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Echangeurs de chaleur et en particulier surchauffeurs pour températures élevées.
La tendance à rechercher des températures de surchauffe de plus en plus élevées,notamment pour la vapeur d'eau,conduit à disposer certaines parties des surchauffeurs dans des gaz de plus en plus chauds et à faire passer sur les surchauffeurs des quantités de plus en plus grandes de gaz chauffants.
Dans ces conditions,le métal des parties de surchauf- feur situées le plus près de la source de chaleur est exposé à atteindre une température très élevée,s'il n'est pas suffisamment refroidi par le fluide à surchauffer qui traverse ces parties.
Cela exige parfois l'emploi, pour lesdites parties, de métaux spéciaux et coûteux,à haute limite d'écoulement. D'autre part, et comme on ne peut augmenter indéfiniment la longueur des sur- chauffeurs,l'élévation de la température et de la quantité des gaz chauffants a pour résultat que les parties des surchauffeurs les plus éloignées de la source de chaleur travaillant de façon peu économique et sont incapables de soutirer de ces gaz une quantité de chaleur suffisante pour assurer un bon rendement de l'installation.
La présente invention a pour objet des perfectionnement aux surchauffeurs,dont le résultat est de supprimer ces inconvé-
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nients en activant la transmission de chaleur,d'une part,entre le métal du surchauffeur et le fluide à chauffer dans les parties de surchauffeur les plus proches de la source de chaleur,et d'autre part,entre les gaz chauffants et le métal du surchauf- feur dans les parties les plus éloignées de la source de chaleur.
L'invention consiste à augmenter, dans les parties les plus proches de la source de chaleur,la surface de contact entre le métal et le fluide à surchauffer et,dans les parties les plus éloignées de la source:.de chaleur, la surface de contact entre le métal et les gaz chauffants. Ces accroissements de surface sont obtenus par exemple au moyen d'ailettes ou de tout autre artifice équivalent; les moyens utilisés peuvent aussi aider à l'obtention du résultat cherché en améliorant les conditions de transmission de chaleur autrement que par augmentation des surfaces de contact.
La description qui va suivre,en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple.fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée.
Dans le dessin annexé,la fig.l représente schématique- ment un surchauffeur à éléments tubulaires pour locomotive, chaque élément étant composé de plusieurs boucles et chaque boucle de chaque élément étant logée dans un tube à fumée distinct.
Les fig.2A et 2B représentent à plus grande échelle, en coupe longitudinale, des détails de ce surchauffeur.
La fig.3 est une coupe par III-III de la fig.2B.
La fig. 4 représente en élévation des parties d'un élément surchauffeur pour locomotives dans lequel deux boucles de cet élément sont logées dans un même tube à fumée.
Les fig.5A et 5B sont des coupes par VA-VA et VB-VB de la fig.4.
La fig.6 représente en élévation un élément de sur- chauffeur pour chaudière fixe.
La fig.7 représente à plus grande échelle une coupe
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par la ligne VII-VII de la fig.6.
Dans le surchauffeur représenté par la fig.l, chaque élément 1 comporte trois boucles en série logées dans trois tubes à fumée 2 de la chaudière de la locomotive ; extrémités de l'élément sont raccordées à un collecteur 3 comportant une chambre d'entrée 4 et une chambre de sortie 6.
Les extrémités des boucles de chaque élément situées du côté de la boite à feu de la locomotive et exposées à l'action des gaz très chauds sont constituées,de la façon habituelle,par des tubes raccordés au moyen de coudes ou culots mais,conformément à l'invention, on a disposé,dans les parties tubulaires voisines des coudes,des bandes métalliques 8 tordues en hélice; ces bandes, qui sont en contact avec la paroi interne des tubes,favorisent la transmission de chaleur entre le métal des tubes et le fluide,en l'espèce de la vapeur d'eau,qui parcourt les éléments surchauf- feurs ; elles ont en outre pour effet de produire une turbulence de la vapeur favorable à l'échange de chaleur entre la paroi métallique et cette vapeur.
Les parties de l'élément 1 de la fig.l les plus éloi- gnées de la boite à feu et représentées à la fig.2B, portent des ailettes métalliques externes 10 soudées sur les tubes et qui peuvent être en nombre quelconque ; la coupe représentée par la fig.3,on aperçoit l'un de ces tubes muni de deux ailettes longitudinales tandis que l'autre tube en porte $rois. Entre les deux portions de l'élément surchauffeur représentées par les fig. 2A et 2B,il peut exister une portion plus ou moins longue de tubes lisses c'est à dire dépourvus d'ailettes externes et d'hélices internes.
Dans l'élément surchauffeur représenté par la fig.4 ainsi que par les fig. 5A et 58,les parties des boucles d'élément les plus rapprochées de la boite à feu dans le tube à fumée 2a sont pourvues d'ailettes internes 8a visibles sur la fig.5A tandis que les portions de ces boucles les plus éloignées de la boite à
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feu sont munies d'ailettes externes comme on-le voit sur les fig.
4 et 5B.
Dans l'élément surchauffeur représenté par la fig.6, on a supposé que les gaz chauffants s'élèvent verticalement dans le carneau limité par les parois 12; conformément à l'invention, les branches les plus basses de cet élément surchauffeur,qui sont exposées à l'action des gaz les plus chauds,sont pourvus d'ailettes internes 8b qui peuvent être en nombre quelconque et dont le nombre peut d'ailleurs aller en décroissant à partir de la branche la plus basse ; lesbranches supérieures,qui sont en contact avec les gaz moins chauds, sont au contraire pourvues d'ailettes externes 10b dont le nombre peut aller en croissant pour atteindre sa valeur la plus grande dans la branche supérieure,ainsi qu'on l'a représenté sur la fig.7.
L'invention n'est pas limitée aux cas qui viennent d'être décrits ni aux formes de surchauffeurs représentées au dessin; elle peut être appliquée à toute sorte de surchauffeurs et à tout genre de chaudières; en outre des modifications de détail peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits sans que pour cela on sorte nécessairement du cadre de l'invention.
L'application de l'invention n'est pas limitée aux surchauffeurs; elle peut être étendue à tous échangeurs de chaleur.