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CHAUDIERE A VAPEUR
L'invention est relative à des chaudières à vapeur à tubes d'eau comportant un ou des réservoirs supérieurs et un réservoir où est fixée l'extrémité inférieure des tubes de montée et de descente d'eau.
Actuellement, dans ces chaudières les tubes aboutissant direc- tement à ce ou ces réservoirs supérieurs, et si on veut, en vue de faciliter la séparation de l'eau et de la vapeur, que le dégagement du fluide qu'ils véhiculent s'opère dans une direction sensiblement horizontale au dessus du'plan d'eau normal du réservoir supérieur, il faut nécessairement que leur raccord à ce réservoir soit coudé.
L'examen visuel de l'intérieur des tubes sera de ce fait rendu impossible dans cette zone.
Le nombre de tubes pour lesquels ce mode de dégagement est possible, est limité par la nécessité de maintenir entre le plan d'aau normal et le point d'aboutissement de chaque tube, une dis- tance suffisamment réduite pour ne pas ralentir la circulation.
De plus, en raison des hautes températures, la paroi de la chambre de vapeur doit être soustraite au rayonnement du foyer et au contact des gaz chauds par une voûte la laissant en dehors du massif. Cette voûte, devant être traversée par ces tubes, est main- tenue de ce fait difficilement étanche.
Le but de l'invention est d'établir une disposition qui évite pour le faisceau tubulaire le plus rapproché du foyer les inconvénients
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signalés ci-dessus, en permettant d'inspecter l'intérieur des tubes dans la zone où ils sont le plus fortement chauffés, d'amener le déversement du mélange de liquide et de vapeur qu'ils véhiculent, au dessus du plan d'eau dans une direction sensiblement horizontale et de conserver aux tubes une élasticité suffisante pour ne pas contrarier les effets de dilatation.
A cet effet, les tubes vaporisateurs de ce faisceau sont formés, sur une notable partie de leur longueur, de tronçons recti- lignes aboutissant à un ou des caissons dont la capacité est suffi- samment faible pour éviter toute séparation notable de l'eau et de la vapeur hors de l'émulsion, ces caissons étant destinés à per- mettre l'examen de l'intérieur des parties rectilignes des tubes.
Les dessins annexés indiquent à titre d'exemple non limitatif divers modes d'exécution de l'invention. Celle-ci s'étend aux di- verses particularités originales que comportent les dispositions représentées.
La fig. I est une coupe schématique en élévation dans une chaudière suivant l'invention.
La fig. 2 est une variante montrant notamment l'utilisation de deux réservoirs supérieurs.
La fige ; est une autre variante relative à une disposition spéciale du surchauffeur.
Dans ces figures, la chaudière comprend un réservoir inférieur ' I auquel sont reliés directement par leur base les tubes 6 du faisceau vaporisateur le plus actif ainsi que les tubes de descente d'eau tels que 5-5a-5b reliés au réservoir supérieur tel que 2-2a-2b.
Les tubes 6 qui sont inclinés de façon variable sur le foyer abou- tissent à des caissons 3 dont les dimensions sont déterminées de fa : çon que la vitesse moyenne de passage de l'émulsion dans ces caissons ne soit pas diminuée vis-à-vis de la vitesse dans les tubes vapori- sateurs. En d'autres termes, ces caissons sont dimensionnés de telle sorte qu'il n'y a pas de variations sensibles de l'homogénéité de l'émulsion dans ces caissons et par conséquent pas de séparation prématurée de la vapeur hors de cette émulsion.
Ces caissons 3 sont réunis à des tubes de communication 7
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pouvant éventuellement agir comme tubes vaporisateurs.-Ces tubes de communication aboutissent horizontalement un peu au dessus du plan d'eau dans le réservoir supérieur 2 (ou 2a); ce mode d'amenée de l'émulsion d'eau et de vapeur dans le réservoir supérieur ne détermine pas de bouillonnement de l'eau dans le réservoir supérieur et permet l'écoulement de la vapeur sans entrainement de particules d'eau.
De plus, tenant compte du fait que les tubes de communication sont parcourus par de l'eau et non pas uniquement par de la vapeur, on peut exposer ces tubes au contact des gaz chauds, ainsi que visible dans les différentes formes de réalisation décrite.
La paroi de la chambre de vapeur étant soustraite au rayonnement direct du foyer par le faisceau vaporaisateur, il suffit de la protéger du contact des gaz chauds par une simple cloison à l'endroit d'aboutis- sement des tubes 7; il en résulte la possibilité non seulement d'éviter toute traversée de voûtes par les tubes vaporisateurs, mais encore d'accroître le rendement de la chaudière par l'augmentation de la surface de chauffe.
Il est à remarquer que le faisceau vaporisateur le plus actif est suivant l'invention formé de tubes dont la base est reliée direc- tement au réservoir inférieur 4 et dont le dégagement est divisé par les caissons 3 de faible capacité. De la sorte, l'eau pénêtre dans chaque tube du faisceau vaporisateur suivant la capacité évaporatoire de celui-ci avec le minimum de résistance et le débit de chacun d'eux n'est pas influencé par les tubes voisins.
La disposition des caissons 3 dans le trajet de l'émulsion depuis le réservoir inférieur jusqu'au réservoir supérieur offre l'avantage de pouvoir utiliser des tubes vaporisateurs et de communi- cation qui sont rectilignes sur une notable partie de leur longueur et présentent une courbure vers leur partie inférieure à leur raccord avec le réservoir 1. De la sorte, il est possible, lors des arrêts, d'examiner l'intérieur des tubes aux endroits où les dépôts de boues lE ?ou d'incrustations peuvent être le plus fréquent et les plus dangereux, la courbure restante étant suffisante pour maintenir au faisceau la souplesse désirable.
Les caissons 3 portent en face de chaque tube une ouverture de dimensions convenables obturée par un bouchon approprié
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tel que 3a que l'on pourra enlever en vue des inspections et du nettoyage.
A l'effet de permettre l'examen de l'intérieur des tubes par l'extérieur de la chaudière, la distance entre la paroi portant les bouchons et celle à laquelle aboutissent les tubes est relativement faible, par exemple de 100 à 300 m/m.
L'ensemble des réservoirs et des faisceaux tubulaires est suspendu d'une manière amovible à un châssis indépendant des murs qui entourent la chaudière par un dispositif non représenté aux dessins.
Des chicanes telles que 8-8a-8b sont disposées de façon à ce @ que les gaz de combustion produits dans le foyer 9 traversent d'abord les parties rectilignes des tubes vaporisateurs et éven- tuellement des tubes de communication et ne rencontrent les tubes de descente d'eau, et notamment le faisceau 5b qu'en fin de parcours! afin d'éviter dans ces tubes la formation de quantités importantes de vapeur dont le dégagement contrarierait la descente d'eau d'ali- mentation et de circulation.
Un surchauffeur de vapeur 10 est intercalé dans le trajet des gaz de combustion entre le faisceau vaporisateur et le faisceau de descente d'eau.
Mises à part, ces dispositions générales des différentes formes de réalisation décrites présentent en outre des caractéris- tiques supplémentaires.
Dans le cas de la fig. 1, les caissons 3 sont coudés et reçoivent chacun une file de tubes vaporisateurs et une file de tubes de communication: le surchauffeur 10 est disposé dans l'es- pace triangulaire laissé entre les faisceaux des tubes vaporisa- teurs, des tubes de communication et des tubes de descente ; faisceau des tubes de descente d'eau est divisé en deux faisceaux partiels 5a et 5b parcourus successivement par les gaz de combustion.
Si l'on désire augmenter le volume d'eau ou avoir la possibi- lité d'établir une surface de chauffe tubulaire plus importante on dispose (comme dans le cas de la fig. 2) deux ou plusieurs réservoirs supérieurs comportant chacun une chambre d'eau et de
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vapeur. les faisceaux 5a et 5b aboutissent chacun à l'un des réser- voirs 2a et 2b; le faisceau 5b étant relativement peu chauffé dégage peu de vapeur dans le réservoir 2b où le plan d'eau reste calme et dans lequel se fait la prise de vapeur. De larges sections de com- cation sont prévues entre les chambres de vapeur et d'eau des deux réservoirs supérieurs pour équilibrer autant que possible les pressions et les niveaux d'eau et éviter tout lentissement de la circulation.
Chacun des Caissons 3 est réuni au réservoir 2a par un seul conduit 7 de dimensions convenables de façon qu'il véhicule un fluide à peu près de même composition que celui parcourant les tubes 6.
Dans le cas de la figure 3 le surchauffeur est disposé au dessus des tubes de communication 7. Un registre 11, réglable de l'extérieur, sert à régler la quantité de gaz passant dans l'en- ceinte du surchauffeur.
Dans le cas des différentes figures, les caissons 3 peuvent être droits ou ondulés; dans ce dernier cas, les tubes du faisceau seront disposés en quinconce par rapport au foyer. On pourra égale- ment utiliser plusieurs caissons pour une même file de tubes, cha- cun de ces caissons étant relié indépendamment au réservoir supé- rieur. On pourra également faire aboutir dans un même caisson deux ou plusieurs files de tubes dans le sens de la largeur de la chau- dière sous réserve d'entretoiser éventuellement le caisson pour lui ' donner plus de résistance. On pourra également disposer les caissons parallèlement à l'axe du réservoir, de manière qu'ils reçoivent chacun un tube de chaque file.
On pourra également disposer les tubes de descente d'eau en dehors du contact des produits de la combustion.
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