<Desc/Clms Page number 1>
@ Dispositif pour la production d'eau chaude et de-vapeur
La présente invention concerne un dispositif destiné à réaliser, dans la production d'eau chaude et de vapeur pour tous les besoins industriels et domesti- ques le chauffage et la vaporisation de l'eau avec l'uti- lisation la plus complète du combustible et avec une ré- duction extrême de la consommation de combustible, ainsi que dans le temps le plus court.
Toutes les mesures connues jusqu'à présent, poursuivant ce but, et les dispositifs servant à leur réalisation se sont montrés insuffisants ou inaptes et cela pour la raison que pour chauffer l'eau et en parti- culier pour la production de vapeur d'eau, la surface de chauffe effective est trop petite dans tous les cas con- nus jusqu'à présent et parce que pour la production de vapeur il faut maintenir chaude une masse d'eau beaucoup
<Desc/Clms Page number 2>
trop grande qui n'est nullement nécessaire pour transfor- mer en vapeur une quantité d'eau déterminée.
Par suite du refroidissement de la grande quan- tité d'eau, dans la. chaudière, seul endroit où elle était transformée en vapeur, jusqu'à présent, il n'est d'autre part pas possible d'obtenir une pression de vapeur par- ticulièrement élevé.e.
La présente invention supprime ces inconvé- nients.
La caractéristique de cette invention réside en l'emploi ae corps de chauffage tubulaires sans soudure, de même hauteur, a. double paroi, contenant de l'eau, pla- ces dans la boîte à feu, verticalement au-dessus de la source de chaleur (grille ou brûleur), ouverts du haut et du bas et baignés ainsi de tous côtés, à l'intérieur et a l'extérieur par les gaz chauds, ces corps de chauffage étant réunis, sans emploi de plaques de fond, à la partie inférieure, par des raccords de jonction parcourus par l'eau, de façon à former des batteries de chauffage cons- tituées par les tubes assemblés, tandis que ces batte- ries sont réunies entre elles,
en un nombre de groupes par des tuyaux ou pièces tubulaires servant au passage de l'eau pour former un ensemble .tubulaire complexe dans lequel les différents corps de' chauffage réunis en un nombre illimité, en batteries et baignés par les gaz chauds de l'extérieur et de l'intérieur comportent cha- cun une paroi extérieure large et une paroi intérieure étroite entre lesquelles l'eau passe en couches, de pré- férence minces.
Le dessin montre, à titre d'exemple, une forme de realisation de l'invention
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 1 montre l'appareil en vue de côté, partiellement en coupe.
La fig. 2 est une coupe horizontale par la li- gne I-K de la fig. 1.
La fige 3 montre un détail à plus grande échel- le.
La fig. 4 est une coupe par L-M de la fig. 3.
Le nouvel appareil est composa,comme on le voit au dessin, d'un certain nombre de corps.de chauffage tubulaires 8, à double paroi,contenant dé l'eau, ou- verte du haut et du bas et placés dans la boîte à feu 2 verticalement au-dessus,de la source de chaleur. Dans l'exemple de réalisation représenté, ils sont disposés au-dessous de la grille, et dans le cas d'un chauffe- bain au gaz, verticalement au-dessus des brûleurs.Chacun de ces corps de chauffage est constitué par une enveloppe extérieure large 17 et une enveloppe. Intérieure plus étroite 18. Ces deux parois sont reliées du haut et du bas par des manchons de raccordement ouverts et interchan- geables 21.
Dans l'intervalle 9 formé entre la paroi tu- bulaire étroite'et la paroi tubulaire large, on fait pas- ser l'eau à chauffer ou à vaporiser, de préférence en couche mince. Lesgaz chauds s'élevant de la source de chaleur peuvent ainsi baigner les corps de chauffage 8 contenant de l'eau, de l'intérieur et de l'extérieur ou de tous les cotés.
Les diamètres extérieur et intérieur des parois métalliques sans soudurepeuvent être quelconques mais ils¯seront de préférence petits pour qu'on puisse monter dans l'espace disponible du foyer une surface de chauffe utile aussi grande que possible.
Ces corps de chauffage individuels 8, à double,
<Desc/Clms Page number 4>
paroi, sans soudure et de même hauteur, sont réunis par le haut et par le bas, en nombre quelconque, en groupes ou en batteries de chauffage 9' au moyen de tuyaux de jonction 24 servant au passage de l'eau; dans l'exemple représenté, quatre corps de chauffage sont réunis pour former une, batterie.
Les batteries de chauffage, parcou- rues par l'eau, ainsi assemblées, peuvent aussi être cou- lées en une pièce d'acier ou d'unautre métal, avec leurs parois extérieures et leurs tubes de jonction 24, ces derniers pouvant avoir une section transversale quelcon- que.Ces batteries de chauffage faites de plusieurs élé- ments 8 sont alors raccordées du bas par des tubulures 27 reliées à la conduite d'amenée de l'eau 26 et du haut par des tuyaux correspondants 28, de départ de la vapeur, pour former un ensemble tubulaire complexe comportant un nombre quelconque de tubes de chauffage à double paroi.
Sous l'action des gaz chauds qui s'élèvent de la source de chaleur et qui baignent les tubes de tous côtés, de l'intérieur et de l'extérieur, l'eau contenue entre les parois tubulairessans soudure est chauffée et vaporisée par la voie la plus'rapide.
Par suite de la fermeture 'individuelle des chemises d'eau du haut et',du bas, chaque corps de chauf- fage possède moyennant une 'subdivision convenablement adaptée au rendement des surfaces de chauffe ou à la transmission de chaleur, son débit propre indépendant, permettant d'atteindre au point le plus haut de chaque corps de chauffage à double paroi l'effet désiré de pro- duction d'eau chaude ou de vapeur.
Grâce à la réunion des différents corps de chauffage' en batteries ou en groupes' et à l'assemblage de
<Desc/Clms Page number 5>
ceux-ci en un ensemble tubulaire, le débit est multiple.
L'obturation séparée des différents corps de chauffage à double paroi permet d'obtenir de grandes sur- faces de chauffe dans un espace réduit. Par suite de la position verticale des @ corps de chauffage par rapport à la surface de la grille ou à la source de chaleur, on réalise finalement encore cet avantage que les gaz chauds s'élevant de la sourdede chaleur sont obligés de venir en contact, uniformément en tous les points de la surface de chauffe, c' e st-à-dire de la paroi intérieure et de la paroi extérieure des corps de chauffage contenant l'eau, ce qui a pour effet l'utilisation presque complète du com- bustible et élève considérablement le rendement de l'ap- pareil.
D'autre part, par suite de la disposition verti- cale des corps de chauffage à double paroi, on obtient un plan d'eau plus élevé par rapport à la section trans- versale de la chambre d'eau, ce qui empêche, en cas ae montage des corps de chauffage en groupes, que ces corps ou certains d'entre eux brûlent ou soient chauffés à sec, vu que par suite de l'amenée de l'eau par le bas et de la réunion des corps de chauffage sans soudure de même hau- teur, le plan d'eau s'établit au-même niveau dans tous les tubes.
Comme la suie peut difficilement s'attacher aux parois, métalliques placées verticalement, on empêche, en outre, la formation de couches de suie, et ce d'autant plus que les gaz chauds parcourant la chambre de combus- tion sont toujours en'communication avec la chaleur rayonnante de la source de chaleur par exemple avec la grille), ce qui produit une combustion à peu près com- plète du combustible jusqu'au carneau et a pour conséquen- ce une grande économie de combustible.
<Desc/Clms Page number 6>
D'autre pa.rt, la durée d'existence des corps de chauffage est considérablement augmentée aussi par la conductivité de la chaleur et par l'amenée des gaz chauds dans une mesure appropriée au contenu en eau, parce qu'on réalise avec une surface de grille réduite une grande surface de chauffe, ce qui a pour effet la répartition des gaz chauds sur toute la surface de .chauffe.
Les tubes ou les enveloppes métalliques des différents corps de chauffage 8 peuvent aussi, comme le montrent les fig. 3 et 4, être revêtus d'enveloppes inté- rieures remplaçables, 19 et 20,contenant l'eau et faites en une matière bonne conductrice de la chaleur comme l'aluminium, le cuivre, etc..., Ces tubes intérieurs ont pour but d'empêcher la formation d'incrustations éven-, tuelles, formation qui n'est cependant pas à craindre vu que, par suite de la circulation rapide, l'eau se meut en tournant dans les chemises, tabulaires..
Dans la forme d'exécution représentée, l'eau à chauffer ouà vaporiser arrive à l'état déjà réchauffé, d'une chaudière d'eau d'alimentation 25 placée dans la partie supérieure de la boite à feu fermée 2, par la con- duite d'amenée d'eau 26 et par les tubulures 27 reliées entre elles et raccordées aux tubulures 24 des tubes de chauffage sans soudure 8, à double paroi, dansles cham- bres d'eau 9 étroites qui sont formées par les parois tu- bulâires de diamètres différents et dans lesquelles elle -est refoulée au moyen d'une pompe non représentée au dessin.
Les extrémités super Jarres des corps de chauffage 8, à double paroi, qui sont également reliées entre eux en cet'endroit par des tubulures pour former des groupes ou des oatteries, sont mises en communication avec un tuyau de départ de vapeur approprié qui est formé de tronçons 28
<Desc/Clms Page number 7>
et dont le prolongement 29 débouche dans le collecteur de vapeur 30monté derrière les groupes 9' dans le car- neau de départ des gaz chauds et d'où la vapeur, produite entre les parois tubulaires sans soudure des corps de chauffage 8 contenant de l'eau, et emmagasinée dans la chaudière, est conduite par le tuyau 31 au point d'uti- lisation.
La liaison entre les corps de chauffage sans soudure, à double paroi et de même hauteur, au point le plusbas a pour but de réali'ser une ascension uniforme de l'eau dans tous les groupes, de sorte que cette eau est rapidement et uniformément chauffée et transformée en va- peur.
En dehors de l'exemple de réalisation représen- té, la présente invention est applicable avantageusement à tous les genres de production d'eau chaude ou de va- peur, en particulier aux appareils à eau chaude tels que les chauffe-bains, ainsi qu'aux collecteurs de vapeur, sur-chauffeurs, accumulateurs de chaleur et autres.
Par suite de l'obturation individuelle des corps de chauffage à double paroi contenant de l'eau et par suite de la section transversale réduite de la cham- bre d'eau, cette invention convient particulièrement, par la production de vapeur à haute pression qui doit agir aussi bien sur la paroi intérieure que sur la paroi extérieure de chaque corps de chauffage, de sorte que la pression est brisée et qu'il nepeut y avoir de danger pour la sécurité de fonctionnement.
Ceci dit, nous déclarons considérer comme étant de notre invention et revendiquer . lo)Un dispositif pour 'la production d'eau chaude et de vapeur, caractérisé par la disposition de plusieurs corps de chauffage (8) de forme tubulaire, sans soudure,
<Desc/Clms Page number 8>
de même hauteur, à double paroi et contenant de l'eau, placés dans la boîte à feu verticalement au dessus de la source de chaleur, ouverts du haut et du bas et baignés ainsi de l'intérieur et de!l'extérieur par les gaz chauds, corps de chauffage qui sont réunis, sans emploi de plaques de fond, du haut et du bas, par des tubulures de jonction (24) servant au passage dé l'eau, pour former des groupes ou batteries de chauffage (9') constitués par plusieurs corps de chauffage assemblés,
ces groupes ou batteries étant raccordés par des tuyaux (27) en un nombre de grou- pes illimité pour former 'un ensemble tubulaire dans ,le- quel les corps de chauffage individuels (8) réunis en nombre illimité en batteries et baignés par les gaz chauds de l'extérieur et de l'intérieur sont formés, chacun, d'une paroi extérieure large (17) et d'une paroi intérieure plus étroite (18) entre lesquelles l'eau est mise en circulation de préférence en couche mince.
2 ) Un dispositif pour la production d'eau chaude et de vapeur selon 1, caractérisé en ce que les tubes in- térieurs et extérieurs des corps de chauffage (8) conte- nant de l'eau sont reliés du bas et du haut par des man- chons d'obturation interchangeables (21) ouverts inté- rieurement et sont ainsi obturés chacun séparément.
3 ) Un dispositif pour la production d'eau chaude et de vapeur selon 1 et 2, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau est assurée par des tuyaux distributeurs d'eau (26) alimentant uniformément tous les corps de chauffage à la fois, par le p'oint le plus bas, de sorte qu'il règne, dans tous les corps de chauffage, un plan d'eau de même hauteur et que les corps de chauffage sont refroidis du côté situé près de la grille.
<Desc/Clms Page number 9>
4 ) Un dispositif pour la production d'eau chaude et de vapeur selon 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les surfaces intérieures des parois (17,18) des corps de chauffage (8) sont revêtues de tubes intérieurs (18, 20), de préférence interchangeables, en une matière bonne conductrice de la chaleur comme L'aluminium, le cuivre ou une matière équivalente.