BE336751A - - Google Patents

Description

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  Chaudières 11 tubes verticaux ou fortement   in cliné s.   



   La présente invention a pour but de fournir, pour les chaudières à tubes verticaux ou fortement inclinés une cons- titution permettant la production d'une quantité aussi   gran-   de que possible de vapeur sèche par unité de temps et égale- ment l'emploi d'un petit surchauffeur, avec une section transversale aussi petite que possible du collecteur de va- peur. Ce résultat est obtenu par le fait que déjà dans les tubes montants supérieurs, l'eau et la vapeur en mélange   @   

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 sont séparées l'une de l'autre et que cette séparation est maintenue jusqu'au transfert du mélange dans le collecteur de vapeur. 



   Le dessin représente deux exemples de réalisation de la chaudière à tubes verticaux suivant la présente invention. 



   La fig. 1 montre en vue de coté la chaudière de la pre- mière forme de réalisation. 



   Fig. 2 représente à plus grande échelle le faisceau tu- bulaire supérieur ainsi que le collecteur de vapeur. 



   Fig. 3 représente en vue de coté la chaudière a tubes verticaux suivant la seconde forme de réalisation. 



   La chaudière à tubes verticaux suivant les fig. 1 et 2 comprend une chambre inférieure 1, un corps cylindrique mé- dian 2 et une   chambre   supérieure 3, ces éléments étant réu- nis entre eux par des faisceaux tubulaires 4 et 5 et étant placés verticalement l'un au-dessus de l'autre. Sur le coté et un peu en-dessous de la chambre supérieure 3 se trouve disposé verticalement un tambour collecteur de vapeur 6, ser vant en même temps de tambour dt alimentation et communiquant avec la chambre supérieure 3 par des tubes d'eau 7 ainsi que des tubes de vapeur 8, et avec la chambre inférieure 1 par des tubes de descente 9. De l'extrémité supérieure du collecteur de vapeur 6, qui est divisé vers le haut par une cloison 12 en deux demi-cylindres, part un tuyau 10 se ren- dant au surchauffeur.

   Dans les tubes du faisceau tubulaire supérieur 5 sont suspendues des surfaces directrices 11 de forme hélicoïdale. Il va de soi que l'on peut aussi super- poser plus de trois chambres ou tambours. 



   Les gaz de -chauffage parcourent suivant un -trajet   si    nneux, dans le sens de la flèche a, les faisceaux tubulaires entre les tambours ou chambres 1,2,3 de manière que d'a- bord le faisceau tubulaire supérieur 5 et ensuite le fais- ceau tubulaire inférieur 4 soient baignés par les gaz   chau   

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 La chambre inférieure 1, la chambre supérieure 3, le tam- bour collecteur de vapeur 6 ainsi que les tuyaux   7,8,9   sont séparés de la chambre de foyer tandis que les corps cylin- driques médians 2 sont isolés par rapport aux gaz chauds. 



  La chambre inférieure 1 et la chambre supérieure 3 sont for- mées de plusieurs tronçons qui sont placés l'un derrière l'autre et qui sont reliés chacun par un faisceau tubulaire au corps cylindrique médian 2. On a prévu en outre pour   cha-   que tronçon un tube de chaque catégorie   7,8,9.   Les tubes du faisceau tubulaire supérieur 5 sont de diamètre plus grand mais en plus petit nombre que ceux du faisceau tubu- laire inférieur 4, de telle sorte que la surface de chauffe et la section transversale totale sont plus petites pour le faisceau tubulaire supérieur 5 que pour le faisceau infé- rieur 4. 



   La circulation de l'eau dans la chaudière est accélérée par le choix approprié de la section transversale du fais- ceau tubulaire supérieur et du faisceau tubulaire inférieur. 



  Si en effet le chauffage est brusquement arrêté, le mélange de vapeur et d'eau se tasse, c' est à dire que le niveau de l'eau dans le faisceau tubulaire supérieur 5 s'abaisse tan- dis qu'il conserve sa hauteur initiale dans les tubes de des- cente 9 et dans le collecteur de vapeur 6. Le niveau de l'eau est donc plus élevé dans les tubes de descente 9 que dans le faisceau tubulaire supérieur 5 et la   mienne   d'eau plus élevée des tubes de descente 9 produit une pression de bas en haut sur l'eau contenue dans les corps cylindriques ou les chambres 1,2 et dans les faisceaux tubulaires   4,5   jus qu'à ce que les niveaux d'eau se soient égalisés dans le faisceau tubulaire 5 et dans les tubes de descente g. 



   La pression exercée de l'extérieur par le système de descente est d' autant plus forte que le faisceau tubulaire supérieur est chauffé plus fortement et que   1.   surface de      

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 chauffe du faisceau tubulaire supérieur 5 estplus petite par rapport à celle du faisceau tubulaire inférieur 4, avec ré- duction simultanée de la section transversale supérieure, totale par rapport à celle du faisceau inférieur, car alors le mélange est d' autant plus pauvre en eau dans le faisceau tubulaire supérieur 5. Ces conditions ne se présentent pas seulement lors d'un arrêt brusque du chauffage, mais elles règnent constamment dans la chaudière.

   Les sections des tu- bes de descente 9 sont prises suffisaient grandes pour que la surpression de l'eau lors de l'entrée dans la chambre in- férieure 1 suffise pour éviter des perturbations dans la   cir-   culation de 1' eau ou l'arrêt du mouvement de 1' eau dans les faisceaux tubulaires. 



   Outre cette supression, il règne dans la chaudière une aspiration de bas en haut, qui est produite par le chauffage plus intense du faisceau tubulaire supérieur 5 par rapport au faisceau inférieur 4. Dans le faisceau tubulaire supérieur 5 il se produit en effet un développement de vapeur très inten- sif et un très fort mouvement ascensionnel de bulles de   va-   peur, de sorte que l'eau du faisceau inférieur 4 est   entrai-   née également. Il se produit en outre aussi dans le faisceau tubulaire inférieur 4 un mouvement indépendant d'ascension vapeur et d'eau, car ce faisceau tubulaire est également   chauffé.   



   Le mélange de vapeur et   d'Eau   s'élevant dans   lesfaisceaux   tubulaires avec une plus grande vitesse est soumis dans les tubes du faisceau tubulaire 5,à cause des surfaces   conduc-   trices hélicoïdales 11 qui y sont placées, à un mouvement de rotation propre et par conséquent à l'action de la force cen- trifuge. L' eau ayant un poids spécifique plus élevé est proje- tée vers 11 extérieur   càntre   les parois des tubes tandis que la vapeur plus légère reste au centre des tubes. Il se forme ainsi a l'intérieur   e   chaqu e tube un espace vide cylindrique 

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 par lequel la vapeur peut s'échapper librement dans la cham- bre supérieure 3.

   Il se produit donc   déjaa   l'intérieur des différents tubes du faisceau tubulaire supérieur 5 une sépa- ration de la vapeur et de l'eau de telle sorte que sous l'ac- tion de la force centrifuge l'eau sort du faisceau tubulaire supérieur 5 sous un angle d'environ 30 o tandis que la va- peur s'élève tout droit. 



   L'eau s'écoule par les tubes 7 dans le tambour collecteur de vapeur 6 tandis que la vapeur parvient par les tuyaux 8 dans le collecteur de vapeur 6, contourne dans celui-ci la cloison   12   et s'échappe par le tuyau 10 vers le surchauffeur- La vapeur est débarrassée par la cloison 12 de l'eau éventuel- lement entraînée. La vapeur quittant le collecteur de vapeur 6 est par conséquent extrêmement sèche et même surchauffée si le niveau de l'eau est abaissé en conséquence, de sorte qu'il ne faut qu'un petit surchauffeur. 



   Le tambour collecteur de vapeur 6 est situé plus bas que la chambre supérieure 3 pour qu'en fonctionnement normal, on puisse maintenir le niveau de l'eau ( ligne   A-B )   encore à l'intérieur du faisceau tubulaire supérieur   5'   On évite ainsi que la masse d'eau qui n'est pas immédiatement vaporisée re- flue à l'intérieur de la chaudière. Dans certains cas, il ne se produit plus aucune circulation de l'eau ; le niveau de l'eau peut au contraire être maintenu tellement bas qu'il ne sort que de la vapeur du faisceau tubulaire supérieur 5 pour entrer dans la chambre supérieure 3. Cette vapeur ne contient plus d'eau du tout,   elle   est donc sèche, de sorte que la cham- bre supérieure peut être plus simple et le surchauffeur plus petit. 



   La vitesse de circulation que doit avoir le contenu de la chaudière pour que les surfaces de guidage hélicoïdales produi. sent leur plein effet peut être obtenue non seulement par la forme de réalisation de la chaudière représentée aux fige 1 et 

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2, mais encore moyennant une constitution de la chaudière conformément à la fig. 3. Cette forme de réalisation diffère de la première uniquement par le fait que les deux fais- ceaux tubulaires ne sont pas disposés l'un au-dessus de 1'au: tre mais   l'un \   coté de l'autre, tout en étant montés l'un a la duite de l'autre. On ne chauffe que les deux faisceaux tubulaires, et d'abord celui de gauche, puis celui dedroite, en concordance avec le passage des gaz chauds dans le sens des flèches b. 



   Le faisceau tubulaire 5a contenant les surfaces conduc- trices hélicoïdales 11a débouche vers le haut dans une cham- bre 3a et vers le bas dans une chambre 15. Les tubes du fais- ceau tubulaire 4a qui débouchent par le haut dans une cham- bre 14 et par le bas dans une chambre la , sont plus courts et plus nombreux, mais plus étroits que ceux du flaisceau tubulaire 5a. La chambre supérieure 3a du faisceau tubulai- re 5a est en communication par des tubes d'eau 7a et par des tubes de vapeur Sa avec le tambour collecteur de vapeur 
6a. De l'extrémité supérieure du tambour collecteur de va- peur 6a, qui est divisé du haut par une colison 12a en deux demi-cylindres, part un tube 10a se rendant au surchauffeur. 



  Des tubes de descente 9a établissent la communication entre le collecteur de vapeur 6a et la chambre inférieure la du faisceau tubulaire 4a tandis que la communication entre les deux faisceaux tubulaires 4a,5a est établie par des tuyaux 16 qui débouchent d'une part dans la chambresupérieure 14 du faisceau tubulaire 4a et d'autre part dans la chambre in- férieure 13 du faisceau tubulaire 5a. 



   Le faisceau tubulaire 5a est chauffé d'abord, puis le faisceau tubulaire 4a, conformément au passage des gaz chauds dans le sens des flèches:9., de sorte que le mélange se trou- vant dans le faisceau tubulaire 5a est soumis à   l'action   de la pression   ascensionnel] -   du mélange dans le faisceau tubu- 

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 laire 4a. Le fonctionnement de cette chaudière est donc le même que celui de, la chaudière de la première forme de réa-    lisation ; le mélange parvient du faisceau tubulaire 4a par l   les tuyaux 16 au faisceau tubulaire 5a et dans celui-ci il est divisé en Tapeur et en eau par les surfaces conductrices   Hélicoïdales   11a.

   La vapeur s'échappe par les tuyaux 8 dans le collecteur de vapeur 6a et delà par le tuyau 10a 'dans le surchauffeur, tandis que l'eau s'écoule par les tuyaux 7a dans le tambour collecteur de vapeur 6a. Du   tanbour   6 qui sert en même temps de tambour d'alimentation) l'eau parvient dans la chambre inférieure la du faisceau tubulaire 4a.

Claims (1)

1. La disposition des deux faisceaux tubulaires dans la cham- bre du foyer ainsi que la forme de la chambre du foyer peuven' être quelconques, que le chauffage de ces éléments se fasse par rayonnement ou directement par les gaz. La chambre du foyer reçoit avantageusement une forme telle qu'on évite les surfaces inutiles en matière réfractaire, qui sont exposées à la destruction. I1 va de soi que le faisceau tubulaire 4a peur encore être subdivisé, ses parties étant également placées cote à cote et reliées soit en série, soit en parallèle, c'est a dire que dans le dernier cas elles sont reliées au faisceau tubulaire 5a chacune indépendamment des autres. I1 est naturel lement possible, aussi de subdiviser le faisceau tubulaire 5a R E S U M E.

   L'invention a pour objet : 1/ Un procédé pour la production de vapeur dans les instal- lations de chaudières, caractérisé en ce qu'on imprime au mé- lange de vapeur et d'eau un mouvement en hélice qui produit une séparation permanente de la vapeur et de Il eau.

   2/ Un procédé du genre mentionné sous 1 , caractérisé en ce que le pas de l'hélice va en diminuant dans le sens de l'é- coulement de la vapeur et de l'eau, c'est à dire de bas en hart <Desc/Clms Page number 8> 3/ Un procédé du genre mentionné sous 12, caractérisé en ce que le mouvement en hélice est produit aux points les plus fortement chauffés des tubes d'eau 4/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, pour la réalisation du procécé , mentionné sous 12, caracté- risée en ce qu'à l'intérieur des tubes de production de vapeur on a disposé des surfaces directrices en forme de vis sans fin, s'étendant jusqu'au niveau de l'eau ou au-dessus de ce niveau.

   5/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, suivant la rovondioation 4, caractérisée en ce que le pas de* surfaces directrices devient de plus en plus petit dans le sens d'écoulement de l'eau et de la vapeur, c'est a dire de bas en haut.

   6/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 42, caractérisée en ce que la chambre supérieure est reliée au tambour collecteur de vapeur par un tube débouchant dans ces récipients à la partie inférieure, pour l'écoulement de l'eau, et par un tube débouchant dans ceux-ci à la partie supérieure, pour la sortie de la vapeur.

   7/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 42, caractérisée par une cloison verti- cale dans la partie supérieure du tambour collecteur de va- peur, en vue de séparer la vapeur de l'eau éventuellement entraînée.

   8/ Une chaudire atubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 42, caractérisée en ce que le tambour collecteur de Tapeur est placé plus bas que la chambre supé- rieure de la chaudière pour qu'en fonctionnement normal on puisse maintenir le niveau de l'eau encore à l'intérieur du faisceau supérieur de tubes de chauffage, 9/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 12, caractérisée en ce que la section <Desc/Clms Page number 9> transversale totale du faisceau supérieur de tubes de chauf- fage est plus petite qu e celle du faisceau tubulaire inté- rieur, en vue de maintenir le niveau de l'eau dans les tubes de chauffage supérieurs,

   notablement plus bas que dans le tambour d' alimentation ou dans les tubes de descente et de produire par cette différence des niveaux d'eau une surpres- sion dirigée de bas en haut dans les tubes de chauffage.

   10/ Une chaudière a tubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 120, caractérisée en ce que la section transversale des tubes de descente est choisie assez grande pour que la surpression de l'eau à l'entrée dans le corps cylindrique inférieur suffise pour éviter des perturbations dans la circulation de l'eau ou l'arrêt du mouvement de l'eau dans le faisceau de tubes de chauffage.

   11/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 1 , caractérisée en ce que les deux fais- ceaux tubulaires placés l'un à coté de l'autre, sont montés l'un à la suite de l'autre,, 12/ Une chaudière à tubes verticaux ou fortement inclinés, du genre mentionné sous 8 , caractérisée en ce que les faisceaux de tubes de chauffage sont encore subdivisés, avec montage en série ou en parallèle.