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Perfectianneii:erit> aux éC11ang?,.'re de chaleur.
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L'invention a 90,i,r >i,j±t un C-:cllEu..;eur ae chaleur et parti- culièrement un appareil qui puisse fonctionner drxs des condi- tions extrêmes de tei;ipÉi";a,tire et de pressicri, comme les surcha,uf- fi11'4 de V'lJLU1'. L' L> .i' L' , . L 1 <J o lJL'I!L JL1't.: ¯ljJjJ1L"J...t'.L' t< L 1> 'à 1.l'l\ l,,y- pes de chaudières.
L'élévation du timbre dans les installations modernes a pour conséquence la production de vapeur à une plus haute tem-
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pérature de fJatur8.t1ün et qui surchauffée peut atteinre une température totale dépassant 4-50o Pour obtenir des teu.pr;ratures de cet ordre, il est nécessaire de placer le surchauffeur dans une zone de gaz très chauds et cela rend l'emploi des tuoes en acier doux impossible.
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Il est connu que ls corixiticns d' CD2Jlge ae chaleur d'un
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surchauffeur peuvent être considérablement améliorées en utili- sant des tubes d'un plus petit diamètre ce qui augmente la vi-
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tesse de la valeur dans le surchauffeur et pl're2,lte mi. 1.,, grand rapport de la. surface de chauffe à la section droite de passage de la vapeur.
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mi t'ci .1IU"'t:!lt"r,'td' -'II L 'hop ',1'<11 ,;n: l'Or. ,1.... j.)"t.1t. j, <1 i:1t,,' 1.1'n résisterait à la pression et à la température extrême, mais on peut l'employer pratiquement à cause des pertes de charge résul- tant de la réduction du diamètre du tube.
Pour remédier à cela on a employé des tubes en acier spé- cial particulièrement dans la dernière boucle de chaque élément sur chauffeur, où la vapeur est près du maximum de sa température.
Cela est très onéreux et la présente invention a pour but
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la. réalisation d'un slrchauffeur avec lequel on puisse surchauf- fer la. V[1,peur à des températures élevées sans employer de 'l,.lues en acier spécial. L'invention est montrée appliquée à une chau- dière à tubes d'eau horizontaux à deux nappes mais elle De.,,% aussi être employée avec tout autre type de chaudière.
Fig.l du dessin estune coupe de la chaudière avec le sur- chauffeur et la Fig.2 une coupe partielle d'une variante utili-
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>^rcSta ra 7 n, même punit, ion \]1.10 la l"6nUoc1'tl<)Jl do In t'1,r.1.
Fig.3 est une coupe sur la ligne 3-3 de la Fig.1 et la Fig.4 est une coupe sur la ligne 4-4 de la Fig.2.
Ces deux figures sont à une échelle agrandie.
La Fig.l montre deux nappes espacées de tubes générateurs de vapeur, inclinés horizontalement 1 et 2, qui sont alimentées -par 12 tambour 3, les collecteurs 4 et 5 et les raccords 6 et 7.
Les colecteurs 8 et avec les raccord 10 et tubes de cir- eulations 11 servent de connexion entre les tubes 1 et 2 et le tambour d'eau et de vapeur. Des chicanes 12 et 13 dirigent les gaz sur les nappes de tubes, en trois passes à la manière habi- tuelle. '
Le surchauffeur est dispose dans l'espace entre les deux
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nappes de tubes l et 2 et dans la première passe, et comprend le collecteur d'entrée 1'-), relié a la cna-1>re de 7L'J..içj'r du taII11J0L1.r ') par 1::
tube 1>-' uji ,,()11,C'+, 11' dp =< >:". Ùe 16 mt \1."00 -J.0;;.[,r9 ,i'- 1 i ( . ni }Jf'¯l ,;I i. 1- 1 - - -1..." . - l,,, '1...' 1 Li Il:' LJ normal, tandis que la dernière, habituellement la dernière bou- cle, est bifurquée comme en 18 et se termine par deux tubes 17a et 17b d'un plus petit diamètre intérieur et reliés au collec- teur de sortie 16.
La longueur respective des tubes est déterminée suivant les conditions spécifiques de chaque cas. De même le rapport du diamètre intérieur des petits tubes 17a et 17b avec celui du tu- be 17 est déterminé suivant le cas.
L'augmentation du coefficient d'échange de chaleur par 1'utilisation des tubes d'un plus petit diamètre peut parfois être suffisante pour que la section droite totale des tubes 17a et 17b puisse être égale à celle du tube 17.
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T,a vi tppop rio 1ca vnpaur n' PI'11. p::11'1 rrif-irl 1 ri çse et lA gel-il au- ments,tion de la perte de charge sera celle dûe au changement de diamètres.
Il est possible parfois que l'augmentation du coefficient d'échange de chaleur dû à la plus grande surface par unité de volume des petits tubes permette l'utilisation de tubes d'un dia- mètre tel que celle du tube 17. Parfois il sera nécessaire pour
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obtenir une Augmpntqt10n rie vitPARP cje la vnpeur dans la der- nière passe de réduire la section droite des tubes 17a et 17b pour qu'elle soit inférieure à celle du tube. Pour la disposi- tion illustrée par les Figs. 1 et 3, le total de la surface in- térieure des deux branches 17a et 17b de la partie bifurquée est la même ou approximativement que la surface du tube simple.
Comme l'homme de l'Art le sait, les longueurs et diamètre rela-
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tlfP riPa tnbaa 17a et 17b font tP1'It11J7Ea par (IR 1<1111 rlana nnaritzp cas particulier.
Dans la majorité des cas, moins de la moitié de la surface totale de chauffe,sera d'un diamètre réduit et il est générale- @
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ment préférable de maintenir les proportions de surface de chauf- fe des petits tubes à un minimum afin de prévenir toute chute de pression trop forte à travers le surchauffeur.
Les Fige. 2 et 4 montrent un surchauffeur, qui est adapté particulièrement au cas où l'augmentation de la vitesse de la vapeur est désirée. Ici le collecteur d'entrée 14' et le col- lecteur de sortie 16' àont reliés par un nombre d'éléments 17' qui au lieu d'être bifurqués comme dans la Fig.l ont seulement un diamètre intérieur plus petit à partir du point 17c.
L'assemblage des tubes peut être accompli de n'importe quel- le manière, cependant l' élimination de joints dans les tuyauteries hautes pression rend désirable que les éléments soient obtenus par forgeage direct des tubes.
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1?<1>io>mo un pput vfllr wt ln Il''1/,;.11, l'Ópnin!1f'tl1' <i<1 In pnrfi du tube 17c est plus grande que celle du tube 17' . En pratique il est préférable que le diamètre extérieur des deux tubes soit le même. Cette plus grande épaisseur a l'avantage d'augmenter la
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durée du tube., mais quand les deux UÛ4.rG .¯ 'j::..:12me diamètre 1):1 obtient cet autre avantage quand l' 6léra8,ti.t est pax f'ur- 5eéwe , de simplifier lu faIJ1"icRU.on et d'obvier à ia ttf:a.E,';:"1;'.-. d'avoir des matrices différentes. Dans le8 1<.istaiiaiig.;, depré- selltées eii les Figa. 1 dL j 1tJ CI.La.lIlé:LJ:t:! luL61'1eUl' deJ Lul.Jc:; , lA. partie biDir4uée pe',it évideimnent être plus grand que celui du tube unique.
L' invention permet aussi d' employer des tabes en acier doux au carbone parce que la vapeur y passe à une température suffi-
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samment basse pour les refl",)iô.Ír. L'acier doue au carbone peut aussi être utilisé pour le? tubes de petit. dimmètre, parce que le diamètre réduit augmente le coefficient d'échange de chaleur au moyen duquel le refroidissement nécessaire peut être obtenu.
L'accroissement du coefficient d'échange de chaleur impli- que une augmentation de la capacité de refroidissement de la va- peur à une température donnée .et permet de placer l'extrémité de sortie de l'élément de surchauffe dans une zône à tempéra+;1, @
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plus élevée. Ce facteur permet de conserver le principe du con- tre-courant de la vapeur et des gaz.
On peut ainsi réduire la surface du surchauffeur pour ob-
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teair l Jegr6 do'nr-6 de 0l chauff8.
Cela non 92'.<1::'1;.2::' riJr. ¯ ..';,: ,'Il':? 8cu'lÜmie de matériel illéÜ8 permet ''é,ph:m2[¯t e:L:,8':\'J.Ct)"tIJ ae CIlS L'l'l2 di8)lJsi::"(J(- plus compac- te de la chaudière., R ::1 :J. m és 11... -' :a-1ù:d. l' 1 il J, \. t..: 10 l v 1.1. \...1.) L'.' c.1 -! :.
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2. Une variante 'l1uS laquelle l' è'xtrs:!litG de l'dénient du 5urclT.auffr sa 'Jft? se h 2=....¯ 331r <1.'î W 1c' \.i8..JjJ.etre 1.:1- t'.c'i.2')r :J1';8 ,"'.. J. .:l:n,l ci) ":'..-.2 ¯il çr'..a.r .iL f;[Y"":2. :,li¯18 :;r'.-lva
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