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Elément chauffant pour échangeurs de chaleur chauffés indirectement.
La présente invention concerne des corps ou élé- ments chauffants placés dans le tambour d'un échangeur de chaleur chauffé indirectement et comportant des faisceaux de tubes de chauffe recourbés en formel épingle à cheveux, dont les branches sont reliées respectivement à un collec- teur d'amenée de fluide chauffant et à un collecteur de retour.
L'invention consiste en premier lieu en ce que les branches des tubes en épingles à cheveux de l'élément
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chauffant sont, une fois ces tubes montés dans le tambour, écartées du plan horizontal passant par les extrémités coudées par un décalage correspondant des collecteurs mobiles en hauteur l'un par rapport à l'autre, lesdites branches de tubes étant maintenues provisoirement dans ce plan horizontal pour le montage ou le démontage de 1''élément chauffant à travers un trou d'homme prévu sur le tambour. Au cours du montage et du démontage les branches des tubes en épingle à cheveux sont rapprochées de manière à se trouver dans le même plan horizontal que les extrémités coudées de ces tubes et de ce fait les deux collecteurs sont, aussi placés à ce moment à la même hauteur.
L'élément chauffant peut donc être mis en place ou enlevé à travers un trou d'homme, dont la hauteur n'est pas beaucoup plus grande que celle d'un collecteur. Ce n'est qu' à l'in- térieur de tambour de l'échangeur de chaleur que les branches des tubes en épingle à cheveux sont écartées hors du plan horizontal passant par les extrémités coudées de ues tubes et que les collecteurs sont suffisaient décalés en hauteur l'un par rapport 'à loutre pour produire dans le faisceau la pente nécessaire à un écoulement rapide du condensat.
Contrairement à cette disposition dans les éléments chauffants connus avec tubes en épingle à cheveux, les branches de tubes sont tout d'abord inclinées les unes par rapport aux autres sous l'angle de pente nécessaire et les collecteurs sont décalés les uns par rapport aux autres en hauteur de façon correspondante. La hauteur du trou d'homme, par lequel on les introduit et les enlève doit par conséquent être beaucoup plus grande que la hauteur d'un collecteur individuel. l'invention permet
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donc d'utiliser pour un tambour comportant un trou d'homme de dimensions données des éléments chauffants dans lesquels la hauteur de chaque collecteur peut être notablement plus grande que dans les constructions connues.
Or, plus le collecteur est haut, et plus on peut lui raccorder de tubes de chauffe, en augmentant ainsi la surface de chauffe L'invention présente donc l'avantage que, pour un tambour avec trou d'homme, de dimensions données, on peut utiliser des éléments chauffants ayant une surface de chauffe notablement plus grande que dans les constructions con- nues d'éléments chauffants à tubes en épingles à cheveuxo
Pour le rapprochement et l'écartement des bran- ches de tubes en épingle à cheveux, on peut utiliser des moyens auxiliaires appropriés quelconques. A titre d'exem- ple, on peut préalablement recourber les tubes en épingle à cheveux de telle manière que leurs branches aient naturel- lement tendance à s'écarter les unes des autres jusqu'à occuper la position inclinée nécessaire.
On rapproche en- suite ces branches pour le montage etle démontage, et on les maintent dans cette position par des crochets de ser- rage.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'in- vention, on combine avec les deux collecteurs de 1'élément chauffant un dispositif permettant de rapprocher de façon simple les branches des tubes en épingles à cheveux pour le montage de l'élément chauffant en plaçant les deux col- lecteurs à la même hauteur. Après que l'élément chauffant a été introduit dans le tambour au travers du trou d'homme, le même dispositif sert à écarter les branches des tubes de façon suffisante pour qu'elles reçoivent;la pente néces- saire.
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La description qui va suivre, en regard du des- sin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La fige 1 représente en coupe longitudinale un tambour de chaudière avec éléments de chauffe montés par les deux faces extrêmes du tambour.
La fig. 2 représente une des moitiés du tam- bour à plus grande échelle.
La fige 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 et montre en plan les éléments chauffants,
La fig. 4 est une section suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une section suivant la ligne 5-5 de la fige 3.
La fig. 6 représente une vue de face du tam- bour et d'un élément chauffant introduit à travers le trou d'homme du tambour.
La fige 7 représente à plus grande échelle une vue de face des collecteurs d'un élément chauffant monté dans le tambour.
La fig. 8 est une coupe à plus grande échelle suivant 8-8 de la fig.7.
La fig. 9 représente partiellement, en coupe longitudinale, des détails du dispositif tendeur servant à fixer les extrémités coudées des tubes chauffants.
La fige 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fige 9.
Le tambour de chaudière représenté en 1 est muni sur chaque face extrême d'un trou d'homme 2. Les éléments chauffants introduits par ces faces s'étendent, quand ils sont montés, jusqu'à proximité du plan médian
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vertical du tambour. Dans une même moitié de tambour sont juxtaposés deux éléments chauffants. Chaque élément chauf- fant se compose de deux collecteurs adjacents 3,4 qui sont reliés entre eux par des tubes en épingle à cheveux.
Les collecteurs 3 et 4 sont décalés en hauteur l'un par rap- port à l'autre, et les branches des tubes en épingle à cheveux sont inclinées de façon correspondante les unes par rapport aux autres de telle manière qu'aussi bien les branches 6 allant du collecteur 3 aux extrémités coudées 5, que les branches 8 revenant des extrémités coudées 5 au collecteur 4, présentent la pente nécessaire pour un rapide écoulement vers le bas du condensât. Au collecteur 3 est raccordé le tube 9 d'amenée de vapeur de chauffe, et au collecteur 4, le tube 10 d'évacuation du condensat. Les deux tubes 9 et 10 sortent à l'extérieur en traversant le fond du tambour, par un passage étanche à la vapeur.
Ce passage des tubes à travers la paroi du tambour et leur assemblage avec les parties extérieures du circuit de l'agent de chauffe ne fait pas partie de l'invention et n'a pas besoin d'être expliqué avec plus de détails. Comme on le voit facilement sur le dessin, la différence de niveau entre l'arête supérieure du collecteur 3 et l'arête inférieure du collecteur 4 décalé en hauteur par rapport au premier est essentiellement plus grande que la hauteur du trou d'homme 2, de sorte qu'un élément chauffant avec tubes en épingle à cheveux dont les branches sont écartées ne peut pas être monte ou démonté en le passant au travers du trou d'homme. Pour rendre possible ce montage et ce démontage, les branches des tubes en épingle à cheveux sont.
conformément à l'invention, rapprochées de telle manière que les deux collecteurs 3 et 4 d'un élément chauffant se
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trouvent à la même hauteur. Dans cette position que l'on peut voir sur la fig. 6, le contour des deux collecteurs de l'élément chauffant trouve sa place dans le cadre de l'ori- fice du trou d'homme.
Pour le décalage réciproque en hauteur des deux collecteurs, on se sert d'un dispositif de vis combiné avec ces collecteurs.La tige filetée 11 de ce dispositif est montée sur le collecteur 3 de manière à pouvoir tourner et est assujettie contre un déplacement longitu- dinal. Elle est en prise avec un taraudage pratiqué dans un trou d'une patte 12 fixée au collecteur 4. Par rota- tion de la tage 11, les collecteurs sont déplacés dans le sens vertical l'un par rapport à l'autre. Pour guider sûrement les deux collecteurs dans leur déplacement re- latif, on a prévu dans le collecteurs 4 une bande ou pro- fil 13 en queue, d'aronde, s'engageant dans une gorge correspondante 14 du collecteur 3.
Les branches des tubes de l'élément chauffant sont maintenues écartées du fait que les tubes 9 et 10 raccordés aux collecteurs 3 et 4 sont assujettis solidement au tambour de la chaudière.
Les raccords sont montés dans des évidements 15 d'un support 16 (fig. 4 et 7) fixé à lrenveloppe du tambour et sont maintenus par des brides 170
A leurs extrémités coudées, les tubes en épin- gle à cheveux sont assujettis au tambour de chaudière par une fixation évitant des tensions dangereuses mais per- mettant une libre dilatation longitudinale par suite de l'élévation de température pendant l'écoulement de l'a- gent de chauffe. Les tubes d'un élément chauffant
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sont serrés les uns par rapport aux autres au moyen d'un boulon 18 traversant le faisceau de tubes au voisinage des extrémités coudées et de barres plates 19 passant au-dessus de chaque couche de tubes.Une plaque de support 21 placée sur le boulon 18 et sous l'écreu 20 (figo 9) porte un oeil 22.
A cet oeil 22 est relié un tirant 24 au moyen d'un pivot 23, dont l'autre extrémité est montée avec un certain jeu dans un oeillet 25 fixé à l'enveloppe du tambour. De façon correspondante, l'extrémité inférieure du boulon 18 est suspendue au tambour de la chaudière par un tirant 26, qui est monté avec un certain jeu dans un oeil 27 fixé au tambour. Les deux éléments chauffants adjacents sont reliés l'un à l'autre par leurs parties supérieures et inférieures au moyen de tendeurs. Ces tendeurs sont semblables et il suffit donc de décrire l'un d'eux par exemple le tendeur supérieur. Les deux tirants 30 de ce tendeur sont assujettis au pivot d'articulation 23 relié au boulon 18.
Les tirants 30 sont reliés par un dispositif de tension se composant d'un manchon quadrangulaire 31 et des écrous carrés 32 qui y sont introduits et qui sont montés sur les extrémités file- tées 33 des tirants 30. Entre chaque écrou 32 et chaque fond 34 du manchon 31 est interposé un ressort à boudin 35, bandé préalablement. Par rotation du manchon tendeur 31, les écrous 32 tournent et le système tendeur est serré ou desserré de façon correspondante.
Par suite de l'assujettissement réciproque des deux éléments chauffants et de leur suspension à l'enveloppe du tambour, les tubes en épingle à cheveux ne peuvent pas exécuter de grandes oscillations, puisque celles-ci sont amorties élastiquement par le système tendeur. Si les tubes en épingles à cheveux subissent une variation de longueur
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par suite d'un échauffement, les boulons 18 sont déplacés dans le sens longitudinal des tambours. Les tirants 24 et 26 pivotent dans les oeils 25 et 27 et déterminent ainsi un déplacement transversal des boulons d'ancrage 18.
Le pivotement des tendeurs 24 et 26 suppose, dans la position réciproque représentée des points d'assemblage, que le système tendeur monté entre les boulons 18 des deux éléments chauffants peut stallonger.
Cet allongement est rendu possible du fait que les écrous 32 se déplacent vers les fonds 34 du manchon 31 en surmontant la résistance des ressorts à boudin 35 du système tendeur. Le dispositif pourrait ainsi être réalisé de telle manière que, lors du pivotement des tirants 24 et 26, il se produise un raccourcissement du système tendeur. Dans ce cas la disposition de ressorts dans le système tendeur serait superflue , si les tiges de traction pouvaient se plier élastiquement de façon suffisante pour permettre un déplacement transversal des boulons 18.