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"Proaédé et appareils pour chauffer ou porter à l'ébul- lition l'eau et les autres liquides".-
L'invention a pour objet une nouvelle méthode pour chauffer l'eau et les autres liquides au moyen d'un 'brûleur à flamme immergée, cette méthode étant applicable pour les générateurs de vapeur et pour les appareils d'é- bullition, d'évaporation, etc.. ainsi que pour les appa- reils destinés simplement au chauffage tels que ceux qui figurent dans les installations de chauffage.
Pour élever la température de la couche mince qui se trouve entre une plaque ou une cloison et les gaz chauds en contact avec elle, il est nécessaire de porter la cloison elle-même à une température élevée.
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On ne peut y arriver tant que la paroi de la plaque est en tact aveo le liquide * chauffer, comme dans une chaudière ordinaire. Pour éliminer l'effet réfrigérant du liquide, on interpose un second milieu, oe qui per- met au liquide qui est contact arec le feu de s'échauffer, d'où résulte qu'une plus grande quantité de chaleur peut pénétrer dans les cloisons. Une fois que la chaleur a ainsi pénétré dans le corps de la cloison. elle ae répand facilement du doté du liquide en raison de l'ab- senoe de lames gazeuses.
Suivant l'invention, la paroi ou cloison pri- maire est séparée des gaz chauds en interposant un tain de métal fondu., d'un autre liquide, ou d'une matière quelconque fusible. Les gaz chauds sont constitués par les produits de la combustion du brûleur qui plonge au- dessous de la surface de la masse liquide ou fondue.
La chaleur provenant des gaz de la combustion est d'abord transmise au liquide ou à la. masse fondue et, de là, par l'intermédiaire de la cloiso, au li- quide à échauffer.
L'état de subdivision extrême dee gaz permet de réaliser une considérable surface de contact entre eux et la masse fondue qui ensuite transmet facilement la chaleur à la paroi sans être gênée par une lame ga- seuse, La lame qui se trouve à la face interne est relativement négligeable. Grâce à cette méthode, la. tem- pérature de la cloison qui est en contact aveo le liqui- de à chauffer n'est pas immédiatement conditionnée par la température de oe liquide, mais arrive à être prati- quement la même que celle de la masse dont elle tire sa chaleur.
En effet, la quantité de chaleur qui lui eat fournie par degré de différence de température est plus grande que la quantité correspondante qu'elle émet puis- que la pellicule de gaz inertes est remplacée par un
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malien très conducteur tel que du métal fondu.
En Utilisant une cloison de séparation entre la masse fondu et le liquide chauffé, les produits de la combustion de la flamme submergée dans le métal fondu ne peuvent venie en contact aveo le liquide chauffé ou avec les vapeurs et les gaz qui se dégagent de ce liqui- de.
De cette façon, la pression de combustible et de l'air qui arrivent au brûleur ne dépend que de la profondeur à laquelle est enfoncé oe 'brûleur dans la masse fondue et est tout à fait indépendante de la pression qui règne dans la chambre qui contient du li- quide à chauffer et sa vapeur.
Par conséquent en utilisant un brûleur à flamme immergée, d'après la présente invention, la. pres- sion nécessaire pour injecter l'air et le combustible dans le brûleur est indépendante de la pression de la vapeur dans la chambre du bouilleur.
Sur les dessins annexés on a représenté un mode de réalisation de l'invention.
La figure est une coupe verticale par la ligne X-X de la figure 2, et montre un mode de réalisa- tion de la chaudière dans laquelle la. chaleur de :lA massât fondue est transmise à une masse liquide contenue dans une chambre qui entoure elle-même la chambre qui contient la masse fondue. la figure 2 montre, dans sa partie supérieure, une coupe horizontale par la ligne 11-11 de la figure 1, Dans sa partie inférieure, elle représente une coupe horizontale par la ligne brisée IV-IV de la figure 3.
La figure 3 est une coupe verticale faite par la partie supérieure de l'appareil, le plan de cette coupe étant représenté par la ligne 111-111, de la figure 2.
La figure 4 est une élévation à plus faible
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échelle de l'appareil représenté figures 1 à 3, mais cet appareil étant monté sur des pieds et étant muni d'un dispositif qui permet de faire monter et descendre le brûleur.
La figure 5 est une coupe verticale de la partie supérieure d'un mode de construction légèrement modifié.
La figure 6 est une élévation à plus faible échelle de l'appareil de la figure 5 monté sur pied et muni d'un dispositif d'élévation et d'abaissement du brûleur.
En se reportant aux figures 1 à 4, l'enveloppe du bouilleur ou du générateur de vapeur est composée de trois parties superposées, IL$ IL et c. la partie in- férieure a a un diamètre légèrement plus grand vers le haut. Oeoi est obtenu grâce au fait que la partie d est évasée; cette partie porte une bride qui permet de la fixer à la partie médiane b, . A la base de la partie µ. se trouve une ouverture e qui sert à l'admission de l'eau ou du liquide à chauffer. Cette partie inférieure porte en f un dispositif qui permet de lui raccorder une tu- yauterie ou une canalisation. A la pertie b est fixée une chambre destinée à contenir le métal fondu.
Cette chambre comprend une portion cylindrique 8.. une portion inférieure composée d'une série circulaire de conduit verticaux h entourant un tube vertical et central de circulation j s'élève à l'intérieur de la cloison g au-dessus du niveau des extrémités supérieures des con- duits h, . A leur partie inférieure, ces conduits h aboutissent à la partie inférieure du tube j grâce aux orifices k , La partie inférieure du tube j est fermée par un fond dans lequel est vissé un bouchon 1. que l'on peut retirer pour permettre, si on le désire, de faire écouler la matière fondue. Le sommet de la partie
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cylindrique g porte un dôme m. et une partie IL formant chambre annulaire.
Cette dernière supporte un tube oen- tral vertical ± dont la partie inférieure se raccorde à un déflecteur annulaire p.
La partie g, qui forme le corps de l'appareil peut être en une seule pièce avec la partie b qui en forme l'enveloppe. Ces deux parties sont réunies par les entretoises q. Cependant, il doit être entendu que les organes qui viennent d'être décrits comme étant faits en deux pièces peuvent être constitués en une seule pièce convenablement réunis ensemble. L'espace annulaire entre les organes b et gest couvert par le dôme c qui est fixé par des boulons sur la pièce b ou qui est maintenu par sa partie inférieure au moyen d'organes de fixation appropriés.
Le tube .0. sert de guide et de moyen de fixation pour un brûleur r qui est muni d'organes d'étanchéité appropriés ± afin d'éviter que la chaleur et les gaz ne s'échappent, tout en permettant le mou- vement de Montée et de descente pour le réglage du brû- leur ± , Les anneaux d'étanchéité s peuvent être insé- rés dans des gorges tracées dans la paroi du brûleur r.
Ainsi qu'on le verra en oomparant les figures 1 et 2, les conduits 12 sont séparés par des espaces dans les- quels peut pénétrer l'eau qui vient au contact de l'en- veloppe a. afin d'obtenir un bon échange de température.
Le fonctionnement des parties qui viennent d'être décrites est le suivant :
Dans la chambre g, h, j, on introduit du plomb ou une autre matière fusible et, lorsque cette matière est fondue par le brûleur r, le niveau du bain est environ le niveau y- figure 1. Le brûleur r chauffe la matière en son centre, d'autre part le tube j tend à produire une circulation, surtout lorsque la buse du brûleur et la -flamme sont immergées; il en
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résulte que les produite de la combustion du brûleur soulèvent la colonne qui se trouve dans le tube J. et qu'il se produit une circulation de la masse fondue qui s'élève en un courantascendant dans le tube J. et s'écoule au-dessus du bord .1 de ce tube.
Ensuite le
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,,"1 - courant descend par les conduite IL - la matière refroi- die passe de ces conduits dans le tube par les ouver-
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tures & et le circuit retaomenoe. Si l'on se sert de l'appareil comme générateur de -peur, on introduit de l'eau par l'orifice e et celle-ci monte dans l'enveloppe
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a. et au contact avec leiaoonduits chauffés IL . La vapeur produite monte dans le dôme du couvercle o. et est é- vaouée par un tuyau de Tapeur fixé sur le ooude u qui fait partie du couvercle c (voir figure 1). Le courant d'eau et de vapeur qui s'élève dans l'enveloppe a cir- cule en sens inverse du courant de plomb fondu, ou de matière analogue, qui descend dans les oonduits h.
Pour évacuer les produits de la combustion,
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on a prévu un canal coudé u. qui traverse la chambre cy- lindrique de la partie b. de 11 enveloppe et gui monte ensuite à travers de la partie a , formant hotte, de :la chambre g. Les gaz de la combustion s'élèvent et se séparent du courant ascendant de métal fondue ils tra-
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versent la hotte ai le déecteur 11. ant pour effet de renvoyer dans le bain toutes les gouttelettes eu particules de plomb ou d'autre natière fondue. De cette hotte les gaz se rendent dans le conduit u1 d'oÛ ils peuvent être conduits àune dispositif d'éoonomiseur ou à tout autre appareil approprié. La Tapeur produite dans l'appareil peut être utilisée pour la production de la force motrice, pour le chauffage ou Jour tout autre but.
Pour permettre que la circulation de la
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substance fondue se poursuive sans interruption,princi-
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paiement lorsque cette substance est du plomba on a
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prévn environ au niveau - Y un regard fermé normale- ment par un bouchon v. Lorsqu'on le juge utile, on peut ouvrir le bouchon et on peut évacuer ou racler toutes
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les impuretés 04 scories par le ragard,ainsi qu'on le comprendra aisément.
En examinant la figure 4, on remarquera que l'appareil est monté sur des pieds ou oolonnes for-
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mant supports et qui= conduit est boulonné au fond de l'enveloppa a, de manière à la relier avec l'alimenta-
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tion en eau. Sur la partie z du couvercle, se trouve un montant ± dont l'extrémité supérieure est recourbée et
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porte un écrou. !. qui peut tourner sans glisser dans un palier disposé à l'extrémité du montant. Le brûleur- est fixé par une vis qui monte et descend dans le boulon sans pouvoir tourner.
Les raccorda 1, 2, pour l'arrivée
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des gaz et de l'air du brûleur r¯ sont représentés sur la figure 4. L'éorou & est fixé à une roue dentée 3 qui engrène avec une autre roue dentée placée à l'extrémi- té d'un arbre vertical qui traverse la colonne y. Ce dernier arbre est entraîne ,par l'intermédiaire d'un
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engrenage conique non représenté, au moyen de la mani-t velle 5.
Naturellement on pourrait utiliser d'autres dispositifs de commande pour élever et abaisser le
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"brûleur ± , Dans une variante représentée figure 5, la.
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partie supérieure. , du oonverolest supprimée et l'extrémité ouverte de la partie & de l'enveloppe est fermée par une hotte m1 portée par un tube , Cette hotte m1 n'est pas fixée par des boulons à la partie b mais elle est fixée par des boulons basculants 6 dans un joint à insertion m2. Dans cette variante; la cana- lisation de sortie de vapeur t1 et celle d'évacuation des produits de la combustion u1 prennent naissance sur
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18 ;r:t1.
JL du Pourtour, l'entrée des produits de la 1±
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1 combustion dans le raccord u étant guidée par un dé- flecteur 7 dirigé vers le haut, Ce* déflecteur constitue une précaution supplémentaire contre l'entraînement de gouttelettes de matières fondues par les gaz de la combustion.
Comme on l'a va dans les figures 1 à 4, un déflecteur p est néanmoins disposé sur le tube c1 pour intercepter et rejeter vers le bas les éclaboussure* ou particules de plomb ou de matière fondue qui pour- raient être projetées par l'ébullition on entraînés par les gaz.
Le tube central J.(figure 5) porte des ai- lettes dirigées vers l'intérieur dont l'une est re- présentée en 8 et qui servent à centrer et à guider le tube qui reçoit le brûleur,
Cependant, il est évident que la chambre destinée à contenir la Matière fondue peut avoir toute forme convenable permettant d'effectuer dans de bonnes conditions un échange de chaleur entre cette matière fondue et le liquide ou le fluide à échauffer,
Dans la figure 6, on voit l'appareil qui vient d'être décrit à propos de la figure 5 monté sur des colonnes w, cette dernière se prolonge vers le haut xxxxxxxxxxxxxx et porte un bras W2.
On voit en 9 un treuil qui sert à élever et à abaisse* le brû- leur r,la hotte m1 et le tube c1au moyen d'un câble 10.
L'invention peut être avantageusement appli- ques non seulement au chauffage de l'eau ou à la pro- notion de la vapeur mais encore aux usages suivants:
Pour la sublimation du soufre, la chaleur qui s'échappe des produits de la peut serrer un chauffage préalable et à la liquéfaction du soufre qui arrive par l'ouverture e,est chauffa et su-
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blimé dans la chaudière a, le soufre sublimé s'échappant en u.
Pour le cracking des huiles, ces dernières arrivant en o, et les produits étant évacués en u. Si on le désire, les huiles ou tout autre liquide que l'on veut traiter dans l'appareil peuvent être guidées de maniè- re à décrire dans la chaudière un trajet sinueux ou de grande longueur.
Enfin, lorsque l'appareil est utilisé comme générateur de vapeur, on peut régler l'admission de l'eau de manière qu'il agisse comme une chaudière à vaporisa- tion instantanée.
Dans toute application de l'appareil dans laquelle on désire faire suivre à la. matière traitée un trajet sinueux, ou allongé, on peut appliquer dans ce but des canaux déflecteurs 'OU chicanes appropriés.
Par exemple, on peut faire plonger dans le bain de plomb en circulation un conduit de forme hélicoï- dale ou sinusoïdale à travers lequel passe ou dans lequel arrive le liquide à traiter ou à évaporer.