<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX CHAUDIERES AQUATUBULAIRES,
L'invention est relative aux chaudières aquatubulaires et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non esclusivement parmi ces chaudières, celles à faisceau incliné.,
Elle a pour but,surtout, de rendre ces chaudières telles qu' elles répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à disposer les tubes à eau en rangées agencées de manière que chaque tube soit assemblé au tube voisin par l'intermédiaire d'une ailette longitudinale commune, et à faire comporter en outre, à une fraction au moins de ces tubes et sur une partie au moins de leur longueur, des ailettes longitudinales, chaque rangée de tubes étant ensuite montée dans la chaudière de façon telle que les bords libres de ces dernières ailettes, appartenant aux tubes d'une rangée, soient au moins approximativement jointifs avec ceux des ailettes appartenant à la fangée adjacente, ce grâce à quoi on peut utiliser comme conduits à fumée les espaces compris entre les parois extérieures des tubes à eau et leurs diverses ailettes.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, mais qui pourraient, le cas échéant, être utilisées isolément, dont il sera plus explicitement parlé ci-après, et notamment: - en une seconde disposition consistant à constituer chacune des deux parois latérales des chaudières au moins partiellement par une rangée de tubes à eau agencée de manière que chaque tube soit assemblé au tube
<Desc/Clms Page number 2>
voisin par l'intermédiaire d'une ailette longitudinale continue, les axes des tubes et les ailettes étant avantageusement disposés dans un même plan au moins sensiblement vertical.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application (notamment ceux pour lesquels on l'applique aux chaudières à faisceau incliné), ainsi que certains modes de réalisation, des susdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les chaudières du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux, notamment les rangées de tubes à eau, propres à leur établissement, ainsi que les installations comportant de semblables chaudières.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise @ l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquel complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fige 1, de ces dessins, représenteschématiquement, en coupe transversale, une portion du faisceau tubulaire d'une chaudière établie conformément à l'invention.
Les fig. 2 et 3 représentent une chaudière établie, elle aussi, conformément à l'invention, respectivement en coupe longitudinale suivant II-II fig. 3 et de face.
La fig. 4, enfin, représente en perspective, portions coupées, une chaudière établie suivant une variante du mode de réalisation des fig.
2 et 3.
Selon l'invention et plus particulièrement selon ceux de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir une chaudière aquatubulaire, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On dispose les tubes à eau en rangées agencées de manière que chaque tube soit assemblé au tube voisin par l'intermédiaire d'une ailette longitudinale commune et avantageusement, en outre, que les axes des tubes d'une rangée et les ailettes qui les assemblent se trouvent sensiblement dans un plan commun. Les axes des tubes sont parallèles entre eux et, de préférence, inclinés par rapport à l'horizontale.
On fait comporter, en outre, des ailettes latérales longitudinales à bords libres à une fraction au moins-de ces tubes, par exemple à chaque tube ou à un tube sur deux, chaque rangée étant ensuite montée de façon telle dans la chaudière que les bords libres de ces dernières ailettes, appartenant aux tubes d'une rangée, soient jointifs avec ceux des ailettes appartenant à la rangée adjacente.
Sur la fig. 1, on a représenté partiellement à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un faisceau tubulaire de chaudière établi conformément à l'invention.On constitue chacune des rangées A, B, C etc. par des tubes à eau la, 3a, 5a, etc., lb, 3b, 5b, etc., assemblés.par l'intermédiaire d'ailettes planes, longitudinales et radiales 2a, 4a, etc., 2b, 4b, etc., qui leur sont, de préférence, soudées. Les tubes d'une rangée sont avantageusement disposés de manière que leurs axes soient dans un même plan et que chacune des ailettes se trouve dans ce plan.
Mais on pourrait également utiliser des ailettes d'assemblage de profil non rectiligne, notamment courbe ou polygonal, et/ou décaler les axes de chacun des tubes de part et d'autre d'un plan donné, sans sortir du cadre de l'invention.
<Desc/Clms Page number 3>
Si, comme représenté à la figo 1, on agence les rangées A, B, C,etc. parallèlement entre elles de manière que, une fois celles-ci montées dans la chaudière, les tubes de deux rangées adjacentes quelconques aient leurs axes situés dans des plans sensiblement perpendiculaires aux plans des rangées, on fait comporter à une fraction au moins de ces tubespar exemple à chacun de ceux-ci, deux ailettes latérales 6a, 7a, 7b, 8b fixées, de préférence, par un cordon de soudure et telles qu'elles se trouvent accolées deux à deux par leurs bords libres (7a et 7b, 8b et 8c, etc.) et avantageusement dans le prolongement l'une de l'autre.
On pourrait également disposer les tubes (et leurs ailettes jointives) en quinconce, ou ne munir d'ailettes qu'un tube sur deux de chaque rangée, par exemple comme représenté à la figo 4.
Pour la clarté du dessin., on a représenté écartés sur la fig. 1 les bords libres des ailettes en regard (7a et 7b, etc.), alors qu'en réalité ils sont au moins approximativement jointifs, comme représenté à la fig. 4..
On utilise comme conduits à fumée les espaces compris entre les parois extérieures des tubes à eau, leurs ailettes d'assemblage et les ailettes jointives. Un tel conduit à fumée est limité, par exemple sur la fig. 1, par un quart de circonférence de chacun des tubes la, lb, 3a, 3b, les ailettes d'assemblage 2a, 2b et les couples d'ailettes 7a, 7b et 10a, lOb.
Les tubes à eau sont réunis, à leurs extrémités, de préférence par dudgeonnage, d'une part à des tubes collecteurs d'entrée 11, et d'autre part à des tubes collecteurs de sortie 12 (fig. 2 à 4), ces tubes étant eux-mêmes réunis, les uns à un caisson collecteur d'entrée 13, les autres à un caisson collecteur de sortie 14. L'inclinaison des tubes à eau est, bien entendu, telle qu'ils montent des tubes collecteurs d'entrée aux tubes collecteurs de sortie, pour assurer une circulation naturelle de 1' eau par thermosiphon. Les tubes collecteurs sont avantageusement disposés parallèlement entre eux, de telle sorte que tous les tubes à eau et, par conséquent, les différents circuits d'eau aient la même longueur, les pertes de charge dans ces divers circuits sont identiques et la circulation d'eau est rationnellement contrôlée.
Deux tels trajets ont été représentés en pointillé sur la fig. 2.
On laisse le bas de la chaudière dépourvu de tubes à eau de manière à former une chambre 15 dans laquelle on fait arriver les fumées; on y fait, par exemple, déboucher un brûleur 16 par une ouverture 17 ménagée dans la plaque avant 18 de la chaudière.
On relie les conduits à fumée avec la chambre 15, d'une part, et entre eux, d'autre part, de manière à faire suivre aux fumées, le long des tubes à eau, des trajets aussi longs que possible, et de préférence égaux entre eux.
A cet effet, on prolonge, jusqu'à la plaque avant, les ailettes jointives 19 de la rangée horizontale inférieure 20 des tubes à eau et on interrompt ces ailettes en 21, de manière que les fumées soient forcées de lécher la plus grande partie des tubes inférieurs 20, de l'avant vers 1' arrière.
Puis on interrompt alternativement du côté de la plaque avant et du côté de la plaque arrière les ailettes jointives appartenant à une même rangée horizontale de tubes, ces ailettes étant prolongées respectivement jusqu'à la plaque arrière et la plaque-avant; cette alternance peut se faire,soit d'une rangée horizontale de tubes à la rangée immédiatement supérieure, soit toutes les deux, trois, etc. rangées, les ailettes jointives, appartenant aux rangées intermédiaires, étant alors interrompues de
<Desc/Clms Page number 4>
part et d'autre,
Sur la fig. 2, on a représenté, à titre d'exemple, un mode de réalisation où cette alternance est réalisée toutes les deux rangées horizontales de tubes: les ailettes 23 appartenant à la rangée 22, i.mmé- diatement au-dessus de la rangée 20, sont interrompues de part et d'au- tre en 24 et 25;
puis les ailettes 27 appartenant à la rangée 26 sont pro- longées jusqu'à la plaque arrière et sont interrompues en 28 avant la pla- que avant etc. On réalise ainsi des chicanes qui assurent une circulation dirigée des fumées, chaque filet fluide des fumées (représenté en trait gras fléché sur la fig. 2) ayant même longueur, et par conséquent mêmes . pertes de charge.
Et, ou bien on se contente de procéder comme il vient d'être dit, ou bien, et de préférence, on a recours encore à certaines dispositions telles que la suivante, qui peut d'ailleurs, le cas échéant, être utilisée isolément.
Suivant cette disposition, que l'on supposera appliquée à une chaudière telle que celle décrite ci-dessus, on constitue chacune des deux parois latérales de la chaudière au moins partiellement par une ran- gée de tubes à eau agencée de manière que chaque tube soit assemblé au tu- be voisin par l'intermédiaire d'une ailette longitudinale continue soudée à ces deux tubes.
Pour une chaudière telle que celle décrite ci-dessus, on prolonge les deux rangées latérales 29 et 30 jusqu'au niveau du sol 31 de la chaudière, la liaison entre le sol horizontal et les tubes inclinés pou- vant se faire à l'aide d'une murette verticale telle que 32 (fig. 4).
Cette disposition peut s'appliquer cependant n'importe quel type de chaudière aquatubulaire, les ailettes jointives étant alors supprimées sur les tubes constituant les rangées latérales telles que 29 et 30.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient une chaudière dont le fonctionnement ressort suffisam- ment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à son sujet dans aucune explication complémentaire et qui présente, par rapport aux chaudiè-' ' res du genre en question déjà existantes de nombreux avantages, notamment un montage plus facile à l'aide de rangées de tubes pré-assemblées, des circuits d'eau et de fumées à pertes de charge également réparties et une surface de chauffe fortement augmentée par la présence des diverses ailettes.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'appli- cation, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses,parties, ayantplus spécialement été indiqués ; en embrasse, au contraire, toutes les varian- tes.
REVENDICATIONS.
1.- Chaudière aquatubulaire caractérisée en ce que les tubes à eau sont disposés en rangées agencées de manière que chaque tube soit assemblé au tube voisin de la rangée par l'intermédiaire d'une ailette longitudinale commune.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS PROVIDED TO AQUATUBULAR BOILERS,
The invention relates to aquatubular boilers and it relates more particularly, because it is in their case that its application seems to be of the most interest, but not exclusively among these boilers, those with inclined beam.
Its main purpose is to make these boilers such that they respond better than hitherto to the various desiderata of practice.
It consists, mainly, in arranging the water tubes in rows arranged so that each tube is assembled to the neighboring tube by means of a common longitudinal fin, and in additionally comprising at least a fraction of these tubes and over at least part of their length, longitudinal fins, each row of tubes then being mounted in the boiler such that the free edges of the latter fins, belonging to the tubes of a row, are at least approximately contiguous with those of the fins belonging to the adjacent mud, whereby the spaces between the outer walls of the water tubes and their various fins can be used as flue pipes.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions which are preferably used at the same time, but which could, where appropriate, be used in isolation, which will be discussed more explicitly below, and in particular: - in a second arrangement consisting in constituting each of the two side walls of the boilers at least partially by a row of water tubes arranged so that each tube is assembled to the tube
<Desc / Clms Page number 2>
neighboring by means of a continuous longitudinal fin, the axes of the tubes and the fins being advantageously arranged in the same at least substantially vertical plane.
It relates more particularly to certain modes of application (in particular those for which it is applied to boilers with inclined beams), as well as certain embodiments of the aforesaid arrangements; and it relates more particularly still, and this as new industrial products, boilers of the type in question comprising application of these same provisions, the special elements, in particular the rows of water tubes, specific to their establishment, as well as the installations comprising similar boilers.
And it can, in any case, be well understood @ with the aid of the additional description which follows, as well as the accompanying drawings, which supplement and drawings are, of course, given mainly by way of indication.
Fig. 1 of these drawings shows schematically, in cross section, a portion of the tube bundle of a boiler constructed in accordance with the invention.
Figs. 2 and 3 represent a boiler established, also, in accordance with the invention, respectively in longitudinal section along II-II fig. 3 and from the front.
Fig. 4, finally, shows in perspective, cut portions, a boiler established according to a variant of the embodiment of FIGS.
2 and 3.
According to the invention and more particularly according to those of its modes of application, as well as according to those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, proposing to establish a aquatubular boiler, the procedure is as follows or analogously.
The water tubes are arranged in rows arranged so that each tube is assembled to the neighboring tube by means of a common longitudinal fin and advantageously, in addition, that the axes of the tubes of a row and the fins which assemble them are substantially in a common plane. The axes of the tubes are mutually parallel and, preferably, inclined with respect to the horizontal.
In addition, longitudinal lateral fins with free edges are made to comprise at least a fraction of these tubes, for example each tube or every other tube, each row being then mounted in such a way in the boiler that the edges free of the latter fins, belonging to the tubes of a row, are contiguous with those of the fins belonging to the adjacent row.
In fig. 1, there is partially shown by way of example, an embodiment of a boiler tube bundle established in accordance with the invention. Each of the rows A, B, C etc. is formed. by water tubes 1a, 3a, 5a, etc., 1b, 3b, 5b, etc., assembled by means of plane, longitudinal and radial fins 2a, 4a, etc., 2b, 4b, etc. , which are preferably welded to them. The tubes of a row are advantageously arranged so that their axes are in the same plane and that each of the fins is in this plane.
But one could also use assembly fins of non-rectilinear profile, in particular curved or polygonal, and / or shift the axes of each of the tubes on either side of a given plane, without departing from the scope of the invention. .
<Desc / Clms Page number 3>
If, as shown in figo 1, rows A, B, C, etc. are arranged. parallel to each other so that, once they are mounted in the boiler, the tubes of any two adjacent rows have their axes located in planes substantially perpendicular to the planes of the rows, at least a fraction of these tubes are made to comprise, for example to each of these, two lateral fins 6a, 7a, 7b, 8b fixed, preferably by a weld bead and such that they are contiguous two by two by their free edges (7a and 7b, 8b and 8c , etc.) and advantageously in the continuation of one another.
The tubes (and their adjoining fins) could also be arranged in staggered rows, or only one tube out of two in each row could be fitted with fins, for example as shown in FIG. 4.
For clarity of the drawing., Spaced apart in FIG. 1 the free edges of the facing fins (7a and 7b, etc.), while in reality they are at least approximately contiguous, as shown in FIG. 4 ..
The spaces between the outer walls of the water tubes, their assembly fins and the adjoining fins are used as flue pipes. Such a smoke duct is limited, for example in FIG. 1, by a quarter of a circumference of each of the tubes 1a, 1b, 3a, 3b, the assembly fins 2a, 2b and the pairs of fins 7a, 7b and 10a, 10b.
The water tubes are joined at their ends, preferably by expanding, on the one hand to inlet manifold tubes 11, and on the other hand to outlet manifold tubes 12 (Fig. 2 to 4), these tubes themselves being joined, some to an inlet collector box 13, the others to an outlet collector box 14. The inclination of the water tubes is, of course, such that they mount collector tubes of inlet to outlet manifolds, to ensure natural circulation of water by thermosyphon. The collecting tubes are advantageously arranged parallel to each other, so that all the water tubes and, consequently, the various water circuits have the same length, the pressure drops in these various circuits are identical and the circulation of water is rationally controlled.
Two such paths have been shown in dotted lines in FIG. 2.
The bottom of the boiler is left without water tubes so as to form a chamber 15 in which the fumes are made to arrive; there, for example, a burner 16 is opened through an opening 17 made in the front plate 18 of the boiler.
The flue pipes are connected with the chamber 15, on the one hand, and between them, on the other hand, so as to make the fumes follow, along the water tubes, paths as long as possible, and preferably equal to each other.
For this purpose, the adjoining fins 19 of the lower horizontal row 20 of the water tubes are extended up to the front plate and these fins are interrupted at 21, so that the fumes are forced to lick the greater part of the water tubes. lower tubes 20, from the front to the rear.
Then, on the side of the front plate and on the side of the rear plate, the adjoining fins belonging to the same horizontal row of tubes are interrupted alternately, these fins being extended respectively to the rear plate and the front plate; this alternation can be done either from a horizontal row of tubes to the row immediately above, or every two, three, etc. rows, the adjoining fins, belonging to the intermediate rows, then being interrupted by
<Desc / Clms Page number 4>
on both sides,
In fig. 2, there is shown, by way of example, an embodiment in which this alternation is carried out every two horizontal rows of tubes: the fins 23 belonging to row 22, i.e. immediately above row 20 , are interrupted on both sides at 24 and 25;
then the fins 27 belonging to row 26 are extended to the back plate and are interrupted at 28 before the front plate etc. Baffles are thus produced which ensure a directed circulation of the fumes, each fluid stream of the fumes (shown in bold arrowed lines in FIG. 2) having the same length, and therefore the same. pressure losses.
And, either one is satisfied to proceed as it has just been said, or else, and preferably, one still has recourse to certain provisions such as the following one, which can moreover, if necessary, be used in isolation.
According to this arrangement, which will be assumed to be applied to a boiler such as that described above, each of the two side walls of the boiler is at least partially formed by a row of water tubes arranged so that each tube is assembled to the adjacent tube by means of a continuous longitudinal fin welded to these two tubes.
For a boiler such as that described above, the two lateral rows 29 and 30 are extended to the level of the floor 31 of the boiler, the connection between the horizontal floor and the inclined tubes being able to be made using a vertical wall such as 32 (fig. 4).
This arrangement can however be applied to any type of aquatubular boiler, the adjoining fins then being removed from the tubes constituting the lateral rows such as 29 and 30.
As a result, whatever the embodiment adopted, a boiler is obtained whose operation emerges sufficiently from the foregoing for it to be unnecessary to enter into any additional explanation about it and which presents, for example compared to boilers of the type in question already existing many advantages, in particular easier assembly using rows of pre-assembled tubes, water and flue gas circuits with equally distributed pressure drops and a heating surface greatly increased by the presence of the various fins.
As is evident, and as it follows moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various. , parts, having been more specially indicated; embraces, on the contrary, all the variations.
CLAIMS.
1.- Aquatubular boiler characterized in that the water tubes are arranged in rows arranged so that each tube is assembled to the tube adjacent to the row by means of a common longitudinal fin.