BE335431A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Chaudière à haute pression pour locomotives et locomobiles composée de tubes d'eau et de tubes surchauffeurs" 
Les chaudières à vapeur a pression élevée sont générale- ment construites avec de petits tubes à la manière des géné- rateurs aquatubulaires à tubes étroits. L'usage de telles chaudières pour installations mobiles donne lieu à des incon- vénients considérables pour la génération et la'production de vapeur, par suite de l'espace limité. Les flammes et le cou- rant des gaz chauds ne sont pas suffisamment répartis dans la chambre de chauffe 'et la circulation d'eau s'effectue généra- lement de l'intérieur vers l'extérieur, elle est insuffisante et les pertes de chaleur sont considérables. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   La présenteinvention   vise   à établir une chaudière à dis- tribution   rationnelle   des gaz chauds qui évite en même temps les inconvénients   sus-ment@@més   de la circulation   d'eau.   Il faut que les flammes et les gaz chauds soient répartis dans les' chambres parcourues par ceux-ci, aussi également que possible et que l'eau ne circule que de l'extérieur vers l'intérieur et avec une vitesse plus grande. 



   Dans les dessins, l'invention est représentée à titre exemplatif: 
Fig. 1, 2, 3 montrent en section longitudinale, trans- versale et vue en plan une chaudière pour des   installions   plus importantes et pour   locomotives.   



     , Fige   4, 5, 6 montrent des' vues en coupe longitudinale, transversales et une vue en plan d'une forme de réalisation pour de petites installations. 



   Hors du courant des gaz de combustion est agencé un corps. supérieur a. de la chaudière pour l'espace d'eau et de vapeur. 



    De là   s'étendent des tubes b. en U jusqu'en dessous de la gril-   le.   La partie descendants c de chaque tube est située à peu près dans la zone la plus froide du foyer tandis' que les bran- ches montantes d de ces tubes occupent la zône la plus chau- de. La situation des tubes en U par rapport au plan médian longitudinal alterne constamment suivant le sens axial de sor- te qu'un tube c d situé à gauche du plan médian longitudinal est suivi d'un tube c d situé à droite de ce plan. De chaque côté entre les branches descendantes froides et les.branches montantes chaudes des tubes d'eau est.agencé un surchauffeur formé de serpentins ou de spires ±. de façon à ce que les ou- vertures de passages pour les gaz;chauds soient horizontales c'est-à-dire perpendiculaires aux ouvertures entre les tubes en U montants.

   De cette manière, les gaz brûlés sont forcés 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 de passer par de petites ouvertures ou parlun crible formé de tubes et sont, par suite, répartis presque uniformément dans -toute la chambre de chauffe et mieux utilisés. 



   La différences de température entre les branches froides c et les branches   chaudes d,   a été considérablement augmentée par le surchauffeur   interposé.   Par conséquent, la vaporisa- tion dans les branches   chaudes d.   est fortement intensifiée et amoindrie dans les branches froides c ce qui améliore la circulation d'eau dans les tubes. i Les branches intérieures d, de ces tubes d'eau sont pla- cées devant le surchauffeur et uniformisent un peu la tempé- rature des parois des, tubes surchauffeurs. La chaleur rayon- nante du feu n'a accès au surchauffeur qu'à travers les fentes entre les   tubes d.   et n'atteint pas aussi directement le sur- chauffeur, de petites parties irradiées alternant continuel- lement avec   d   parties non atteintes par le rayonnement.

   La vitesse de la vapeur parcourant les tubes surchauffeurs est très grande, ce qui assure une meilleure surchauffe et 'égalise la température des parois des tubes. 



   Plus vers l'extérieur, derrière les tubes descendants c du générateur est disposé un autre surchauffeur g. Ce der- 'nier enveloppe la chaudière de tous côtés et est constitué par des tubes surchauffeurs en serpentins ou spires, disposés l'un à côté de l'autre aussi près que possible. Les côtés   inté   rieurs de ces tubes surchauffeurs sont destinés à utiliser      encore la chaleur des gaz brûlés tandis que les moitiés ex- térieures des tubes forment paroi séparatrice et ne reçoivent 'plus de calories. On ne,prévoit qu'un revêtement calorifuge ordinaire avec couverture en tôle vers   l'extérieur.   Les gaz chauds ne peuvent plus agir sur la surface extérieure de la chaudière, mais seulement lècher les parois tubulaires du sur- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 chauffeur.

   La maçonnerie entourant le foyer devient superflue attendu qu'elle est difficile à maintenir en bon état d'ex- ploitation surtout dans les installations de chaudières mobiles. 



   Les extrémités des   tube=:.   en U en-dessous de la grille ne   plus '  à la portée du feu. Dana ces parties peuvent s'accu-   muler   les précipitations calcaires; Icelles-ci peuvent s'intro- duire dans le tuyau collecteur   h.,   commun à tous les tubes en 
U et, de là, être évacuées soua pression. 



   Les deux surchauffeurs ±. augmentent la production de vapeur dans la chaudière, la vapeur surchauffée étant conduite travers un   tube k   en serpentin, situé dans l'espace d'eau du corps supérieur où a lieu la transmission de la chaleur con- sidérable de surchauffe. La vaporisation est donc provoquée non seulement par les tubes d'eau c d .mais encore par le ser- pentin k par l'intermédiaire des tubessurchauffeurs f. 



   Les   gaz   de combustion s'échappent de chaque côté en haut de la chaudière par la plaque distributrice l, laquelle occupe presque toute la longueur de la chaudière et est-munie de   lu .   mières   i   bien réparties . Le tirage de cheminée est tellement bien réparti de chaque côté du générateur par lesblumières   i   que dans toute la longueur de la boite à feu existe un tirage uniforme. Au moyen des tubulures de fumée m, les gaz perdus s'échappant des trous   i.,     sontcaptés,   rassemblés et amenés,- comme d'habitude, dans un réchauffeur d'eau alimentaire et ensuite vers la chemines. 



   Lorsqu'on dispose d'eau alimentaire assez pure, celle-ci peut être utilisée   direc tement.   L'épuration de l'eau   d'alimen   tation est à effectuer comme d'habitude avant l'entrée dans la chaudière. 



   La vapeur engendrée est prise par la tubulure o au haut du corps de chaudière et conduite par la tuyauterie p vers le 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 surchauffeur intérieur ±. et fortement surchauffée. Dans cet état, elle est conduite par les tubes g vers les serpentins complètement immergés dans l'eau de la chaudière où la vapeur surchauffée cède la chaleur de surchauffe à l'eau,      évaporant une partie de l'eau correspondant au nombre des calories transmises. La vapeur quitte ensuite le serpentin d'évaporation k environ à la température de saturation et en- tre dans un serpentin pu une spire de surchauffe g, est sur- chauffée ici à nouveau et puis admise à la machine par les conduites npour développer de la puissance.

   Les tunes de surchauffe   g@@     @@   agencés sur tout le pourtour du foyer, sont relativement longs et seulement la moitié intérieure des tu- bes est exposée à l'action des gaz chauds. 



   Cet agencement des surchauffeurs f et g conjointement avec le serpentin d'évaporation k présente encore des avanta-      ges particuliers. Le chemin à parcourir par la vapeur depuis la prise de vapeur   2.de   la chaudière a jusqu'à la machine est assez long. Le contenu de vapeur relativement grand de ces conduites correspondant dans son effet à un plus grand col- lecteur de vapeur et a un petit accumulateur thermique, apla- nit les fluctuations de la prise de vapeur et permet de pré-   voir'une   prise tranquille de vapeur même avec une petite con-   tenance   d'eau et de vapeur au générateur. Les surfaces de      chauffe sont réunies au générateur d'une façon exceptionnelle- ment favorable sans provoquer-des pertes sensibles de chaleur. 



   Sauf le corps supérieur g, de la chaudière, celle-ci y compris les surchauffeurs est constituée uniquement d'une tu- yauterie à tubes de faible diamètre. Lorsque le   corps a,   est construit en tôle suffisamment épaisse, le générateur peut donc fournir de la vapeur à pression maxima. 



   Dans la Fig. l, t désigne un réchauffeur d'aau alimen- taire, parcouru par les gaz perdus qui s'échappent vers la cheminée et qui   transmettent   une partie de leurs calories à 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 l'eau circulant dans le serpentin réchauffeur s.. 



   Les Fig. 4, 5 & 6   mo@@rent   une forme de réalisation pour petites installations. On remarque dans ces dessins que le corps supérieur a repose sur les appuis v et   'Il..  Les appuis v1 peuvent être remplacés, comme montré en traits pointillés, par des tuyaux de grand diamètre servant de   raccordement   en- tre la chaudière at une machine verticale à vapeur contigue a la première, comme indiqué en traits pointillés dans les 
Fig. 4 et 6. De eette façon, on obtient un ensemble très compact, le poids du générateur peut être considéré comme -masse d'inertie pour les paliers de l'arbre à manivelle, ce qui contribue à supprimes les vibrations de la machine-, celle- ci étant montée sur un socle'formant blue avec la fondation de la chaudière.

   L'assemblage de la machine avec la   chau-   ., ' fixes/ dière est aussi parfait que dans les locomobles/horizonta- les en usage jusqu'à ce jour; mais cette nouvelle forme de    réalisation permet d'employer une pression beaucoup supérieure, à celle en usage dans les installations de construction   usuelle et, par suite; l'exploitation devient plus   économi-'     que.   Les appuis tubulaires   'Il   peuvent , dans leur plus gran- de partie, être remplis d'eau, laquelle est alors réchauffée par la vapeur du receiver de façon à pouvoir fournir de l'eau t d'alimentation épurée et réchauffée. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1) Chaudière pour locomotives et locomobiles avec des tubes d'eau en forme d'U formant la boite à feu et un seul corps supérieur commun pour ceux-ci, caractérisée en ce qu'entre <Desc/Clms Page number 7> les parties parallèles inclinées(c d)des tubes d'eau'sont agen-- ces des' tubes surchauffeurs (f) droits ou courbés, convenable- ment enroulés en spirale, lesquels par leur croisement avec le tubes d'eau montants (d) ont pour effet une distribution éga- 'le des'gaz chauds dans la boîte à feu et lesquels séparent les branches intérieures (d) situées dans la zône la plus chaude, des branches extérieures (c) situées dans une zône relativemen froide de façon à obtenir une circulation plus vive de l'eau et une vaporisation plus active du générateur.

   2) Chaudière pour locomotives et locomobiles suivant reven- dication 1, caractérisée en ce qu'au-delà des tubes froids (c), mais à l'intérieur du revêtement de la chaudière, est monté un autre surchauffeur(g) à tubes rapprochés les uns des, autres, lequel empêche le contact des gaz perdus avec l'en veloppe du générateur et diminue les partes de chaleur vers l'extérieur.

   3) Chaudière suivant revendication 1, caractérisée en ce que la grille montée en bas, à l'intérieur des tubes chauds (d) et les canaux (m) d'évacuation des gaz brûlés situés de chaque côté en haut de la chaudière provoquent un tirage as- cendant et la distribution égale dans toute la boîte à feu des gaz chauds et en ce que dans les canaux (m) d'échappement des gaz perdus sont prévus des clapets rotatifs (1) percés de trous pour la bonne répartition du tirage.

   4) Chaudière suivant revendication 1, caractérisée en ce que la vapeur surchauffée provenant du surchauffeur (f) tra- verse un tube de chauffe immergé dans l'eau du corps supé- rieur'cédant la chaleur de surchauffe à l'eau, qui s'évapore davantage. <Desc/Clms Page number 8>

   5) Chaudière suivant revendications t, 2 et 4, caractérisée en ce que la vapeur, après avoir 'passé par le système tubu- laire dans l'eau do la chaudière, entre à nouveau dans. le sur- chauffeur (g), d'où elle est amenée à son endroit d'utilisa- tion.

   6) Chaudière suivant revendication 1, caractérisée en ce qu'à l'extrémité inférieure des tubes d'eau en U, dans une zone froide hors de. portée des gaz brunies, sont agencés des tubea collecteurs usuels (h) qui permettent l'admission de l'eau alimentaire par le bas et l'éloignement des dépôts cal- caires pendant ou après le service.

   7) Chaudière suivant revendication 1, caractérisée en ce que les appuis (v1) supportant la chaudière sont utilisés comme montants d'une machine verticale à grande vitesse et transmet- tent la moitié du poids de la chaudière au socle de la machi- ne faisant partie de la fondation-élargie du gêné râleur.

   Chaudière suivant revendications 1 et 7, caractérisée en ce que les molonnes (vl ou v) supportant la chaudière sont tubulaires et sont dans- leur plus grande partie, remplies d'eau dans laquelle on introduit'de la vapeur de receiver pour ré- chauffer l'eau d'alimentation.

   RESUME.

   La présente invention vise à établir une nouvelle chau- dière pour locomotives et locomobiles avec un espace d'eau assez; réduit. Cette chaudière est formée'de tubes d'eau de faible diamètre dont les branches intérieures sont immé- diatement exposées à la chaleur rayonnante du foyer, tandis que les branches extérieures de ces tubes sont situées dans une zone relativement froide, ce qui provoque une vive cir- culation de l'eau et une production rapide de vapeur. <Desc/Clms Page number 9>

   Dans l'espace entre les branphes des tubes sont agencés des tubes surchauffeurs en serpentins ou spirales, croisant les tubes d'eau perpendiculairement. La vapeur provenant du corps de la chaudière est fortement surchauffée dans ce .surchauffeur et puis conduite dans un système tubulaire immergé dans l'eau du générateur augmentant l'évaporation par transmission de chaleur. La vapeur, redevenue saturée, se surchauffe de nou- veau dans un'deuxième surchauffeur dont les tubes sont aussi rapprochés que possible lès uns des autres pour former une paroi séparatriee vers l'extérieur et est alors admise à la machine ou autre endroit d'utilisation.

   Le foyer est presque complètement entouré d'un système tubulaire. Les gaz de la 'combustion montent à travers un ' véritable crible formé par les tubes allant en direction dif- férente et s'échappent dans un canal d'évacuation de fumée, la sortie dans- celui-ci étant contrôléepar deux longs clapets percés de lumières. La disposition des deux canaux de tirage conjointement'avec l'arrangement de la tuyauterie donne une distribution bien égale des gaz chauds dans toute'la boîte à feu.

   L'eau alimentaire entre en bas dans un tube collecteur où peuvent se former les dépôts calpaires qui, de là, peuvent être rapidement évacués.

   " 'Enfin, deux des colonnes d'appui de la chaudière peuvent prendre la forme d'un montant pour une machine verticale à grande vitesse. Ces deux colonnes sont, de préférence preuses et servent de réservoir et de réchauffeur d'eau d'alimentation.

   L'allure de la machine est très tranquille, le socle de la machine faisant bloc avec la fondation de la chaudière, la mas- se de cette fondation étant augmentée encore par le générateur lui-même. <Desc/Clms Page number 10>

   Par suite de l'emploi -le tubes de faible diamètre et d'un renforcement convenable dej parois du corps supérieur de la chaudière, ce générateur est destiné à fournir de la vapeur à pression maxima, ce qui assure un meilleur rendement ther- mique de la chaudière et de la machine.