1800, de la circonférence du tube sont recouverts en partant des joints de soudures et/ou de la plaque, c'est-à-dire que plus de 1800 de la circonférence du tube restent libres. On veut ainsi éviter que le tube ne devienne trop chaud. C'est pour cette raison que dans un mode de réalisation, il est prévu que des éléments en forme de plaques ou de blocs en Also known from document DE 195 27 885 Ai are profiles for segments of boiler walls which, in their cross sections resemble, a large omega sign, however in the closed formation of the omega arc, and for this reason are called "omega profiles". They do make it possible to obtain a flat surface on the side of the combustion chamber, but the tolerated heat flux densities and the conicity which can be obtained are even lower. The heat flux densities for these profiles are also limited to 100 to 150 kW / m2 because a narrow passage present for the heat flow which can cause localized overheating at this location exists between the laterally remote gangways and the tube water line at which the walkways are installed. Document US 1,732,514 discloses a profile resembling an omega profile of a segment of a boiler wall which is composed of a tube and an iron plate welded to it. The tube is preferably a seamless tube while the plate can be made of cast iron. According to the teaching of this document, the connection t 2841969 by welding and the plate are formed in such a way that more than 900, however less than 1800, of the circumference of the tube are covered starting from the welding joints and / or the plate, that is to say that more than 1800 of the circumference of the tube remain free. This is to prevent the tube from getting too hot. It is for this reason that in one embodiment, it is provided that elements in the form of plates or blocks in

matériau réfractaire sont encastrés dans la plaque. refractory material are embedded in the plate.

Le but de l'invention est de fournir un profilé creux en acier à partir duquel des chambres de combustion, en particulier coniques, avec des parois à refroidissement par eau peuvent être fabriquées, qui conviennent pour des densités élevées de flux thermique, ont une surface plate du côté des gaz de combustion et The object of the invention is to provide a hollow steel profile from which combustion chambers, in particular conical ones, with water-cooled walls can be produced, which have a surface area with high densities of heat flux. flat on the flue side and

présentent une conicité élevée.have a high taper.

Ce but est atteint par le fait que le profilé creux a une forme essentiellement rectangulaire dans sa section transversale avec un canal de conduite d'eau disposé essentiellement au milieu qui présente les dimensions suivantes: Largeur a = 120 mm à 180 mm Hauteur c = 52 mm à 74 mm Diamètre du canal de conduite d'eau d = 34 mm à 50 mm, et par le fait que, en relation avec une densité de flux thermique de l'irradiation provenant de la chambre de combustion de 400 kW/m2 et à une longueur de profilé de 6 m, la section transversale du canal de conduite d'eau est suffisante pour un rapport entre le débit d'eau This object is achieved by the fact that the hollow profile has an essentially rectangular shape in its cross section with a water pipe channel arranged essentially in the middle which has the following dimensions: Width a = 120 mm to 180 mm Height c = 52 mm to 74 mm Diameter of the water pipe channel d = 34 mm to 50 mm, and by the fact that, in relation to a heat flux density of the irradiation coming from the combustion chamber of 400 kW / m2 and at a profile length of 6 m, the cross section of the water pipe channel is sufficient for a ratio between the water flow

et la quantité d'eau évaporée d'au moins 12. and the amount of water evaporated by at least 12.

Des réalisations avantageuses de l'invention sont les suivantes: - Le profilé creux en acier possède les dimensions suivantes: Advantageous embodiments of the invention are as follows: - The hollow steel section has the following dimensions:

a = 146 mm, c = 64 mm, d = 41 mm.a = 146 mm, c = 64 mm, d = 41 mm.

- Le côté du profilé creux exposé à l'irradiation thermique est courbe de manière concave dans sa section transversale avec un rayon de courbure R qui se situe - The side of the hollow profile exposed to thermal irradiation is curved concave in its cross section with a radius of curvature R which is

entre 500 mm et 1 500 mm.between 500 mm and 1,500 mm.

- Le rayon de courbure s'élève à R = 1 333 mm. - The radius of curvature is R = 1 333 mm.

- Le côté orienté dans le sens opposé à l'irradiation thermique est courbe de manière convexe - The side facing away from the thermal irradiation is convexly curved

dans sa section transversale.in its cross section.

- La section transversale du profilé creux dans la zone orientée vers la chambre de combustion a la forme d'un trapèze et à ceci, une zone triangulaire aux angles arrondis dans sa section transversale s'adjoint au côté orienté dans le sens opposé à la chambre de combustion, zone dont l'apex est arrondi, moyennant quoi le canal de conduite d'eau se situe au milieu entre l'apex arrondi et - The cross section of the hollow profile in the area facing the combustion chamber has the shape of a trapezoid and to this, a triangular area with rounded angles in its cross section adjoins the side facing in the opposite direction to the room combustion zone where the apex is rounded, whereby the water pipe is located in the middle between the rounded apex and

la surface orientée vers la chambre de combustion. the surface facing the combustion chamber.

- Dans le cas d'une divergence du diamètre du canal de conduite d'eau de d = 41 mm dans la zone de diamètre situé entre 34 mm et 50 mm, toutes les autres dimensions dans leurs sections transversales sont modifiées - In the case of a divergence in the diameter of the water pipe channel of d = 41 mm in the diameter zone between 34 mm and 50 mm, all the other dimensions in their cross sections are changed

linéairement de façon correspondante. linearly correspondingly.

En outre, l'invention indique une chambre de combustion conique avec une surface essentiellement plate à l'intérieur, composée d'une pluralité d'éléments de profilés creux en acier à coins arrondis disposés les uns à côté des autres, qui présentent chacun à l'intérieur un canal de conduite d'eau qui est relié à un système de conduites d'eau, dans laquelle les éléments de profilés creux en acier sont tels que définis précédemment et qui sont maintenus ensemble par une construction extérieure Furthermore, the invention indicates a conical combustion chamber with an essentially flat surface inside, composed of a plurality of hollow steel profile elements with rounded corners arranged one next to the other, which each have inside a water pipe channel which is connected to a water pipe system, in which the hollow steel profile elements are as defined above and which are held together by an external construction

en forme d'anneau.in the shape of a ring.

Un autre exemple est une chambre de combustion à double cône avec une surface essentiellement plane à l'intérieur, composée d'un four s'élargissant en cône à partir d'une extrémité, et d'une buse d'accélération se rétrécissant en forme de cône qui s'adjoint au gros diamètre dudit four, qui sont constitués chacun d'une pluralité d'éléments de profilés creux en acier aux coins arrondis disposés les uns à côté des autres qui présentent chacun à l'intérieur un canal de conduite d'eau relié à un système de conduites d'eau, moyennant quoi les éléments de profilés creux en acier sont tels que définis précédemment qui sont maintenus ensemble par une construction extérieure en forme d'anneau et qui sont équipés de directrices d'air à l'extrémité libre du four et d'une ouverture de sortie à l'extrémité libre de la Another example is a double cone combustion chamber with an essentially flat surface inside, consisting of an oven which widens into a cone from one end, and an acceleration nozzle which narrows in shape cone which adjoins the large diameter of said oven, which each consist of a plurality of hollow steel profile elements with rounded corners arranged next to each other which each have inside a duct channel d connected to a system of water pipes, whereby the hollow steel profile elements are as defined above which are held together by an outer ring-shaped construction and which are equipped with air directors at the free end of the oven and an outlet opening at the free end of the

buse d'accélération.acceleration nozzle.

L'invention crée un profilé creux en acier pour la construction d'une chambre de combustion conique qui convient pour des densités de flux thermique allant The invention creates a hollow steel profile for the construction of a conical combustion chamber which is suitable for heat flux densities ranging from

jusqu'à 400 kW/m2 de l'irradiation des gaz de combustion. up to 400 kW / m2 of irradiation of combustion gases.

Grâce à la surface plate du côté orienté vers les gaz de combustion, les dépôts de poussière peuvent être en grande partie évités. Lors d'une sollicitation de 400 kW/M2, la différence de température entre l'endroit le plus chaud et le plus froid de l'élément profilé creux selon l'invention peut être amenée jusqu'à moins de 1000 C, et, ce qui est particulièrement important, on peut obtenir une conicité de la chambre de combustion allant jusqu'à 2,5 à l'aide du profilé creux selon l'invention. Pour ce faire, les profilés creux doivent simplement être taillés de façon correspondante sur leurs Thanks to the flat surface on the side facing the flue gases, dust deposits can be largely avoided. During a load of 400 kW / M2, the temperature difference between the hottest and coldest place of the hollow profiled element according to the invention can be brought to less than 1000 C, and, this which is particularly important, a conicity of the combustion chamber of up to 2.5 can be obtained using the hollow profile according to the invention. To do this, the hollow profiles must simply be cut correspondingly on their

bords latéraux.side edges.

Le profilé creux en acier selon l'invention possède essentiellement une section transversale rectangulaire, cependant la section transversale peut être modifiée sans perte de rigidité dans le but d'économiser les matériaux en lui donnant une forme de trapèze dans une partie orientée dans le sens de la chambre de combustion à laquelle un triangle à angles arrondis s'adjoint du côté The hollow steel profile according to the invention essentially has a rectangular cross section, however the cross section can be modified without loss of rigidity in order to save materials by giving it a trapezoid shape in a part oriented in the direction of the combustion chamber to which a triangle with rounded angles adjoins the side

orienté dans le sens opposé à la chambre de combustion. oriented in the opposite direction to the combustion chamber.

Dans la section transversale formée par le trapèze et le triangle, un canal de conduite d'eau est réalisé de préférence au milieu. Le côté du profilé creux en acier orienté vers la chambre de combustion est de préférence courbe de manière concave dans sa section transversale, ce qui permet d'éviter une formation d'ombres et les dépôts de poussière à l'intérieur de la chambre de combustion. Sur le côté orienté dans le sens opposé à la chambre de combustion, l'apex émoussé du triangle peut être arrondi de manière convexe afin de réduire encore In the cross section formed by the trapezoid and the triangle, a water pipe channel is preferably made in the middle. The side of the hollow steel profile oriented towards the combustion chamber is preferably curved concave in its cross section, which avoids the formation of shadows and dust deposits inside the combustion chamber. . On the side facing away from the combustion chamber, the blunt apex of the triangle can be convexly rounded to further reduce

plus le poids.the higher the weight.

Avec le profilé creux selon l'invention, le tube de conduite d'eau à travers lequel l'eau à chauffer s'écoule est entièrement inséré dans le matériau de la paroi du profilé creux. Grâce à la forme particulière du profilé creux, telle qu'elle a été créée par l'invention, une transition intensive de la chaleur dans l'élément de refroidissement par la circonférence totale de celui-ci est assurée dans le tube sans provoquer de surchauffes localisées. Pour la transition de la chaleur, le matériau est partout présent de façon suffisante pour que la chaleur puisse s'écouler également vers le côté arrière With the hollow profile according to the invention, the water pipe through which the water to be heated flows is completely inserted into the material of the wall of the hollow profile. Thanks to the particular shape of the hollow profile, as it was created by the invention, an intensive transition of the heat in the cooling element through the total circumference of the latter is ensured in the tube without causing overheating. located. For the transition of the heat, the material is present everywhere enough so that the heat can also flow to the rear side

du tube.of the tube.

Cette circonstance permet des densités de flux thermique élevés pour l'objet de la demande, en This circumstance allows high heat flux densities for the subject of the request, in

comparaison avec l'état de la technique. comparison with the state of the art.

L'invention va être décrite plus en détails cidessous en prenant comme référence les exemples de réalisation représentés sur les dessins. Sont représentés: sur la figure 1, une vue de la section transversale d'un profilé creux en acier selon l'invention; sur la figure 2, une représentation d'une coupe longitudinale du profil selon la figure 1 prise le long de la ligne II-II; sur la figure 3, une vue en élévation du profilé creux en acier selon une forme en cône arrondi préparé pour la construction d'une chambre de combustion conique; sur la figure 4, une chambre de combustion conique fabriquée à partir d'éléments de profilés creux selon les figures précédentes, vue en coupe; sur la figure 5, une vue dans le grand diamètre de la chambre de combustion de la figure 4, en partie en coupe; et sur la figure 6, une coupe longitudinale d'un four de combustion à double cône (chambre de combustion) The invention will be described in more detail below, taking as a reference the embodiments shown in the drawings. Are shown: in Figure 1, a view of the cross section of a hollow steel section according to the invention; in Figure 2, a representation of a longitudinal section of the profile according to Figure 1 taken along the line II-II; in Figure 3, an elevational view of the hollow steel section in a rounded cone shape prepared for the construction of a conical combustion chamber; in Figure 4, a conical combustion chamber made from hollow profile elements according to the previous figures, sectional view; in Figure 5, a view in the large diameter of the combustion chamber of Figure 4, partly in section; and in Figure 6, a longitudinal section of a double cone combustion furnace (combustion chamber)

composé d'un four et d'une buse d'accélération. composed of an oven and an acceleration nozzle.

On reconnaît sur la figure 1 un profilé en acier désigné globalement par 1, vue en coupe transversale, qui présente sur le dessin une partie "inférieure" qui a essentiellement une forme de trapèze et qui est courbe de manière concave selon un rayon R au niveau de son côté inférieur 2 qui pendant l'utilisation est orienté vers la chambre de combustion. Une partie triangulaire supérieure aux angles arrondis s'adjoint à la partie inférieure, l'apex ayant un angle arrondi de manière convexe selon un rayon r. Un canal de conduite d'eau 3 dont la section transversale forme un cercle est réalisé dans le profilé 1, centré sur une ligne médiane qui s'étend entre l'apex We recognize in Figure 1 a steel profile generally designated by 1, cross-sectional view, which has on the drawing a "lower" part which essentially has a trapezoid shape and which is curved concave according to a radius R at the level on its lower side 2 which during use is oriented towards the combustion chamber. An upper triangular part with rounded angles adjoins the lower part, the apex having a convexly rounded angle along a radius r. A water pipe channel 3, the cross section of which forms a circle, is produced in the profile 1, centered on a median line which extends between the apex

arrondi et le côté inférieur 2.rounded and the bottom side 2.

Pour le profilé creux ainsi formé, on peut prendre comme matériaux les aciers profilés pour chaudière courants, pour les pressions plus faibles, on peut For the hollow profile thus formed, we can take as materials the standard steels for boiler, for lower pressures, we can

également prendre d'autres matériaux courants. also take other common materials.

Comme mentionné, le côté inférieur 2 légèrement courbe selon le rayon R est tourné vers les gaz de combustion et permet la construction d'une surface intérieure suffisamment plate pour les écoulements turbulents à l'intérieur d'une chambre de combustion conique. Pour la zone typique du diamètre de la chambre de combustion allant de 1 000 à 3 000 mm, les dimensions suivantes de la section transversale du profilé creux sont optimales: Largeur a = 146 mm Hauteur de la hauteur totale de la partie en trapèze c = 64 mm Diamètre du canal d = 41 mm Rayon d'arrondissement à l'apex r = 36 mm Rayon de courbure sur le côté inférieur R = 1 333 mm Angle des flancs du trapèze As mentioned, the lower side 2 slightly curved along the radius R is turned towards the combustion gases and allows the construction of an interior surface sufficiently flat for turbulent flows inside a conical combustion chamber. For the typical area of the combustion chamber diameter ranging from 1,000 to 3,000 mm, the following dimensions of the cross section of the hollow profile are optimal: Width a = 146 mm Height of the total height of the trapezoid part c = 64 mm Diameter of the channel d = 41 mm Radius of rounding at the apex r = 36 mm Radius of curvature on the lower side R = 1 333 mm Angle of the sides of the trapezoid

à = 150.to = 150.

Pour la construction d'une chambre de combustion en forme de tronc de cône d'une longueur de 3 050 mm dans laquelle les profilés creux de la figure 1 ont une longueur de construction de 2 250 mm, et qui se rétrécit d'un diamètre de 2 484 mm vers un diamètre de 1 468 mm, les baguettes du profilé creux, conformément à la figure 3, se rétrécissent de la largeur mentionnée ci-dessus de a = 146 mm vers une largeur de 88,69 mm, ce qui est réalisé par l'adaptation correspondante par éjection de For the construction of a combustion chamber in the form of a truncated cone with a length of 3 050 mm in which the hollow sections of Figure 1 have a construction length of 2 250 mm, and which narrows by a diameter from 2 484 mm to a diameter of 1 468 mm, the rods of the hollow profile, in accordance with Figure 3, shrink from the width mentioned above from a = 146 mm to a width of 88.69 mm, which is achieved by the corresponding adaptation by ejection of

copeaux des flancs des baguettes de profilé creux. shavings of the sides of the hollow profile strips.

Le profilé selon la figure 1 correspond à peu près au flux thermique de l'irradiation sur le côté inférieur The profile according to Figure 1 roughly corresponds to the thermal flow of the irradiation on the lower side

incurvé 2 en direction du canal d'alimentation d'eau 3. curved 2 towards the water supply channel 3.

Dans le cas d'une irradiation thermique de 400 kW/M2, d'une longueur du profilé creux de 6 m (les baguettes de profilés sont en général disponibles sur le marché dans ces longueurs) et d'une vitesse d'entrée d'eau de 1,20 m/s, le débit d'eau est environ 15 fois plus important que la quantité d'eau évaporée, il y a donc une sécurité suffisamment élevée contre la surchauffe. Le profilé creux peut être agrandi ou réduit géométriquement de manière similaire. Etant donné que le débit d'eau dépend des dimensions et se fait de manière rectangulaire, que cependant l'éclairage énergétique thermique se fait linéairement selon ces dimensions, une réduction mène rapidement à la limite inférieure autorisée du rapport entre le débit d'eau et In the case of thermal irradiation of 400 kW / M2, with a length of the hollow profile of 6 m (the profile strips are generally available on the market in these lengths) and an input speed of 1.20 m / s water, the water flow is about 15 times greater than the amount of water evaporated, so there is a sufficiently high safety against overheating. The hollow profile can be similarly enlarged or reduced geometrically. Since the water flow depends on the dimensions and is done in a rectangular way, however the thermal energy lighting is done linearly according to these dimensions, a reduction quickly leads to the authorized lower limit of the ratio between the water flow and

l'évaporation qui se situe à 12.evaporation which is 12.

Un agrandissement mène à des voies de flux de chaleur plus longs. Lorsque les dimensions augmentent, le point A qui se situe au bord de la surface d'éclairage 2 du profilé creux 1 (voir figure 1) devient An enlargement leads to longer heat flow pathways. When the dimensions increase, the point A which is located at the edge of the lighting surface 2 of the hollow profile 1 (see FIG. 1) becomes

proportionnellement de plus en plus chaud. proportionally more and more hot.

Dans des conditions normales s'appliquant aux chaudières industrielles, les limites raisonnables pour la plus grande largeur a des profilés creux est de 120 mm minimum et de 180 mm maximum. Toutes les autres Under normal conditions applying to industrial boilers, the reasonable limits for the largest width of hollow sections is 120 mm minimum and 180 mm maximum. All the others

dimensions en découlent de manière linéaire. dimensions follow linearly.

Les contours extérieurs du profilé creux 1 peuvent être simplifiés jusqu'à atteindre le cas limite d'un rectangle. Le fonctionnement n'en est pas affecté, mais les cots en matériaux sont sensiblement plus élevés. La construction en est sensiblement plus lourde, sans en The external contours of the hollow profile 1 can be simplified until reaching the borderline case of a rectangle. The operation is not affected, but the costs of materials are significantly higher. The construction is significantly heavier, without

tirer un quelconque avantage.take any advantage.

La figure 4 représente en coupe axiale une chambre de combustion conique, qui est construite selon les figures 1 à 3 à partir de profilés creux découpés sur mesure. On reconnaît sur la figure 4 un profilé creux 1 représenté en coupe qui possède une forme à coins arrondis conformément à la figure 3, et une pluralité de profilés creux semblables à lui situés les uns à côté des autres entourent une chambre de combustion globalement en forme de tronc de cône. Les profilé creux 1 sont rattachés ensemble à un collecteur annulaire 4 inférieur et à un collecteur annulaire 4 supérieur qui servent pour l'alimentation et l'évacuation de l'eau et de vapeur iodée ou d'autres agents de refroidissement. Les profilés creux 1 sont maintenus ensemble par une construction en Figure 4 shows in axial section a conical combustion chamber, which is built according to Figures 1 to 3 from hollow sections cut to measure. We recognize in Figure 4 a hollow profile 1 shown in section which has a shape with rounded corners according to Figure 3, and a plurality of hollow profiles similar to him located next to each other surround a generally shaped combustion chamber trunk of cone. The hollow sections 1 are attached together to a lower annular collector 4 and to an upper annular collector 4 which are used for the supply and discharge of water and iodized steam or other cooling agents. The hollow sections 1 are held together by a construction in

forme d'anneau 6.ring shape 6.

Dans l'exemple représenté, la chambre de combustion est une chambre de combustion secondaire et le diamètre le plus petit du tronc de cône représente la section transversale de la sortie. Les conduits 7 et 8 reconnaissables sur le dessin, dans la zone desquels les profilés creux sont percés, sont un conduit de remplissage 7 pour le combustible en morceaux pour alimenter une grille de combustion ici non représentée, et sur laquelle la chambre de combustion secondaire selon la figure 4 est posée, et un conduit d'allumage de combustion 8 à travers lequel le combustible situé sur la grille de combustion est allumé au moyen d'une lance de combustion lors de la mise en marche. La figure 5 représente une vue dans le grand diamètre de la chambre de combustion de la figure 4. On reconnaît dans celle-ci très clairement la forme aux coins arrondis des profilés creux 1, ses liaisons avec les collecteurs annulaires 4 et 5 et les deux conduits 7 et 8. Une autre utilisation du profilé creux en acier selon l'invention est représentée sur la figure 6. Il s'agit d'un four de combustion à refroidissement par eau pour les hautes pressions d'eau, par exemple pour les chaudières à vapeur industrielles. Des pressions de 80 à bar y sont généralement présentes ainsi que des In the example shown, the combustion chamber is a secondary combustion chamber and the smallest diameter of the truncated cone represents the cross section of the outlet. The ducts 7 and 8 recognizable in the drawing, in the area in which the hollow sections are drilled, are a filling duct 7 for the fuel in pieces to supply a combustion grate here not shown, and on which the secondary combustion chamber according to FIG. 4 is laid, and a combustion ignition pipe 8 through which the fuel located on the combustion grate is ignited by means of a combustion lance when it is started. FIG. 5 represents a view in the large diameter of the combustion chamber of FIG. 4. We recognize in this very clearly the shape with the rounded corners of the hollow sections 1, its connections with the annular collectors 4 and 5 and the two conduits 7 and 8. Another use of the hollow steel profile according to the invention is shown in FIG. 6. It is a water-cooled combustion furnace for high water pressures, for example for industrial steam boilers. Pressures of 80 to bar are generally present as well as

densités de flux thermique allant jusqu'à 400 kW/m2. heat flux densities up to 400 kW / m2.

Cette construction ne peut pas être exécutée dans l'état de la technique actuel pour les raisons évoquées précédemment. Avec l'invention, elle est à présent possible. Le four de combustion est composé des éléments suivants: - Entrée d'air de combustion 31 - Chambre de collection 32 Directrices 33 - Four conique 34 - Buse d'accélération pour les flammes 35 - Lance de poussière de charbon 36 - Cloche de déviation de la lance 37 Ouverture de sortie 38 Pour des combustibles autres que sous forme poussières, d'autres dispositifs d'alimentation combustible selon l'état de la technique doivent être This construction cannot be carried out in the current state of the art for the reasons mentioned above. With the invention, it is now possible. The combustion oven is composed of the following elements: - Combustion air inlet 31 - Collection chamber 32 Guidelines 33 - Conical oven 34 - Acceleration nozzle for the flames 35 - Coal dust lance 36 - Diverter bell lance 37 Outlet opening 38 For fuels other than dust, other fuel supply devices according to the prior art must be

en place.in place.

Les conicités du four 34 et de la} d'accélération pour les flammes 35 sont tellei importantes que ces composants ne peuvent être constri The conicities of the furnace 34 and of the acceleration} for the flames 35 are so important that these components cannot be formed.

qu'avec les profilés creux en acier selon l'invention. with the hollow steel profiles according to the invention.

de en mis buse nent uits fide en put nozzle nent uits fi

Claims

1. Hollow steel profile for the construction of a conical combustion chamber which has a channel extending in the longitudinal direction for the supply of water and an essentially flat surface at least on the side delimiting the combustion chamber, characterized in that the hollow profile (1) has an essentially rectangular shape in its cross section with a water pipe channel arranged essentially in the middle which has the following dimensions: Width a = 120 mm to 180 mm Height c = 52 mm at 74 mm Diameter of the water pipe channel d = 34 mm at mm, and in that, in relation to a heat flux density of the irradiation coming from the combustion chamber of 400 kW / m2 and at a length profile of 6 m, the cross section of the water pipe channel (3) is sufficient for a ratio between the water flow

and the amount of water evaporated by at least 12.

2. Hollow steel profile according to claim 1, characterized by the following dimensions:

a = 146 mm, c = 64 mm, d = 41 mm.

3. Hollow steel profile according to claim 1 or 2, characterized in that the side (2) exposed to thermal irradiation is concavely curved in its cross section with a radius of curvature R

which is between 500 mm and 1,500 mm.

4. Hollow steel section according to claim 3, characterized in that the radius of curvature is R =

1,333 mm.

5. Hollow steel profile according to one of

previous claims, characterized in that the side

oriented in the opposite direction to thermal irradiation is

convexly curved in its cross section.

6. Hollow steel profile according to one of

previous claims, characterized in that its

cross section in the area facing the combustion chamber has the shape of a trapezoid and to this, a triangular area with rounded angles in its cross section adjoins the side facing in the opposite direction to the combustion chamber, area of which the apex is rounded, whereby the water pipe (3) is located in the middle between the rounded apex and the surface (2)

oriented towards the combustion chamber.

7. Hollow steel profile according to one of

claims 2, 4 and 6, characterized in that in the

in case of a divergence in the diameter of the water pipe channel (3) of d = 41 mm in the diameter zone between 34 mm and 50 mm, all the other dimensions in their cross sections are modified linearly

correspondingly.

8. Conical combustion chamber with an essentially flat surface inside, composed of a plurality of elements (1) of hollow steel profiles with rounded corners arranged one next to the other, which each have inside a water pipe channel (3) which is connected to a water pipe system (4, 5), characterized in that the elements (1) of hollow steel profiles are as defined in one

of the preceding claims and which are upheld

together by a shaped exterior construction

ring (6).

9. Double cone combustion chamber with an essentially flat surface inside, composed of an oven (34) widening into a cone from one end, and an acceleration nozzle (35) narrowing in the form of a cone which adjoins the large diameter of said furnace, which each consist of a plurality of elements (1) of hollow steel profiles with rounded corners arranged one next to the other which each have the inside a water pipe channel (3) connected to a system of water pipes (4, 5), whereby the elements (1) of hollow profiles in

steel are as defined in one of the claims

1 to 7 which are held together by an outer ring-shaped construction (6) and which are equipped with air guides (33) at the free end of the oven (34) and an outlet opening (38 ) at the free end of

the acceleration nozzle (35).