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Chaudières avec surchauffeur à transmission accélérée de la chaleur
La présente invention se rapporte à une chaudière avec surchauffeur,dans le foyer de laquelle est logée une partie de la surface de chauffe des tubes de surchauffeur;le foyer comporte deux compartiments dans l'un desquels débouchent les tubes du réchauffeur,et lequel compartiment peut être cloisonné à sa base par une voucette mobile.
Le. compartiment antérieur est relié à celui postérieur par un faisceau de tubes à fumée par où les gaz chauds sont convoyés lorsque la vouoette se trouve dans sa position fermée; quand,au contraire,la voucette se trouve dans sa position ouverte,les flammes et les gaz chauds passent immédiatement dans le compartiment antérieur du foyer pour entrer directement en contact avec les tubes du surchauffeur;
La voucette peut faire office- de chambre à eau;la vapear y produite se dégage par un des tuyaux dans la chambre d'eau de la ohaudière près du ciel du foyer. l'équilibrage de la voucette se fait de préférence par- tiellement par des contrepoids de manière que la voucette peut descendre de son propre poids pour remonter sous l'influence d'un petit cylindre à piston plongeur par l'intermédiaire de
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tringle et levier de commande.
Le surchauffeur peut être pourvu d'un régulateur lequel comporte une boîte à deux soupapes dont l'une est destinée à l'admission de la vapeur dans le cylindre pour mettre la voucette dans sa position horizontale alors que l'antre sert à l'échappement de la vapeur pour que la voucette paisse reprendre sa position verticale.Ces soupapes sont reliées à un des tubes subissant la température de la vapeur surchauffée, l'allongement de ce tube par la dilatation commandant automa- tiquement les dites soupapes.
Au dessin annexé,est représentée à titre d'exemple, une forme de réalisation de la présente invention.
La fig.1 est une coupe verticale par le foyer.
La fig.2 est une coupe transversale suivant A-B de la fig.1
La fig.3 est une élévation latérale suivant fig.1 ,non- trant l'application d'un régulateur.
Comme le montre la fig.l,le foyer comporte deux compar- timents I et II.Dans le compartiment 1,d'ébouchent les tubes a du surchauffeur.
Gomme il va être décrit ci-après,les flammes et les gaz chauds peuvent aller directement du compartiment II dans le compartiment I quand une voucette mobile y, se trouve dans sa position abaissée.Dans ce cas,le surchauffeur subit les plus fortes chaleurs qui peuvent être données par le foyer. Au lieu d'amener les gaz chauds directement dans le compartiment I,on peut les faire passer d'abord par des tubes à fumée 0 qui constituent une cloison partielle verticale dans le haut du foyer de telle sorte que quand la voucette g se trouve dans sa position relevée et ferme donc l'accès direct entre les compar- timents II et I,les fumées montent dans le compartiment II, traversent les tubes de fumée e pour y abandonner une partie de leurs calories avant de lécher les tubes du surchauffeur.
Suivant la présente invention, la vapeur saturée sortant du régulateur de la chaudière passe par le oolleoteur
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place'dans la botte à fumée pour faire ensuite 4 tours par exemple-dans les tubes a du surchauffeur pour entrer finale- ment dans les cylindres.Quant au surchauffeur,il est constitué par des faisceaux de tubes de petit diamètre (d'ext. 33 m/m) placés dans les gros tubes de la chaudière (d'int 125 m/m) ces dimensions n'étant données qu'à titre indicatif,l'espace devant la plaque tubulaire arrière b du compartiment avant
1 du foyer est occupée'sur la longueur de 400-600 m/m environ'par les tubes du surchauffeur sortant des gros tubes de la chaudière,comme cela est indiqué dans la fig.l.
Le compartiment avant 1 du foyer communique avec le compartiment arrière II du foyer par le faisceau de tubes à fumée ± du côté arrière et inférieurement,par une voacette tournante et amovible g,comme cela a été décrit ci-dessus.
Les tubes c sont fixé$ par mandrinage par exemple, dans la tôle d qui affecte la forme U et rivée aux tôles la- térales du foyer et à son ciel.La position du faisceau de tubes o par rapport à' la grille est établie de façon que les gaz de combustion passent directement dans le compartiment avant
1- du foyer par le passage inférieur,quand celui-ci n'est pas obturé par la voucette tournante g.Le rapport entre la surface des tubes ± placés dans le foyer et les tubes h de la partie cylindrique de la chaudière est variable et dépend na- turellement du type de la machine et du profil de la voie.
La voucette tournante ± sert donc à permettre l'intro- duction directe des gaz chauds dans la compartiement avant I du foyer pour l'élévation rapide de la température de la vapeur qui passe par les tubes du surchauffeur.Cette élévation brusque de température de la vapeur trouve son utilité aux locomotives, au démarrage après le stationnement prolongé de la machine,à l'entrée d'une rampe après une longue pente et dans tous les cas où la température de la vapeur surchauffée ' tombe,
La voucette tournante est, de préférence, construite en
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acier;elle est remplie d'eau et la vapeur qui s'en dégage,se @ dirigé sous la paroi supérieure inclinée vers l'un des côtés du foyer.
La vapeur sortant de la voucette entre dans un des tuyaux i et sort de celui-ci dans la chambre d'eau de la chaudière près du ciel du foyer,
Les tuyaux latéraux i réunissent la chambre d'eau de la voucette avec la chambre d'eau de la chaudière.Les bouts supérieurs des tuyaux sont fixés à la partie arrière de la chaudière,leurs bouts inférieurs réunis par an tirant et munis de bourrage et de dispositifs de graissage appropriés supportent la voucette.
La voucette est en partie équilibrée par deux contre- poids latéraux qui sont fixés par des boulons aux bouts cylindriques de la voucette, Elle tourne par son propre poids dans un sens pour ouvrir le passage entre les compartiments I et II et dans l'autre pour refermer ce passage par un petit cylindre à piston plongeur (d: 20 m/m par exemple) au moyen d'une tringle f attachée au levier 1 que porte la partie avant inférieure m du contre-poids entourant les bouts cylin- driques de la voucette.Le piston plongeur'se déplace sous la pression de la vapeur qu'il reçoit du régulateur de surchauffe.
Le surchaffeur peut être réglé automatiquement par un régulateur de surchauffe (voir fige 3) et lequel consiste en uen boite à deux soupapes n(d: 12 m/m par ex.) dont une pour admission de la vapeur dans le cylindre et l'autre pour l'évacuation par un canal 0 du cylindre (tuyaux d: 5mm par ex. ): La vapeur en,entrant dans le dit cylindre,met la voucette dans sa position horizontale; au contraire,après l'échappement de la vapeur,la voucette retombe dans sa position verticale.
La soupape d'échappement est attachée au bout de la culotte qui réunit le bout sortant du tube 2: d'un des élé- ments de surchauffeur et'deux tubes s (d= 20mm par ex.) par lesquelles la vapeur surchauffée s'échappe dans le col- lecteur
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du surchauffeur.Le bout arrière de ce tube q est fixé à la tôle d.
Quand maintenant, la température de la vapeur augmente, la longueur du tuyau .9. augmente aussi par la dilatation et le bout de la culotte glisse dans le support ±,lâche la soupape d'échappement de la vapeur qui se ferme (à la tempàta -ture de la vapeur 290-300 environ) et ouvre la soupape d'admission en poussant sur le bout de la tige (à la tempé- rature 3500).A l'abaissement de la température de la vapeur, la soupape d'admission se ferme et peu après,la soupape d'é- . chappement s'ouvre;la température de la vapeur surchauffée se maintient ainsi automatiquement entre 300 et 350 sans aucune intervention du mécanicien.
La rapidité dé surchauffe (obtenue par l'invention ) permet d'étendre les limites d'application du surchauffeur aux locomotives et. antres chaudières.On peut le placer sur des machines à petits parcours suivisde longs stationnements c'est-à-dire aux locomotives qui desservent des lignes secon- daires,des usines,des mines et des charbonnages.
La rapidité de la surchauffe permet aussi de réduire au minimum,l'influence du profil.de la voie et des arrêts, sur l'économie du charbon et de la vapeur.
L'invention a été décrite et illustrée à titre purement indicatif et nullement limitatif,et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ses détails sans s'écarter de son esprit.