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CHAUD A GRANDE VAPORISATION ....
La présente invention se rapporte aux chaudières à tubes d'eau et a plus spécialement pour objet un type de chaudière à vapeur à tubes d'eau permettant d'obtenir, avec une grande sécurité, des taux de vaporisation très él evés .
Elle a également pour objet une disposition parti- culière des éléments de cette chaudière permettant la pro- tection efficace des parois réfractaires ,
On sait déjà que la transmission à l'eau des chau-
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dières de la chaleur des gaz de combustion s'effectue des trois façons différentes :
1 ) Des gaz au métal de la surface de chauffe
2 ) A travers le métal
3 ) Du métal à l'eau à vaporiser
Les transmissions d'après 2 et 3 se font aisément, grâce à des coefficients élevés . Seule la trans mission d'après 1 , c'est-à-dire des gaz au métal, est diffi cils , le coefficient d'échange étant faible .
Dans les chaudières ordinaires à tubes d'eau il n'y a transmission active que, d'une part dans les surfa- ces directement exposées au rayonnement du foyer et d'autre part, dans les premiers rangs de tubes , pour lesquels la température élevée des gaz compense la petitesse du coeffi- cient de transmission par convection , La vaporisation di- minue ensuite rapidement, et pour refroidir suffisamment les gaz de la combustion, avant leur évacuation, il faudrait les faire passer à travers un grand nombre de rangées de tubes.
On n'obtient un résultat passabl e qu'à l'aide de certains artifices, notamment au moyen de chicanege forçant les gaz à effectuer plusieurs trajets à travers le faisceau tubulaire.
De toute façon on ne réalise qu'une faible augmentation du - taux moyen de vaporisation de la chaudière et au prix d'une forte augmentation de l'activité des premiers rangs de tu- bes .
La chaudière faisant l'objet de la présente invention, et établie avec la collaboration de Monsieur E.
RAUBER, permet d'établir des taux de vaperisation élevés, grâce à une meilleure répartition du travail entre les dif- férents tubes . Elle possède en même temps un rendement élevé
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aux allures les plue diverses grâce à l'efficacité de l'ab- sorption de la chambre desgaz .
On a représenté schématiquement dans le dessin an- nexé l'une des formes de 'réalisation de la chaudière conforme à l'invention, en coupe transversale figure 1, en coupe longi- tudinale figure 2 .
Cette chaudière comporte essentiellement : a) un ballon 1, b) un ou plusieurs éléments accolés, branchés sur le ballon 1, et constitués chacun par deux tubes ou récipients collecteurs 2 de section appropriée, droits ou cintrés, sur lesquels sont fixés les tubes bouilleurs 3 par mandrinage , sou- dure, ou tout autre procédé .
Les tubes bouilleurs 3, ou tout au moins une partie d'entre eux , son&unis d'ailettes, protubérances, ou aspéri- tés métalliques extérieures 4, venues d'étirage de fonderie ou d'usinage, ou rapportées par soudure ou par tout autres mo- yens réalisant la liaison intime du métal . Le rôle de ces as- pérités est d'augmenter la surface métallique en contact avec les gaz, et d'obtenir ainsi une transmission de chaleur plus grande qu'avec les mêmes tubes sans aspérités .
En augmentant le nombre et la dimension des ailettes au fur et à mesure du refroidissement des gaz, on peut maintenir un taux de vapori- sation élevé jusque dans les derniers rangs de tubes, et ob- tenir néanmoins une température d'évacuation des gaz très basse c'est-à-dire un rendement élevé pour la chaudière ,
Des tubes de communication 5 relient les collecteurs
2 au ballon 1 et permettent la circulation de l'eau et le déga- gement de la vapeur .
Les collecteurs 2 des éléments sont, le cas échéant, légèrement usinés sur leurs faces air contact afin de réaliser l'étanchéité aux gaz . c) un ballon d'alimentation et de dépôts 6 relié à que élément et permettant, en même temps qu'une alimentation
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rationnelle, l'extraction aisée des dépôts et boues .
La grande efficacité de la transmission obtenue permet de réaliser plusieurs dispositions intéressantes :
En premier lieu, on peut He faire traverser aux gaz qu'un nombre réduit de rangées de tubes ; il en ré sulte que l'on peut supprimer les chicanes et n'avoir qu'un seul passage des gaz . La suppression des chicanes permet plus aisément l'installation de dispositifs de ra- monage puissants dent l'utilité est bien reconnue .
En second lieu, un telle chaudière, avec le par cours direct des gaz et le petit nombre de rangs de tubes, offre peu de résistance de passage aux gaz .-Cela permet, pour ceux-ci, des vitesses de circulation élevées qui sont @iles-mêmes favorables à la transmission/de la chaleur.
En dernier lieu , les collecteurs 2 d'un même élément pouvent faire entre eux un certain angle permettant de maintenir aux gaz des vitesses de passage élevées , mal- gré leur refroidissement . Cette disposition aurait en ou- tre l'avantage de raccourcir les tuyaux de communication, et de faciliter ainsi dans la chaudière une bonne circula- tion . La vitesse des gaz peut également être augmentée en rapprochant les tubes entre eux .
Ce type de chaudière -peut aussi comporter deux ou plusieurs ballons 1, si l'on désire augmenter la réserve d'eau . On peut aussi dans ce but, utiliser des tubes bouilleurs 3 de diamètre relativement gros, en maintenant un taux de vaporisation élevé .
On peut également annexer aux ballons 1 précé- dents plusieurs séries de collecteurs 2 avec leurs élé- ments . On peut entre autres utiliser l'une des séries supplémentaires de collecteurs à la protection des parois
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du foyer, tout en utilisant les tubes vaporisateurs car- respondants pour augmenter l'activité de la chaudière .
Il suffit a cet effet, de placer les tubes vapo- risateurs considérés en dérivation sur le ballon 1 et de les répartir au niveau voulu de façon :convenable en les faisant passer devant les parois réfractaires, ou à l'intérieur de celles-ci, afin de protéger ces dernières contre l'action du feu ,
On a représentera titre d'exemple, dans les fi- gures 1 et 2, en trait pointillé, la position des collec- teurs 2' et des tubes 3' supplémentaire assurant les pro- tections des parois, les éléments normaux de la chaudière étant constitués par les collecteurs 2 et les tubes 3 re- présentés en trait plei . Les tubes 3' peuvent être lis- ses ou munis également d'aspérités ou d'ailettes extérieu- res .
REVENDICATIONS.
Chaudière à tubes d'eau à grande vaporisation, constituée par une ou plusieurs séries d'éléments accolés comprenant chacun deux collecteurs, placés en dérivation sur deux ballons supérieur et inférieur et réunis par des tubes bouilleurs munis d'ailettes ou d'aspérités appropriée cesailettes ou aspérités devenant de pl us en pl us rappro- chées et de plus en plus nombreuses à mesure qu'on sélei- gne du foyer, et l'une des séries de collecteurs pouvant être utilisée à la protection des parois réfractaires, grâce à la disposition, contre ou à l'intérieur de ces pa- rois, des éléments correspondants .