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Chaudières à vapeur
La présente invention se rapporte à des 'générateurs de vapeur avec corps de chaudière transversaux et tubes d'eau courbes. Elle a pour objet de procurer un générateur de vapeur à tubes d'eau comprenant des corps cylindriques transversaux, en bas et en haut, reliés par des faisceaux de tubes enfermés dans la structure, de manière que le volume des gaz du foyer qui traversent les faisceaux de tubes diminue à mesure que les gaz se refroidissent dans leur trajet pour aller à l'orifice à registre conduisant à la cheminée ;
les parois en chicane, cau- se de retours brusques de, gaz chauds, spnt éliminées, et le tirage étant par, conséquent directe on n'a pas besoin de hautes cheminées et d'un tirage forcée
Un autre objet de l'invention est de permettre un agence- ment de faisceaux de tubes d'eau passant au travers du courant dés gaz de la combustion et agissant comme des chicanes qui fil- trent les gaz et retardent leur écoulement. -Un autre objet en- core de cette, invention; , c'est de prévoir un appareil réchauf- feur de l'eau d'alimentatinoà l'intérieur de la structure de chaudière, cette eau étant introduite au point de la structure où les gaz du foyer, sont le plus froids.
Ces divers résultais sont 'obtenus au moyen de la chaudière à vapeur représentée en coupe verticale sur/le dessin ci-joint,
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sur lequel A indique le cylindre inférieur pour les eaux bour- beuses, B le cylindre d'où se dégage la vapeur; ces deux cy-- lindres sont reliés par un faisceau de tubes d'eau montants Ci et d'un faisceau de tubes d'eau descendants C': les deux fais- ceaux C et C' sont séparés par un intervalle dans lequel se trouvent des tubes surchauffeurs de vapeur D qui, dans le haut, pas sent entre les tubes C pour aboutir à des conduits transversaux d'entrée et de sortie D'et D2;
au dessus de l'axe du corps de. chaudière B, et derrière lui, il y a un corps cylindrique E recevant la vapeur et l'eau d'alimentation, et relié à un fais- ceau de tubes de vapeur E' qui entrent dans l'enveloppe tubul ai- re B par le haut; le corps E est relié au conduit d'admission @ 2
D' des tubes de surchauffe D par un tuyau de vapeur E Dans le cylindre E est formée, partant du bas, une cloison verticale e à la gauche de laquelle aboutit dans le cylindre un faisceau de tubes d'eau d'alimentation D descendant jusqu'au 'cylindre inférieur F'; un autre faisceau de tubes d'eau d'alimentation montants F2 relient le cylindre F' un cylindreupérieur E, à droite de la cloison e.
Un faisceau de tubes d'eau d'alimentation descendants F3 relie le cylindre E, à droite de 1 a cloison e, avec le cylindre d'eau bourbeuse A.
Derrière le faisceau des tubes d'alimentation .d'eau F des- cendants, il y a une série de tubes de réchauffage où l'eau mon- te et descend, et qui peuvent être agencés d'une manière quelcon- que; ils sont constitués de préférence par une série de conduits transversaux inférieurs G et de conduits transversaux supérieurs G' qui sont reliés par des tubes d'eau d'alimentation G2, l'eau montant dans les uns et descendant dans les autres;
les conduits de la première et de la seconde paires supérieures G' communi- quent par des raccords et les conduits de la seconde et de la troisième paires inférieures G communiquent par les raccords Un tuyau G3 partant d'une pompe alimentaire non représentée abou- tit au premier conduit inférieur transversal, tandis qu'un tuyau G4 partant du dernier conduit transversal supérieur se continue par le tuyau G5 qui, dans le cylindre E, amène l'eau à gauche de la cloison e.
Un tuyau de décharge ¯a est adapté sous le cylindre
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A, et un autre .tuyau de'décharge''est adapté sous le osylin- , dre -F' pour. eff.oofuer.la. vidange des. boues ou dépôts qui s'y sont accumulés. 'H et sont des tubes servant à faire oommu- niquer un tube de niveau d'eau.vertical avec le cylindre
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B, de manière à renseigner sur 1'hauteur de l'eau dans ce cy- lindre, hauteur qui, dans 1 exemple du dessin, est marquéep ar la ligne de traits interrompus J-.
En avant du cylindre inférieur A se trouve la paroi ar- rière de foyer K supportant une extrémité des barreaux de grille
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K.'; cette Paroi, IK touche le'coté arrière qu cylindre FI de sorte que les gaz du foyer ne peuvent passer entre eux. |<a paroi arrière M comprend une chambre pour la réception des con-
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duits inférieurs G. chambre fermée par un couvercle M' Omette ' paroi M est munie aussi d'une ouverture M3 pour le passage des gaz allant à la cheminée,, non représentée, N est la paroi qui ferme le haut. du foyer depuis la paroi arrière M jusqu'à la paroi avant L.
L'eau d'alimentation est introduite dans les cylindres ou copps de chaudière et dans les tubes d'eau jusqu'à ce que le niveau dans les cylindres t et 3 corresponde à celui indiqué par la ligne J et dont on voit la hauteur dans le tube de verre de niveau d'eau; à cette hauteur, l'eau recouvre les extrémités supérieures des faisceaux de tubes reliés aux cylindres supérieurs
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B et Ee On allume ensuite le combustible étendu sir les bar- reaux de grille K';
les gaz |chaT±âi3" se dégagent du foyer et g8r- gnent obliquement l'ouverture M 2 par laquelle ils vont dans la cheminée., aés avoir traversé âuçcessivement les faisceaux de tubes C,';ett P comme l'indiquent les longues flèches , de la figure,- chaque faisceau de -tubesaleau s'emparant d'une certaine quantité de la chaleur des gaz dont la température diminue ainsi progressivement à mesure qu'ils se rapprochent du
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point de sortie ?42.' L'eau froide qui .entre dans les tubes de réchauffage G2 est à une température suffisamment inférieure à celle des gaz du foyer dans la partie située immédiatement
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avant l'ouverture M 2 1 pour céder assez de chaleur à l'eau
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de ces tubes pour la réchauffer avant qu'elle entre dans le cy- lindre E, à gauche de la cloison e,
en* sorte que cette eau at- .teint la température d'ébullition après avoir parcouru les fais- ceaux des tubes F et F2 ,de descente et de montée, pour arriver au côté droit de la toison e, d'où elle descend parle faisceau de tubes F3 dans le cylindre A pour circuler ensuite en cir- cuit continu à travers les tubes de montée C, le cylindre B, les tubes de descente C' et le cylindre A; la vapeur qui pas- se de ce cylindre A dans le cylindre B parcourt ensuitees tu- bes E' situés immédiatement sous le couvercle N et entre dans le cylindre E d'où elle se rend, par le conduit E2 au con- duit D' et aux tubes surchauffeus D où le reste de vapeur. humide se sèche avant d' arriver au conduit de décharge D2 où il n'entre que de la vapeur entièrement sèche.
Les tubes d'eau qui contiennent la vapeur la plus froide sont dans la partie de le chaudière où le nombre de calories. qui passent est ré- duit au minimum par les absorptions successives de chaleur par les faisceaux de tubes d'eau traversés, et ce sont les fais- ceaux rapprochés de la Source de chaleur qui contiennent l'eau la plus chaude.
On remarquera que la structure ne comporte pas de parties rentrantes formant chicane, de sorte, que le courant des gaz chauds a lieu directement vers l'ouverture d'échappe- ment, ce qui évite l'emploi de hautes cheminées et d'un tira- ge forcé; les faisceaux de tubes disposés en travers du cou- rant dos gaz du foyer sont le seul obstacle à ce courant auquel il oppose la résistance nécessaire pour dépouiller les gaz d'une notable partie de leur chaleur au profit de l'eau des tubes, de façon que ces gaz n'ont plus, leur arrivée à l'ouverture
M2, que la température nécessaire pour entretenir le tirage utile.
L'eau d'alimentation qui passe par les tubes réchauffeurs
G2 passe assez vite pour emporter toute 'la chaleur prise aux gaz du foyer. L'échauffement de l'eau dans les faisceaux de tubes de descente F et. de montée F2 déterminent un précipité de matières calcaires dans le cylindre inférieur F', de sorte que l'eau qui arrive dans le cylindre A est presque exempte de
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matières étrangères et que les tubes 6 'et C ne s entartrent pas.
Les tubes surchauffeurs étant derrière le faisceau de tubes C, sont un peu abrités des flammes du foyer, et ils ai- dent à absorber la chaleur des gaz de la combustion, de sorte que le faisceau des tubes d'eau de descente C' sont dans une zone'moins chaude, par rapport austubesde montée C, ce qui faci- lite la descente et augmente la' vitesse de circulation de l'eau das ces tubes. De même, les tubes de montée F2 étant plus près de la source de chaleur, sont plus chauds que les tubes de des- cente F, .ce, qui facilite aussi la circulation de l'eau dans ces tubes.
Le cylindre E, d'où -arrive la vapeur à employer, se trouve, quand elle est prélevée d'une façon excessive, réduite à une pression 'sensiblement inférieure à la pression de la vapeur dans le cylindre de libération B; la différence de pression est partiellement compensée par le fait que le cylindre E est au dessus de l'axe du cylindre B, de sorte que l'eau .qui est dans les tubes F3 ne remonte pas par la pression de la vapeur dans le cylindre B, et qu'ainsi un courant continu d'eau d'alimen- tation est maintenu dans la partie de chaudière où se fait 1 1 évaporation.
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Steam boilers
The present invention relates to steam generators with transverse boiler bodies and curved water tubes. Its object is to provide a steam generator with water tubes comprising transverse cylindrical bodies, at the bottom and at the top, connected by bundles of tubes enclosed in the structure, so that the volume of the gases of the hearth which pass through the tube bundles decrease as the gases cool in their path to the register orifice leading to the chimney;
the walls in baffle, cause of sudden returns of, hot gases, spnt eliminated, and the draft being therefore direct one does not need high chimneys and a forced draft
Another object of the invention is to allow an arrangement of bundles of water tubes passing through the flow of combustion gases and acting as baffles which filter the gases and retard their flow. - Yet another object of this invention; , it is to provide an apparatus for heating the feed water inside the boiler structure, this water being introduced at the point of the structure where the gas in the fireplace is coldest.
These various results are 'obtained by means of the steam boiler shown in vertical section on / the attached drawing,
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on which A indicates the lower cylinder for muddy water, B the cylinder from which the steam is released; these two cylinders are connected by a bundle of rising water tubes Ci and a bundle of descending water tubes C ': the two bundles C and C' are separated by an interval in which are steam superheater tubes D which, at the top, not feel between the tubes C to end in transverse inlet and outlet ducts D'and D2;
above the axis of the body of. boiler B, and behind it there is a cylindrical body E receiving the steam and feed water, and connected to a bundle of steam tubes E 'which enter the tubular casing B through the top; body E is connected to the intake duct @ 2
D 'overheating tubes D by a steam pipe E In the cylinder E is formed, starting from the bottom, a vertical partition e to the left of which ends in the cylinder a bundle of feed water tubes D descending to 'to the' lower cylinder F '; another bundle of upright feed water tubes F2 connect the cylinder F 'to a cylinder E, to the right of the partition e.
A bundle of descending feed water tubes F3 connects cylinder E, to the right of partition e, with muddy water cylinder A.
Behind the bundle of the downstream water supply tubes F there is a series of reheating tubes where water rises and falls, and which can be arranged in any way; they are preferably formed by a series of lower transverse conduits G and upper transverse conduits G 'which are connected by feedwater tubes G2, the water rising in some and descending in others;
the conduits of the first and second upper pairs G 'communicate by couplings and the conduits of the second and third lower pairs G communicate by the couplings A hose G3 leaving from a food pump not shown terminates to the first lower transverse duct, while a G4 pipe starting from the last upper transverse duct is continued by the G5 pipe which, in cylinder E, brings water to the left of partition e.
A discharge pipe ¯a is fitted under the cylinder
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A, and another .discharge pipe 'is fitted under the osylin-, dre -F' for. eff.oofuer.la. emptying. sludge or deposits that have accumulated there. 'H and are tubes used to communicate a vertical water level tube with the cylinder
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B, so as to provide information on the height of the water in this cylinder, which height, in the example of the drawing, is marked by the dotted line J-.
In front of the lower cylinder A is the rear wall of hearth K supporting one end of the grate bars
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K. '; this Wall, IK touches the rear side of the cylinder FI so that the gases from the hearth cannot pass between them. | <the rear wall M includes a chamber for the reception of
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lower ducts G. chamber closed by a cover M 'Omette' wall M is also provided with an opening M3 for the passage of gases going to the chimney ,, not shown, N is the wall which closes the top. from the fireplace from the rear wall M to the front wall L.
The feed water is introduced into the boiler cylinders or copps and into the water tubes until the level in cylinders t and 3 corresponds to that indicated by line J and whose height can be seen in the water level glass tube; at this height, water covers the upper ends of the bundles of tubes connected to the upper cylinders
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B and Ee The expanded fuel is then ignited on the grate bars K ';
the gases | chaT ± âi3 "emerge from the hearth and g8rgn obliquely the opening M 2 by which they go into the chimney. arrows, in the figure, - each bundle of -tubesaleau seizes a certain quantity of the heat of the gases, the temperature of which thus gradually decreases as they approach the
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exit point? 42. ' The cold water entering the heating tubes G2 is at a temperature sufficiently lower than that of the gas in the fireplace in the part located immediately
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before opening M 2 1 to give enough heat to the water
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of these tubes to heat it before it enters the cylinder E, to the left of the partition e,
in * so that this water reaches the boiling temperature after having traversed the bundles of the tubes F and F2, of descent and of ascent, to arrive at the right side of the fleece e, from which it descends by bundle of tubes F3 in cylinder A to then circulate in a continuous circuit through risers C, cylinder B, downpipes C 'and cylinder A; the steam which passes from this cylinder A into the cylinder B then passes through the tubes E 'located immediately under the cover N and enters the cylinder E from where it goes, through the duct E2 to the duct D' and to the superheated tubes D where the rest of the steam. wet dries before reaching discharge duct D2 where only fully dry steam enters.
The water tubes which contain the coldest vapor are in the part of the boiler where the number of calories. which pass is reduced to a minimum by the successive absorptions of heat by the bundles of water tubes passed through, and it is the bundles close to the Heat Source which contain the hottest water.
It will be noted that the structure does not include re-entrant parts forming a baffle, so that the flow of hot gases takes place directly towards the exhaust opening, which avoids the use of high chimneys and a tira - forced age; the bundles of tubes arranged across the gas current of the hearth are the only obstacle to this current to which it opposes the resistance necessary to strip the gases of a significant part of their heat in favor of the water in the tubes, way that these gases no longer have their arrival at the opening
M2, that the temperature necessary to maintain the useful draft.
Feed water passing through the heating tubes
G2 passes quickly enough to carry all the heat taken from the gas from the fireplace. The heating of the water in the bundles of downpipes F and. of rise F2 determine a precipitate of calcareous matter in the lower cylinder F ', so that the water which arrives in the cylinder A is almost free of
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foreign matter and that the tubes 6 'and C do not scale up.
The superheater tubes, being behind the bundle of tubes C, are somewhat sheltered from the flames of the hearth, and they help to absorb the heat of the combustion gases, so that the bundle of the descent water tubes C 'are in a less hot zone, relative to the rise tubes C, which facilitates the descent and increases the speed of water circulation in these tubes. Likewise, the riser tubes F2, being closer to the heat source, are hotter than the descent tubes F,. This also facilitates the circulation of water in these tubes.
The cylinder E, from which the steam to be employed arrives, is, when it is taken excessively, reduced to a pressure substantially lower than the pressure of the steam in the release cylinder B; the pressure difference is partially compensated by the fact that the cylinder E is above the axis of the cylinder B, so that the water. which is in the tubes F3 does not rise by the pressure of the steam in the cylinder B, and thus a continuous flow of feed water is maintained in the part of the boiler where the evaporation takes place.