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"Chaudière à deux pressions de vapeur pour locomotives et autres machines à vapeur".
L'emploi de la vapeur à haute pression a une importance économique toute spéciale pour le fonctionnement des locomotives.
Mais ltadoption d'une chaudière unique à haute pression se heurte
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à des obstacles qu'il est à peine possible de surmonter; dans ce en effet casâtes gaz de la combustion s'échapperaient à une trop haute tem- pérature, parce qu'il ne se trouve pas de place disponible pour l'installation d'un économiseur. C'est pourquoi on se trouve con- traint, malgré le désavantage économique qui en résulte, de recou- rir, au lieu d'un économiseur, à une chaudière à basse pression, A cet égard il est très important, sous le rapport économique, que la production de vapeur à haute pression soit aussi forte et celle da la vapeur à basse pression aussi faible que possible.
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La présente invention a pour objet une chaudière de lo- comotive à deux pressions et d'autres chaudières de disposition sem- blable à celle des locomotives, dans lesquelles les parois latéra- les et le ciel du foyer sont constitués par un rideau de tubes à eau entrecroisés, dans lesquels on produit de la vapeur à haute pression (par exemple de 50 à 100 atmosphères) tandis que la chaudiè re .longitudinale annexe sert à la production de vapeur à basse près. sion (par exemple de 10 à 15 atmosphères).
L'essence de l'invention consiste en ce que les tubes à eau juxtaposés entre la paroi tubulaire de la chaudière à basse @ pression et la paroi intérieure de la façade du foyer, tubes qui constituent les faces latérales et le ciel du foyer et qui s'entre- croisent en haut, sont en contact entre eux, de même qu'avec les parois avant et arrière du foyer, et que les collecteurs de vapeur à haute pression sont protégés contre l'action directe de la cha- leur, qui leur serait nuisible, par la partie des tubes formant le ciel du foyer, d'où il résulte qu'il ne peut se produire, dans ces collecteurs, de surélévation de température préjudiciable.
Les extrémités inférieures des tubes à eau débouchent dans deux chambres qui communiquent, non seulement par ces tubes, mais encore par des tubes de retour, avec les collecteurs de va- peur, pour parfaire le circuit de circulation de l'eau.
Diaprés l'invention, les tubes à eau sont, aux points d'entrecroisement, réduits à la moitié environ de leur diamètre de manière qu'en cet endroit, ils s'appliquent les uns sur les autres sans interstices. Il y a intérêt à faire porter cette ré-
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duction de diamètre d'un seul oott des tubes pouriara: que les derniers tubes à l'avant et à l'arrière puissent s'appliquer sur la paroi tubulaire et sur la paroi avant du foyer. Dtautre part, il faut que les corps cylindriques des collecteurs de vapeur à haute pression se prolongent au moins jusqu'aux parois du foyer.
A cet effet, on a ménagé dans la paroi tubulaire du foyer des calottes dans lesquelles viennent se loger les fonds bombés des collecteurs
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et on a réservé, dans la façade, des ouvertures pour donner pas- sage aux extrémités externes de ces collecteurs. Par cette dispo- sition on ménage un accès facile à l'intérieur des collecteurs à haute pression en vue du nettoyage.
Les chambres à eau constituées entre la face tubulaire et la paroi antérieure externe ainsi qu'entre les deux parois de la façade de la boîte à feu sont, conformément à l'invention, re- liées à la chaudière à basse pression. Les parois planes de la plaque tubulaire et de la paroi arrière du foyer appartiennent aux surfaces de chauffe de cette chaudière.
Connue il y a un intérêt économique à ce que la partie de la chaudière qui fournit la vapeur à haute pression soit la plus grande et celle qui fournit la vapeur à basse pression, la plus petite possible, il s'ensuit que la grille doit être beau- coup plus courte que le foyer. L'espace restant entre la grille et la paroi tubulaire est garni d'un revêtement réfractaire formant un autel en avant de la grille et constituant une chambre de com- bus ti on.
Les dessins représentent, à titre d'exemple, une réalisa- tion de l'invention.
La figé 1 est une coupe longitudinale d'une chaudière de lo- comotive; la fig. 2, une -Vue en-dessus, et la fig. 3, une coupe par le foyer.
La fig. 4 est une élévation de la paroi arrière de la boîte à feu ; la fig. 5, une vue de coté, et
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la fig. 6 une vue en-dessus d'un tube à eau, à plus grande échelle.
La paroi tubulaire b qui limite, à l'arrière, la chau- dière longitudinale a et forme la parti avant de la boîte à feu, se prolonge vers le bas et forme avec la paroi extérieure ± une chambre à eau d. La face arrière du foyer est constituée par la
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paroi e qui forme, avec la paroi de la façade f, une chambre ± tra- versée par la porte du foyer h. Ces deux chambres d et !,solidement entretoisées, peuvent se prolonger jusqu'en haut et, grâce à la tôle de parement v, se trouver incluses dans le profil transversal de la boîte à feu. Ces chambres communiquent entre elles et avec la chaudière à basse pression par les tuyaux 1 et k. La chaudière a et les chambres d et f servent à produire la vapeur à basse pression qui est amenée au surchauffeur de vapeur à basse pression par le tu- be A.
Les parois latérales et le ciel du foyer sont constitués par des tubes à eau m qui débouchent en bas dans les chambres n et qui, en haut, après s'être entrecroisés, aboutissent aux collecteurs de vapeur o. Les tubes à eau m viennent jusqurà la plaque tubulaire b et à la paroi avant du foyer e et sont en contact entre eux sur tuute la longueur de la boîte à feu, de sorte que les parois latéra- les et supérieure du foyer sont uniquement formées par ces tubes.
Les collecteurs de vapeur .± sont situés immédiatement au-dessus du foyer et sont protégés contre Inaction directe du feu, notamment contre le rayonnement du foyer.
Pour rendre possible la juxtaposition exacte des tubes à eau m, leurs extrémités sont réduites à la moitié environ de leur diamètre aux points d'entrecroisement. Il y a avantage à rejeter cet- te réduction de diamètre d'un seul côté du tube (fig.6) de sorte que les lignes de symétrie 2 des tubes à eau restent sur toute leur lon- gueur dans un même plan et que, par suite, les tubes extrêmes s'ap- pliquent contre la paroi avant et la paroi tubulaire de la boîte à feu, celle-ci formant ainsi un compartiment parfaitement clos. A cet effet, il est encore nécessaire que la partie cylindrique des col- lecteurs de vapeur 0 s'étende au moins jusqu'aux deux parois b et e
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de la boîte à feu; ctest/ pour cela que la paroi tubulaire ±.
/ présente des calottes r dans lesquelles viennent se loger les fonds bombés des collecteurs (fig. 1 et 2). La chambre ± qui forme le com- partimsnt arrière de la chaudière comporte des passages pour les col- lecteurs de vapeur o. L'extrémité externe du collecteur est fermée
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par un plateau amovible t par lequel on peut avoir accès à l'inté- rieur du collecteur*
La vapeur à haute pression est amenée des collecteurs o au surchauffeur de vapeur à haute pression par le tube B.
Les tubes de re tour u, situés extérieurement aux tubes à eau m, servent à compléter le circuit de l'eau et à diminuer les pertes de chaleur par rayonnement des faces latérales du foyer (fig.3).
L'eau qui alimente la chaudière à haute pression est em- pruntée à la chaudière longitudinale à basse pression et amenée à la chaudière à haute pression, par un dispositif connu ; cette eau est donc portée préalablement à une haute température. L'eau emprun- tée à la chaudière à basse pression est déjà privée d'une partie de ses sels incrustants. Pour en éliminer ce qui reste de ces sels, on intercale, d'après la présente invention, sur la conduite d'alimen-, tation allant de la chaudière à basse pression à la chaudière à hau- te pression, un appareil connu en lui-même, pour l'extraction des sels incrystants. Ce dispositif peut être à action mécanique et à ac. tion chimique.
Il y a avantage à conduire par les dispositifs usuels, la vapeur à haute pression aussi bien que la vapeur à basse pression à des surchauffeurs. La vapeur à haute pression est ensuite conduite du surchauffeur au moteur à haute pression. La vapeur d'échappement de ce dernier peut être mélangée à la vapeur à basse pression.
Comme le montre la figure 1, la sole de la boîte à feu est garnie, entre le bord avant de la grille et la paroi tubulaire b. d'un revêtement réfractaire z formant autel, qui crée une chambre de combustion.
La chaudière à deux pressions décrite ci-dessus ne s'appli- que pas seulement aux locomotives, mais encore à toutes les chaudière analogues, comme celle des locomobiles, des machines mi-fixes, des navires, etc...