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C HAUDIERE PERFEC TIONNEE.
Dans une chaudière la chaleur de radiation pro- venant des gaz du foyer produit la plus grande partie de l'évaporation. Cette évaporation est maxima quand les gaz remplissent entièrement le foyer qui est complètement en- touré de parois baignées par l'eau, les gaz étant à leur température maxima et brûlés:, complément avant d'arriver au contact du restant de la surface de chauffe qui reçoit la chaleur contenue dans les gaz. Plus un combustible est gazeux et donne des flammes longues, tel que la tourbe et le bois et plus il faut de temps pour brûler complètement les gaz d'où il s'ensuit que la boite à feu dans la partie destinée à la combustion doit donner aux gaz un chemin ma- ximum et que l'air auxiliaire doit permettre une combustion
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complète des gaz.
Les chaudières actuelles ne permettent pas d'obte- nir ce résultat au moyen de la seule boîte à feu dont le rendement n'est que de 40 à 50 % ce qui oblige à employer des surchauffeurs, des réchaufeurs d'air, des économiseurs et autres dispositifs d'un prix élevé et encombrants; il est bien connu que de belles chaudières notamment les chaudières do locomotive exigent un entretient minutieux et de -rands frais de réparation. De plus il est difficile d'empêcher la formation de dépôts qui augmentent la consommation de com- bustible et les frais de réparations.
De plus les chaudières actuelles ne permettent pas d'augmenter beaucoup la pression de vapeur ce qui permettrait
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t Inn 6f'nlllllni natdrnl1 ri ri C"nmbll!'1t.i 1>1 n. T,,, rq, ô)T1 nn maj, que l'épaisseur des matériaux nécessaires augmente le poids d'une manière prohibitive et les efforts transmis sont consi- dérables. L'expérience a montré que lorsque la pression pas-
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se de 14 à 20 atmosphère dans le bq.rlJleur.'6 d'une chaudière de marine, ayant une surface de chauffe de 120 m2 le poids passe de 35 à 78 tonnes, l'épaisseur des tôles devant être d'en- viron 5 cm; les essais pour faire passer la pression dans
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101.1 cho.1.tC110rolJ à locomotive u.ll-doncUI3 do 10 atmonphèro ont amené un retour à une pression plus faible en raison des fuites dues aux efforts exagérés.
La présente invention a pour objet la suppression de ces inconvénients en permettant une évaporation maxima par unité de surface dans la boite à feu et en utilisant toute la chaleur de radiation des gaz qui sont brûlés complètement,
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do 1"'1 t6üü2'a1L la 1'"'>d""' "L la la. dhtj,w11èl'tI"dB.U Qod uruuur- tions considérables.
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Grâce à l'invention on peut employer dans les looo- motivesdles combustibles de second ordre (tourbe, lignite, bois etc...), les frais de réparation sont amenés à un mini- mum, et toutes les parties de la chaudière sont préservées des incrustations ; la pression de vapeur peut être portée
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t1 toute valeur ClihÜl'éo t3/;UH:! quo io paidr au les erforta de.. viennent excessifs; enfin le prix'de revient est inférieur à celui d'autres types pour la même surface et pour la même pression.
Suivant l'invention la chaudière ou la boite à feu à adjoindre à une chaudière existante comprend une série de tubes ou de cylindres en tôle,, caractérisés par le fait qu'ils présentent dans leurs surfaces en vis à vis des ouvertures transversales faisant communiquer les tubes ou cylindres après qu'ils ont été soudés l'un à l'autre.Les entretoises sont formées par la matière même des tubes,' ces derniers peuvent être de toute section, circulaire, ovale, carrée etc.,.La chambre à eau peut être combinée avec une chambre à vapeur.
Aux dessins annexas on a représenté à titre d'exemple;
En figures l et 2 les éléments de tubes pour les chambres à eau et à vapeur,
En figure 3 une coupe verticale d'une chambre à eau conforme à l'invention,
Les figures 4 à 7 sont des coupes verticales de la figure 3, suivant les lignes 4/4, 5/5, 6-6, 7-7,
La figure 8 est une vue en bout dû côté du foyer,
La figure 9 est une coupe verticale d'une variante de la figure l,
Les figures 10 et Il sont des coupes verticales de la figure 9, suivant 10-10 et 11-11,
La figure 12 étant une vue en bout du côté du foyer de la chaudière.
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La figure 13 est une coupe verticale d'une chau- dière double produisant de la vapeur à haute et à basse pression au moyen d'un foyer commun,
Sur la figure 1 le tube 1 porte une série de cham- bres à eau 2 et de chambres à vapeur 3 qui forment les pa- rois latérales et supérieure et une partie du fond de la boite à feu. Pour augmenter la surface de chauffe on peut disposer des tubes à eau plus petits ou des chambres à eau 3' boite à l'intérieur même de la @ à feu (figure 3). Les chambres à vapeur 3 ou les chambres à eau 2 sont on com- munication avec un réservoir à vapeur 4', l'alimentation en eau se fait par le tube 1 communiquant avec les différentes chambres à eau 2.
On utilise pour les chambres à eau et à vapeur des tubes sans âoudure étirés de diamètre et d'épaisseur appro- priés, et de toute section désirée, circulaire, ovale, car- rée etc...
Le montage des chambres à eau sur le tube 1 peut être fait de plusieurs manières : suivant les cas on peut employer des tubes horizontaux ou verticaux, ou à la fois des tubes horizontaux et verticaux, le choix se faisant d'après l'usage envisagé et la disposition même de la chaudière. On peut faire communiquer entre elles deux ou plusieurs chambres à eau de la manière suivante : les tubes présentent un fond et on ménage dans les dits tubes des ouvertures 5 de dimen- sions égéles et espacées les unes par rapport aux autres.
Ces tubes sont superposés de manière à faire correspondre les diverses ouvertures 5; on passa un mandrin dans les trous présentant des galets callélés et que l'on fait tour- ner de manière à obtenir une surface cannelée dans les trous.
On manchonne ensuite les trous au moyen de bagues 6 que l'on dilate au moyeu des galets lisses ce qui permet aux cannelures
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de pénétrer dans les bagues. Par le mandrinage des bagues on.obtient ainsi une liaison mécanique solide entre les tubes présetant une sécurité parfaite. Pour assurer mieux encore la liaison des tubes et leur étanchéité on les sou- de.:l'un à l' autre aux points de contact;: et autour des bagues; on relie de la même manière les tubes verticaux et horizontaux, le tube 1 et la chambre à vapeur commune.
On peut dire que l'ensemble forme un seul bloc sans rivet ni couvre-joint, ni entretoise, ni boulon d'en- tretoise, ainsi qu'il est habituel dans les locomotives.
La température des tubes dans les chambres à eau étant égale, il ne se produit pas d'efforts pouvant endommager les tubes. Toutes les surfaces chauffées sont de plusbai- gnées par l'eau ce qui évite toute corrosion. Il est fa- cile de nettoyer et de désincruster les chambres à eau et d' empêcher la formation de dépôts grâce aux orifmces de nettoyage ménagés dans tous les tubes,
Les seuls frais de construction comprennent l'é- tablissement des tubes et leur travail sans aucun travail coûteux d'atelier. Il suffit d'avoir des machines puissan- tes à forer, le prix de revient de la chaudière étant ainsi bien inférieur à celui des chaudières actuelles,, et les frais de réparation sont réduits à zéro.
Si l'on désire augmenter la circulation d'eau on peut disposer à l'extérieur ou à l'intérieur des tubes de circulation indépendants habituels 7.
Les figures 3 àmontrent différentes construc- tions de chambres à eau permettant d'obtenir l'évaporation maxima par unité de surface de chauffe dans la boite à feu en utilisant au.maximum la chaleur de radiation des gaz et leur combustion complète.
Sur la figure 3 est représentée une chaudière de
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locomotive dont le tube anulaire l suporte la ciambre a eau/vue du côté du foyer :en figure 8) dont les tubes sont arrhes de manière à former le ou les ouvertures de la boite à feu (ouverture 9 à la partie supérieurs pour l'alimentation en combustible..); tremble de la chambre à eau 10 format le.... foyer prqrement dit dans lequel est disposé un déflecteur 11 en briques creuses réfractairessous lequel sont disposés les tubes 12 communiquant avec les chambres à eau, le passage ménagé dans le déflecteur ame- nant l'air secondaire préalablement chauffé par les ouver- tures 13 et 14 e jusque dans la chambre de combustion.
La longueur du foyer et sa surface de chauffe peuvent être de toutes dimensions appropriées, suivant le nombre de chambres à eau employées. Le déflecteur sépare la chambre de mélange de la ohmbre de combustion du foyer. L'air secondaire ae mis par l'intérieur du déflecteurest lie plus chud possi- ble afin d'amener les gaz à la température maxima et'd'ob- tenir une combustion aussi complète que possible. La chambre à eau 15 limite la long de la boite Les éléments tubulaires laissent passer les gaz à la partie inférieure grâce au ratricissement des tubes verticaux 16.
Sur la figure 12 les ouvertures correspondantes sont be- tenues au moyen des tubes 17 inclinés et communiquant avec d'autres tubes en passant à travers les tubes verticaux.
Sur la figure 6 l'ouverture 17 laisse passer les gaz presque complètement brulés dans la chambre formée par les tubes à eau suivant figure 5; dont une partie sont plus lourds ot dont los autres sont dos tuben 18 fixes à la manière habituelle et présentant des portes de nettoya- ge. Dans cette partie de la chaudière les gaz abandonnent la plus grande partie de leur chaleur par conductibilité.
Cette partie de la chaudière se termine par une chambre
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à eau suivant figure 4 composés de tubes et présentant des ouvertures 19 à la par',le supérieure. Les tubes 18 suivant figure 10 peuvent être légèrement inclinés de manière à assurer une bonne circulation d'eau.
Les ouvertures 5 at leurs bagues 6 sont dispo- dées sur une même ligne, de préférence verticale, de manière à permettre un nettoyage facile de la chaudière et l'enlèvement des dépôts et des boues. Le nettoyages intérieure des tubes ou des cylindres 2 se fait grâce à des couvercles disposés à l'une ou aux deux extrémités et permettant à une brosse ou autre dispositif de net- toyage de pénétrer facilement dans les tubes, E
La chaudière double suivant figure 13 permet de produire à la fois de la vapeur à haute et à basse pression au moyen d'un seul foyer.
Ce foyer à parois baignées d'eau absorbe la chaleur rayonnante des gaz et produit de la vapeur à haute pression tandis que la chaleur transmise par conductibilité produit la vapeur. à basse pression, sert à surchauffer la vapeur etc..: Dans les industries complexes telles que les industries textiles ou chimiques où il est nécessaire d'avoir à la fois la force et la vapeur, la force est obtenue généra- ].orient par achat à une centrale et on obtient la'vapeur à basse pression (par exemple 5 atmosphère$) dans un géné- rateur. Grâce à la présente invention la force est obtenue directement à peu de frais ce qui permet à de telles en- treprises de réduire leur prix de revient.
Par exemple à la place d'une chaudière Lancashire à bouilleur ou de type américain où d'une chaudière tu- bulaire à foyer en maçonnerie, on peut monter une chaudiè- re telle que 1' à haute pression ayant la forme d'une boî- te à feu de locomotive et pouvant supporter des pressions
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de 30 à 100 atmosphère$.Les gaz sont produits et brûlés du côté haute pression et passent ensuite dans la chau- dière à basse pression où ils abandonnent leur chaleur restante par conductibilité.
La chaleur transmise par radiation par les gaz
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braies dans le foyer or a,r-iit une tonpératuro d'cn,r:rar: 1300 G. évaporo environ S à. 5 Kp;s par am2 de surface de chauffe et par heure. La vapeur produite dans la chaudie- re à'haute pression (par exemple 50 atmosphère) passe à travers un surchauffeur non représenté disposé du côté basse pression et d'où elle est amenée par exemple à la turbine 3' dans laquelle elle produit la force.
Les tubes à feu ou à fumée reliant les deux chaudières sont entourés d'une enveloppe 4' servant à chauffer l'air secondaire de combustion dans la chambre à feu; cet air pénètre dans l'enveloppe à travers l'ou- verture 5' et sortpar 6' et 7' pour entrer dans le foyer L'enveloppe 4' est alors calorifugée en 6".
Quand la pression dans la turbine a été ramenée à
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environ 6 a4rrrosph èr c, ou à la pression désirée pour 1-'em- ploi envisagé ( la même que celle de la chaudière basse pression 2%0 la vapeur est conduite de la turbino 3'à l'usine ou directement à la chaudière basse pression 2.
Comme la vapeur provenant de la turbine contient encore sa chaleur de condensation qui est utilisée dans la chaudière à basse pres3ion ou dans l'usine, il en ré- sulte que la puissance engendrée dans la turbine ne coûte presque rien.
L'efficacité du génératepr est très grande grâce à la grande puissance d'évaporation dans le foyer de telle sorte qu'il n'est presque pas besoin d'une consommation supplémentaire dé combustible pour amener la pression de
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6 à 50 atmosphères.
La chambre à feu commune est entourée d'une chambre à e u qui en forme les parois latérales et supérieure. L'a- limentation en eau du côté haute pression se fait de préféren- ce par la chaudière à basse pression au moyen d'une pompe d'alimentation,
REVENDICATIONS
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me paraitraient nécessaires, je revendique comme ma pro- priété exclusive et privative :
1- Chambre à eau ou à vapeur pour chaudière, foyer etc... comprenant des cylindres ou tubes en tôle communi- quant l'un avec l'autre et disposés l'un au dessus de l'an- tre ou à côté l'un de l'autre, des ouvertures étant ménagées dans les surfaces se faisant vis à vis de manière à former dàs communications entre les tubes, la matière même des tubes restant entre les trous formant entretoiser,,.