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Perfectionnements aux chaudières. cette invention se rapporte à une chaudière et plus par- ticulièrement à une chaudière du type marin, et elle réside dans des perfectionnements apportés à différents points et qu'on comprendra mieux en se référant à la description qui suit.
Les dessins annexés représentent des modes d'exécution choisis de la présente invention.
Fig. 1 est une vue en coupe transversale à travers ltenveloppe d'une chaudière montrant l'une des formes d'exé- cution réalisant l'invention, cette vue étant prise suivant la ligne 1 - 1 Fig. 3.
Fig. 2 est une vue prise suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
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Fig. 3 est une élévation de face de la chaudière repré- sentée sur la Fig. 1, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig.l, certaines parties étant brisées.
Fig. 4 est une vue semblable à la Fig. 1 montrant ce qu'on peut considérer actuellement comme la forme d'exécution préférée de l'invention, cette vue étant prise suivant la ligne 4-4 de la Fig. 8.
Fig. 5 est une coupe transversale partielle faite suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4.
Fig. 6 est une vue partielle prise suivant la ligne 6-6 de la Fig. 4.
Fig. 7 est une vue de détail agrandie montrant le sup- port du corps cylindrique inférieur du surchauffeur suivant la Fig. 4.
Fig. 8 est une vue prise de la droite de la Fig. 4 et correspondant à la Fig. 3.
Fig. 9 est une vue correspondant aux Figs.1 et 4, mais montrant encore une autre forme d'exécution de l'invention, cette vue étant prise suivant la ligne 9-9 de la Fig. 10.
Fig. 10 est une vue prise suivant la ligne 10-10 de la Fig. 9 et correspondant aux Figs.3et 8.
Les Figs. 1, 2 et 3,montrent une enveloppe de chaudière présentant une paroi antérieure 1 à peu près verticale et une paroi postérieure 2 dont la partie inférieure est incli- née vers l'intérieur et est pourvu d'une série de brûleurs 3.
Ceux-ci peuvent être de tout type approprié susceptible par exemple de brûler de l'huile ou du combustible pulvérisé.
Sur la paroi antérieure est supporté un corps cylindri- que d'eau 4 s'étendant transversalement et raccordé par une série de tubes 5 à un corps cylindrique 6 supporté par la paroi postérieure 2. Ces tubes 5 forment un faisceau et sont
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de préférence cintrés suivant des arcs de cercles à peu près concent ri que s.
Au dessus du corps cylindrique 4 se trouvent une série de collecteurs verticaux 7 raccordés au corps cylindrique 4 par des raccords 8 et à un corps cylindrique transversal d'eau et de vapeur 9 au moyen de raccords 10. Chacun des collecteurs verticaux 7 fait partie de l'une des unités d'une série de sections semblables, dont les autres pièces compren- nent un collecteur incliné 11 relié au collecteur 7 de la même section, au moyen d'un jeu de tubes 12 qui sont dispo- sés sensiblement suivant des arcs de cercle concentriques.
De préférence, chacun des collecteurs 7 et 11 de chaque section présente une forme cylindrique et les tubes 12 sont disposés de manière à pénétrer dans les collecteurs à peu près perpendiculairement à la surface de ces derniers. Les axes des deux collecteurs 7 et 11 de chaque section sont disposés à peu près dans un plan commun et dirigés sensible- ment vers le centre des cercles concentriques suivant les- quels sont disposés les tubes 12. Les tubes 12 qui se trou- vent à peu près dans le même plan que les axes des collec- teurs peuvent être cintrés dans un seul plan seulement, ce- lui qui renferme ces axes ou un plan parallèle à celui-ci.
Les tubes de chaque section qui sont écartés d'une certaine distance du plan des axes, sont cintrés ou repliés à leurs extrémités suivant un certain angle par rapport à -ce plan, de manière à amener leurs extrémités dans une direction plus rapprochée de la normale à la surface des collecteurs dans lequel. elle pénètrent. Il n'est pas nécessaire que ces ex- trémités soient exactement perpendiculaires à la surface du collecteur dans lequel elles pénètrent, mais il est désirable 1
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qu'elles se rapprochent autant que possible de cette position par rapport aux collecteurs sans gêner les opérations de nettoyage, comme on le montrera ci-après.
L'extrémité supérieure de chaque collecteur 11 est re- liée au corps cylindrique 9 par des raccords 13 qui sont disposés de part et d'autre de l'axe du collecteur, comme le montre clairement la Fig. 2, et dont les uns sont si- tués à un niveau plus élevé que les autres, comme c'est re- présenté sur la Fig. 1, de manière à assurer la stabilité voulue au corps cylindrique et à former une disposition en quinconce des raccords en travers du passage par lequel les gaz chauds quittent la chaudière. L'extrémité inférieure de chaque collecteur 11 est raccordée au corps cylindrique 6 au moyen de raccords 14.
De la chambre de vapeur du corps cylindrique 9 part un tuyau 15 qui amené la vapeur dans un corps transversal 16 faisant partie d'un surchauffeur, dont les autres parties comprennent un corps cylindrique 17 et des tubes 18 qui re- lient les corps 16 et 17 et forment un faisceau de tubes disposé entre les tubes 5 et 12. Un étrier convenable 19 est placé à chaque extrémité de la chaudière pour maintenir en place le corps cylindrique inférieure 17 du surchauffeur.
Le corps cylindrique 9 est pourvu de l'entrée habituel- le d'eau d'alimentation 20 et le surchauffeur est muni de la sortie usuelle 21. Dans cette forme d'exécution, le corps cylindrique supérieur 16 est disposé en deux sections sépa- rées en 22, comme c'est représenté sur la Fig. 3, de façon que la vapeur pénètre dans une section d'où elle passe par les tubes 18 dans le corps cylindrique 17 pour revenir en- suite dans l'autre section et de là dans la sortie 21.
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Ainsi que le montrent mieux les Figs. 2 et 3, les collec- teurs 7 et 11 sont écartés les uns des autres et l'espace en- tre deux collecteurs adjacents est suffisamment grand pour permettre l'enlèvement d'un tube. En d'autres termes, cet espace est plus grand que le diamètre externe d'un tube.
Chaque collecteur est également pourvu des trous de visite usuels et de leurs couvercles désignés par 23 et les espaces entre les collecteurs peuvent être fermes par tout disposi- tif approprié, tel que celui indiqué sur la Fig. 5, dans l'application à une autre forme de chaudière, et qui sera décrit plus complètement ci-dessous. Une enveloppe 24 est disposée près de chaque jeu de collecteurs et chaque extrémi- té de la chaudière est fermée par une enveloppe 25. Celle-ci est faite de préférence en plusieurs sections, les lignes de division entre les sections étant indiquées en 26 sur la Fig. 1.
La construction ci-dessus décrite constitue une chaudière à simple passage de flamme, à travers laquelle les gaz chauds des brûleurs 3 peuvent circuler de bas en haut entre les tu- bes 12 et les tubulures 13 pour aller au carneau de fumée 27.
Le passage de flammes présente une conicité à peu près uni- forme sur toute sa longueur et la disposition des tubes assu- re une surface de cnauffe maximum.
En espaçant les collecteurs comme c'est représenté et en disposant les trous de visite de la manière indiquée, lorsque les tubes sont disposés suivant des arcs de cercles concentriques, on peut enlever un tube quelconque de n'impor- te quelle section en développant un effort minimum.
Comme c'est représenté sur la Fig. 3, les tubes des sections adjacentes se recouvrent les uns les autres et de
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préférence l'écartement des tubes dans les deux directions est moindre qu'un diamètre de tube. Cette proximité est pos- sible dans la construction considérée car on peut enlever un tube en le déplaçant longitudinalement suivant son arc de cercle ou, si on le trouve désirable, on peut couper les rac- cords qui relient les collecteurs aux différents corps cylin- driques et on peut faire tourner d'une pièce une section entière pour l'enlever sans déranger les sections adjacentes.
Cette opération est rendue possible parceque bien que le jeu de tubes de chaque section puisse être plus large que la lar- geur des collecteurs de cette section, l'espace libre entre les collecteurs successifs est cependant au moins aussi grand que la largeur totale du jeu de tubes d'une section. En même temps, on peut avoir accès à un tube quelconque d'une section pour le nettoyage, par les trous de visite 23. Les sections de l'enveloppe 25¯ sont de préférence disposées à peu près comme c'est représenté, de manière qu'on puisse accéder fa- cilement à une partie quelconque de la chaudière, sans reti- rer l'enveloppe entière.
En se référant maintenant aux Figs. 4 à 8, y compris, sur lesquelles est représentée ce qu'on peut considérer actuel- lement comme la forme préférée de l'invention, on voit que le corps cylindrique transversal inférieur 4 est monté sur la paroi antérieure 29 de la maçonnerie de support dans laquelle sont disposés les brûleurs 30.
Dans cette forme d'exécution, les corps cylindriques 4, 6 et 9 sont disposés à peu près dans la même position que dans le mode de construction décrit en premier lieu. Les tubes 12 sont disposés d'une manière analogue à peu près suivant des arcs de cercles concentriques et s'étendent en- tre des collecteurs 7 et il, comme dans la première forme
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d'exécution. Toutefois, dans cette forme, les corps cylindri- ques des surchauffeurs sont plus courts que dans le premier mode de construction, le corps inférieur 31 reposant sur un ou plusieurs supports 32 qui sont ici solidaires du corps cylindrique 4.
Les collecteurs 7' à chacune des extrémités du corps 31 descendent à peu prés jusqu'au corps 4 et y sont raccordés par de courts raccords entourés par des colliers qui supportent les collecteurs 7', comme c'est représenté sur la Fig. 8. Les collecteurs 7 qui sont disposés au-dessus du corps cylindrique du surchauffeur, sont raccordés au corps cylindrique 4 par des raccords 8, comme dans l'exemple dé- crit en premier lieu. Les deux collecteurs 7' supportent le tambour supérieur 9 au-dessus du surchauffeur et ainsi les corps 4 et 9 et les collecteurs 7' constituent un châssis pour supporter les collecteurs intermédiaires 7.
L'autre corps cylindrique 33 du surchauffeur peut être supporté de la manière représentée sur la Fig. 6, l'une de ses extrémités ou ses deux extrémités étant pourvues d'un tenon 34 qui pénètre dans une mortaise 35 du collecteur 11'.
On constatera que les collecteurs 11' situés aux extrémités opposées du corps cylindrique 33 descendent à peu près jus- qu'au corps cylindrique 6 auxquel ils peuvent être raccordés par des tubulures entourées de colliers de support, de la même manière que les collecteurs 7' sont reliés au tambour 4, et les collecteurs 11 sont reliés par des tubulures 36 au corps cylindrique 6. Les deux corps cylindriques 31 et 33 sont reliés par le faisceau de tubes 18 et on obtient ainsi une construction dans laquelle l'un des corps cylindrique est fixe tandis que l'autre peut être déplacé longitudinalement par rapport aux tubes.
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Les différentes sections sont écartées les unes des autres d'une telle quantité que l'espace libre entre les collecteurs adjacents est plus grand que le diamètre d'un tube, et les tubes de chaque section sont disposés de telle manière que ceux d'une rangée quelconque sont à, peu près uni- formément espacés dans le faisceau de tubes transversalement à la longueur des collecteurs, comme le montre mieux la Fig.5.
L'écartement des tubes est inférieur au diamètre d'un tube dans les deux sens, transversalement à la longueur des collecteurs et parallèlement à ceux-ci. Les espaces entre les collecteurs, tant de descente que de montée, sont remplis d'une matière de bourrage appropriée 37 tenue en place par des plaques 38 qui peuvent être boulonnées aux collecteurs comme c'est représenté sur la Fig. 5. De préférence, les collecteurs présentent des épaulements 39 qui entrer en contact avec le calorifuge 40, maintenu en place par les pla- ques 38. La matière de bourrage est également en contact avec des épaulements 41 disposés intérieurement par rapport aux épaulements 39. On remarquera que cette disposition permet d'obtenir une construction rigide dans laquelle la dimension de la surface de chauffe est considérablement augmentée.
Cette grande surface de chauffe résulte en partie du faible écartement entre les .tubes et cet écartement est établi tout en réservant un accès relativement facile à chaque tube, tant pour le remplacement que pour le nettoyage. Tous les tubes peuvent être nettoyés par un outil approprié qu'on introduit à travers les trous de visite 23 et on peut retirer les tubes soit par ceux-ci, soit par les espaces entre les collecteurs.
On raccorde les tubes aux collecteurs dans une direction aussi perpendiculaire que possible, mais de telle manière
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quton puisse en même temps y introduire un outil de nettoyage.
Il est à remarquer qu'à peu près chaque tube a son extrémité dirigée vers un trou de visite, de sorte qu'on peut introdui- re facilement l'outil de nettoyage dans un tube quelconque. si le tube pénétrait radialement dans un collecteur ou per- pendiculairement à la surface de celui-ci, il serait diffi- cile d'y introduire un outil et pour cette raison il est pré- férable d'employer la disposition non-radiale représentée.
Cette disposition permet aussi de rapprocher davantage les tubes pour un collecteur de diamètre donné que ce ne serait possible en faisant pénétrer les tubes radialement dans le collecteur. Ce rapprochement des tubes permet à son tour d'augmenter le rendement de la chaudière pour un espace donné.
Une autre caractéristique importante afférente à ce mode d'exécution, est que le surchauffeur ne doit pas nécessaire- ment être utilisé en tout temps. Par exemple, si la chaudière est employée sur un bateau et que celui-ci se trouve au port, où il n'est pas nécessaire de produire de la vapeur, les brû- leurs qui sont situés en dessous du surchauffeur peuvent être mis hors service et il suffit d'utiliser seulement les brû- leurs à l'autre extrémité de la chaudière où ceux en-dessous des tubes de la chaudière.
Les Figs. 9 et 10, auxquelles on se référera maintenant,. représentent une forme de chaudière modifiée du type dit: "saturé"; c'est-à-dire que ce type de chaudière n'emploie pas de surchauffeur.
Dans cette forme d'exécution, les brûleurs 42 sont mon- tés dans la paroi antérieure 43 qui supporte un corps cylin- drique transversal 44 relié par un faisceau de tubes 45 à un corps cylindrique supérieur 46 supporte par la paroi posté- rieure 47. Les collecteurs de montée et de descente 48 et 49
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respectivement sont raccordés aux corps cylindriques 46 et 44 par les petits raccords représentés. Les extrémités su- périeures des collecteurs 49 sont raccordées par de petits raccords directement au corps cylindrique de vapeur et d'eau 50 tandis que les collecteurs sont raccordés par des circula- teurs 51 au corps de vapeur.
Les collecteurs sont raccordés entre eux par un faisceau de tubes52 qui sont disposésà peu près de la même manière que les tubes 12 précédemment décrit s. L'eau d'alimentation est amenée à l'entrée 20 comme dans la forme d'exécution représentée sur les Figs. 1 et 4.
Dans cette forme de construction, les extrémités supé- rieures des tubes 52 sont rectilignes sur une faible distance, comme le montre la Fig. 9. Les extrémités des courbes suivant lesquelles les tubes sont disposés, viennent approximative- ment dans le plan 53 et les tubes se prolongent tangentielle- ment à ces courbes au-delà de ce point aussi loin qu'on peut le faire sans rendre impossible l'enlèvement d'un tube en le déplaçant suivant son arc de cercle.
Il est évidemment bien entendu que les parties des tubes qui apparaissent rectilignes sur la Fig. 9 sont recourbées suivant un certain angle par rapport au plan de cette figure pour pénétrer dans les collecteurs 48.
Grâce à la disposition des tubes ci-dessus décrite, on peut obtenir une surface de chauffe un peu plus grande, sans renoncer sensiblement aux avantages inhérents à la disposition concentrique des tubes. A tous les autres points de vue à peu prés, cette forme d'exécution est semblable à celle représen- tée sur les Figs. 5 à 8 y compris, sauf qu'elle supprime le sur chauffeur.
Dans tous les modes de construction représentés, il est fait usage d'un dispositif échangeur de chaleur à simple
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passage en travers duquel est disposé un faisceau de tubes à faible écartement uniforme, l'écartement étant inférieur au diamètre d'un tube. Cette disposition est rendue possible par les tubes cintrés et par les collecteurs espacés. Les espaces entre les collecteurs et les tubes près de leurs extrémités est rempli d'une matière de bourrage 37, de manière à empêcher le passage des gaz entre les collecteurs. De même le passage à travers le faisceau est empêché par suite de l'écartement uniforme des tubes.
REVENDICATIONS.
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1.- Chaudière comportant un corps cylindrique de vapeur et d'eau supérieur, des collecteurs de descente raccordés à ce corps cylindrique et écartés les uns des autres d'une quantité plus grande que le diamètre d'un tube, un corps cy- lindrique d'eau disposé en-dessous de ces collecteurs et raccordé à ceux-ci, une série de collecteurs de montée rac- cordés au corps cylindrique de vapeur et d'eau et reliés chacun par une série de tubes à un collecteur de descente, caractérisée en ce que les tubes sont disposés à peu près suivant des arcs de cercle concentriques et que les collec- teurs sont pourvus de trous de visite donnant accès aux tubes.