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déposé à l'appui d'une demande de
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BREVET D'INVENTION
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Pa.1:' La Société dite: j5PAGNlED.ES¯SBRMTUg
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Pour
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SURCHAUFEEUR DELIVRANT DE LA VAPEUR A TRES HAUTE TEMPERATURE, 0 0 Sous les bénéfices de la Convamtion Internationale de 1883 eu é- y.5.t lu aorfi,lioe de 'bravât déposée an la 12 Mal 1926.
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L'invention se rapporte à un surchauffeur destiné à pro- duire de la vapeur à très haute température,
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La, densité de la vapeur diminuant avec sa température et,
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par conséquente sa puissance d absorption calorifique dimi- nuant aussi qur.nd sa température s'élève, la possibilité d'é- tablir un surchauffeur pouvant délivrer de la vapeur à très ht-te température est vide limitée, si l'on ne prend pas suin
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de protéger contre l'action chimique des gaz de combustion la
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partie du 6urcheJ.ffellr qui délivre '1.1 vapeur surchauffée et qui doit nécessairement être plongée d des gaz à très h.<llte te:3,êx;ura , La présente invention f pour objet un surchauffeur dons lequel la vapeur entrant au i:
)urcl1,ffeU1' reçoit de 1 n,- leur des gaz de combustion les plus froide qui 1 :.....:r.e t- tent eux tubes surchruffeure l-vr c".:Jl1Vexi';n ou eonducûibilit- Au fur et à mesure que 1 tempé l'r.t Ù.re de la vapeur s'é- leve, elle est chauffée par des gçz à température de plus en plus élevée, et où le rayonnement prend une importance crois- pour saute, sans que/cela la convexion subisse une diminution.
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A partir d'un certrân point à déterminer suivant le ose, le. chaleur qui pourra être cédée par les gaz dans l'unité de temps et à l'unité de surface des tubes;, pourra devenir' supé- rieure à la capacité d'absorption de la vapeur qui va dimi- nuent, avec 'sa température.
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A partir de ce ,lJu1.....t", et J,,I,tJlj1..l'o.;J., . (.J.1.'t.J.a du auzcn;u. feur, il y a lieu de protéger les éléments surchauffeurs con- tre cet axcès de chaleur disponible, de fogqn qu'il y ait un équilibre entre la chaleur cédée eux tubes par les 'gaz de com- bustion et celle que la vapeur peut absorber, sans que la tem- pérature moyenne du tube s'éloigne beaucoup de celle de la vapeur.
.Au fur et à mesure que les gaz de combustion se refroi- @ diront et que la puissance de leur rayonnement diminuera,, l'élément surchauffeur recevra de le chaleur des gaz par con- vexion et conductibilité
La transmission par convexion sera accrue progressive-
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ment quand le transmission pea* rayonnement diminuera en rccé- lérant vers, l'entrée de le vapeur à bz,.-,Se température 1ir vi- tesse date guz ou,1:
mi 36éti--'c*itudi.ai*t lep c,,.-rr4g à ou par tout autre procédé, de façon que la capacité d'absorp- +,Ion de la vapeur corresponde pussi régulièrement que possible
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à la 0:Kleur peut être tr.'ns1ll.ise lia' les bzz
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La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée,
Fig.1 représente' en coupe verticale un premier mode de réalisation de l'invention;
Figs. 2; 3 et 4 sont des coupes verticales représentant des variantes de réalisation;
Figs.. 5 à8 représentent, respectivement, des coupes horizontales des Figs. 1 à 4,
Fig.9 est, a plus grande- échelle, une vue d'un élément surchauffeur muni d'écrans, Fig;lO représente en plan l'écran dans le cas de plu- sieurs tubes jointifs.
Fig.11 représente en plan l'écran dans le cas de deux rangées de tubes jointifs.
Fig.l donnée à titre d'exemple,' représente un sur- chauffeur, suivant l'invention, dans lequel 1 est le collec- teur de vapeur froide et 2 le collecteur de vapeur surchauffée.
La vapeur entre dans l'élément surchauffeur par le tube 3 pour sortir par le tube 4. Les gaz provenant du foyer5 sont conduits vers la cheminée 6 par les carneaux 7, $ et 9. La vapeur circule à contre-courant par rapport aux gaz de combus- tion.
Dans le carceau 9 où se trouve la vapeur qui a la plus grande capacité d'absorption et où se trouvent les gaz à plus basse température, on a accéléré la vitesse de ces gaz pour obtenir un taux élevé de transmission de chaleur par conve- xion en réduisant la section du carneau,
Dans le carne au 8, où se trouve de la vapeur déjà sur- chauffée et dont la capacité d'absorption a diminué, on a pré- vu une section de passage des gaz beaucoup plus grande pour que leur vitesse soit plus réduite et que la transmission de connexion soit beaucoup plus faible de façon à ne pas dépasser la capacité d'absorption de la vapeur-dans cette zone.
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Dans le came au 7 enfin.. où la vapeur estdéjà très surc1laU:C':t:ée et va sortir à la plus haute température, il ne circule que des gaz à très haute température qui rayonnent la quantité nécessaire et suffisante de chaleur,
Pour limiter la transmisse, on. de chaleur des gaz aux tubes et faire en sorte qu'elle ne dépasse pas la possibilité/ d'ab- sorption de-la vapeur, on fait en sorte de supprimer complète- ment la transmission de chaleur par convexion ou conductibili- té dans ce carneau 7.
Pour ce faires, on munit les tubes surchauffeurs de pla- quettes 10 qui ne sont pas soudées aux tubes pour éviter que la chaleur qui pourrait être regue par conductibilité ou con- vexion par ces plaquettes, ne soit transmise aux tubes et n'occasionne une surchauffe exagérée locale, d'où résulterait la mise hors service de l'élément surchauffeur, 11 y a inter- position d'une matière isolante quelconque entre ces plaquet- tes et le tube surchauffeur, ou au moins un contact irrégulier:
et intermittente ces plaquettes sont percées de, petits trous 11, le plus près possible (Fig.9 du tube surchauffeur pour qu'en service les compressions et décompressions qui prendront naissance de part et d'autre. de ces plaquettes par suite du flux galeux qui doit circuler parallèlement à l'axe du tube, donc perpen- diculairement à. ces plaquettes soient autant que possible supprimées.
Si ces trousn'existaient pas, en effet, en aval d'une plaquette par rapport au flux gazeux, il y aurait un effet de succion qui ramènerait les gaz sur le tube surchauffeur et pourrait causer .un contact qui doit être évité,
Toutefois, la plaquette la plus en amont (au bas de la (Fig.9) ne sera pas percée pour éviter que des gaz de combustion ne viennent toucher directement le tube surchauf- :Ceur en passant par ces trous.
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Ces plaquettes pourront être en métal réfractaire ou en toute autre matière résistant à l'action chimique des gaz de combustion.
La section de ce carneau 7 pourrait varier pour la trans- mission de chaleur par rayonnement, qui est fonction de l'é- paisseur de la couche gazeuse et de sa température suive la capacité d'absorption de la vapeur,,
Les tubes surchauffeurs pourront être disposés au ras des parois de ce carneau (Fig.l) le flux gazeux circulant au milieu ou bien pourront être placés, au contraire exactement au milieu du carneau (Fig.2) pour que le rayonnement des gaz se fasse d'une façon régulière, sur tout leur pourtour
On .obtient ainsi au centre du carneau un mur continu de tubes Fig.6;
en adoptant une disposition dans laquelle les tubes sont jointifs, on peut alors' au lieu de disposer des plaquettes sur chaque tube mettre des fers plats entail- lés suivant un demi-profil de tube et fixés aux deux extré- mités du carne au* Ces plaquettes, ainsi qu'il est représenté Fig.10 seront également percées de petits trous 11 'pour dé- truire les effets de compression et de succion dûs à la cir- culation des gaz de combustion.
fig.4 représente un surchauffeur ou les éléments ont été doublés, ils sont jointifs dans le premier carneau 7 pour former deux murs (Fig.8) travaillant au rayonnement et, dane le deuxième came au 8, où la transmission de chaleur a surtout lieu par- convexion,ils sont quinconces pour que l'échange de chaleur soit aussi régulier que possible dans l'ensemble de la nappe des gaz de combustion,
La Fig.11 représente de quelle façon la protection contre la convexion peut être réalisée dans le premier car- neau au moyen- de plaquettes 10 percées également de petits trous 11, ii va de soi, que sans sortir cu cadre de l'inventoin
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on pourrait lui faire subir des édifications, de., détai
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RE UHE '.''" , Cette invention comprend;
1)- un atcohanffeur délivrant de la vapeur très hante température, caraotérind par un* disposition suivant laquel- le les gaz ne peuvent aider aux éléments surcnauffeurs qu'une quantité /de onaleur toujours inférieure a la possibilité d'absorption 4e la vapeur a chaque endroit,
2)= 'Un mode de réalisation du surchauffeur spécifie sous 1)-, présentant les particularités suivantes pouvant être prises séparément ou en combinaison a)-au fur et à mesure que la vapeur voit sa température
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eaccroitre et que sa possibilité d'absorption de chaleur décroît, on diminue Jusqu*à le supprimarlilb contact des gaz et des tubes surohauXteurS. de façon que les éléments sur- oaauf feura ne reçoivent plus des.
gaz que d<6 la chaleur trans- mise par rayonnement* et cela soit en diminuant la vitesse des gaz, par exemple, par l'augmentation de la section des carneaux:,
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soit en munissant les éléments suro11aU1'teurs d'écrans placés perpendiculairement au flux gazeux.. soit encore par la oombi- naison de ces deux moyens ou de tous autre 0 dispositifs*
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'D)aIt.ar, *t la Tapeur circulent, en contre courante a les écrans spécifias sous 8, sont POZODU de trous ai voisinage des tubes urchaou,ttaursf l'exception de l'écran si- tué en amont et qui est le premier rencontré par les gaz. di les' éléments S1U'c11autteu.re sont places à l'intérieur des carmeaux soit devant des rangées de tube.
01nt.1t., soit
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