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Pare-étincelles pour locomotives.
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Cette invention est relative à des perfectionnements apportés aux pare-étincelles pour locomotives.
Le pare-étincelles auquel l'invention se rapporte plus particulièrement comprend des dispositifs propres à former une chambre de séparation centrifuge. Pour fonctionner convenablement, ladite chambre doit présenter une entrée convenablement proportionnée à la section transversale des tubes à fumée débouchant dans la boite à fumée. Toutefois, en raison du montage, après le placement des tuyaux de vapeur, du surchauffeur et autres éléments indispensables, l'espace laissé libre dans la boite à fumée est souvent trop petit pour permettre d'y loger un pare-étincelles ayant la capacité requise pour la locomotive.
Dans de telles conditions, l'installation d'un pare- étincelles de capacité voulue exige qu'on apporte certaines
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modifications aux pièces connexes de la locomotive.
Dans certains cas, la boîte à fumée doit être allongée vers l'avant, dans d'autres cas, la cheminée doit être déplacée vers l'avant. De même, il est parfois nécessaire d'aménager une tuyère ou tête d'échappement dont l'extrémité est décalée par rapport à sa position habituelle. Ces modifications entrai- .nent des frais considérables de matériel et de main-d'oeuvre et augmentent considérablement le coût de l'installation, ce que l'on désire éviter.
L'un des buts de la présente invention est de procurer un pare-étincelles de grande capacité, oui puisse être aisément installé dans un espace relativement réduit et qui soit constitué de pièces conformées et disposées dentelle façon qu'elles assurent une capacité suffisante ainsi qu'une section d'entrée égale ou supérieure à celle des tubes à fumée débouchant dans la botte à fumée.
Un autre but de l'invention est de procurer un pare-étincelles qui comprenne une enveloppe délimitant la chambre séparatrice principale et des éléments coopérant avec cette enveloppe et avec la paroi de la boite à fumée pour constituer une chambre séparatrice auxiliaire communiquant avec la chambre séparatrice principale, les deux chambres ayant une entrée commune dans laquelle sont disposés des organes amorçant un tourbillonnement des gaz et escarbilles se rendant dans les deux chambres par ladite entrée.
Les buts de l'invention sus-mentionnés, ainsi que d'autres encore et les avantages qui en découlent, apparaîtront plus clairement dans la description ci-après:
Dans les dessins annexés:
Fig.l est une coupe verticale longitudinale de l'avant d'une locomotive munie d'un pare-étincelles qui constitue un exemple d'exécution de l'invention. Fig. 2 est une coupe verticale transversale suivant
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la ligne 2-2 de la Fig.l.
Fig.3 est une coupe longitudinale horizontale suivant la ligne 3-3 de la Fig. l.
Fig.4 est une coupe transversale verticale du pare-étincelles et des éléments connexes faite suivant la ligne 4-4 de la Fig.3.
D'une manière générale, le pare-étincelles perfectionné comprend une enveloppe verticale disposée dans la boite à fumée et renfermant certaines parties de la cheminée et de la tuyère d'échappement. Des pièces sont disposées dans la botte à fumée pour coopérer avec sa paroi et avec l'enveloppe de manière à constituer une chambre séparatrice auxiliaire supérieure en communication avec la chambre séparatrice principale délimitée par ladite enveloppe. Une entrée commune aux deux chambres est ménagée à l'avant de façon que les deux chambres soient influencées par le tirage exercé'de bas en haut par la cheminée.
Grâce à cet arrangement, une partie de la botte à fumée, dans laquelle sont logés les tuyaux de vapeur et d'autres pièces de la locomotive et qui jusqu'ici n'était disponible pour aucune autre fin, est utilisée pour constituer un élément de la chambre séparatrice du pare-étincelles. De cette façon, on obtient un pare-étincelles de capacité suffisante ne nécessitant pas de modifications coûteuses de l'avant de la locomotive pour y être logé.
On se reportera ci-après aux détails de l'exemple d'exécution de l'invention représenté dans les dessins:
1 indique l'ensemble du corps d'une chaudière de locomotive. 2 indique la paroi de la botte à fumée et 3 indique la plaque avant ou plaque tubulaire de la chaudière dans laquelle sont fixées de la manière usuelle les extrémités avant des tubes à ftanée 4. L'avant ouvert de la paroi 2 est fermé par la paroi avant et la porte 5 usuelles. Dans la partie arrière de la botte à fumée est logée une chambre de
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vapeur 6 à laquelle sont raccordés de manière appropriée des tubes surchauffeurs 7 montés dans certains des tubes à funée 4.
Dans la botte à fumée, sont aussi disposés de chaque côté, près du sommet, les coudes usuels 8 qui sont reliés à la chambre de vapeur 6 du surchauffeur, ainsi que les tuyaux courbes 10 qui descendent de chaque côté près de la paroi de la botte à fumée pour mener aux cylindres correspondants, (non représentés.)
11 indique la tuyère d'échappement comportant un rebord supérieur sur lequel est fixé le rebord inférieur de l'orifice ou tête d'échappement 12. 13 indique la cheminée disposée coaxialement à la tête d'échappement, et au bord inférieur de ladite cheminée est fixé un prolongement 14 ayant une extrémité inférieure évasée 15.
16 indique l'ensemble de l'enveloppe du pare-étincelles qui est disposée dans la boite à fumée pour constituer la chambre séparatrice principale du pare-étincelles et qui est de largeur transversale telle qu'elle laisse entre ses cotés et la paroi de la boite à fumée un espace suffisant pour le passage des tuyaux de va.peur 10. Cette enveloppe, qui est ouverte à l'avant esur la majeure partie de sa surface supérieure, comprend une paroi verticale constituée par une partie arrière bombée 17, une partie latérale bombée 18 et une partie latérale droite 19, de 'façon à laisser une ouverture d'admission 20 à l'avant de l'enveloppe. Les axes des parties 17 et 18 de l'enveloppe peuvent être déplacées en avant du plan de l'axe de la cheminée et de la tête d'échappement.
21 indique la cloison horizontale plate du fond de l'enveloppe qui a un contour plan étudié en vue de s'adapter à la cloison verticale de l'enveloppe. Cette cloison de fond a une partie disposée et serrée entre les rebords adjacents respectifs de l'orifice et de la tête d'échappement, et sur
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cette cloison s'élève concentriquement à la tête d'échappement une bague de guidage 22. L'extrémité supérieure de la paroi verticale de l'enveloppe est garnie sur toute sa longueur d'une cornière de renfort annulaire 23.
Transversalement en travers de la paroi de la botte à funée, en arrière du prolongement de la cheminée 14 est située à une distance convenable une chicane 24. Cette chicane suit la partie supérieure de la paroi 2 et se termine à sa base dans le plan du bord supérieur de l'enveloppe du pare- étincelles. Ladite chicane se compose de préférence de sections latérales 25 et d'une section médiane 26 qui se rencontrent bord contre bord dans des plans radiaux par rapport aux éléments tubulaires reliant les coudes 8 à la chambre de vapeur du surchauffeur, comme on le voit le mieux sur la Fig. 4. Dans la section médiane de cette chicane se trouve une porte 27 par où on peut avoir accès à la paroi 2 vers l'arrière de ladite chicane, pour les besoins de l'inspection.
Un élément de cloison supérieure 28 est aménagé pour la partie de l'enveloppe 16 située en arrière de la chicane 24 en vue de fermer cette partie de la surface supérieure de l'enveloppe.
Dans le plan de l'ouverture avant ou,d'entrée de l'enveloppe 16, de chaque côté sont montées respectivement deux chicanes 29 et 30. Ces chicanes s'étendent vers le haut à partir du fond de l'enveloppe jusqu'à un point situé au-dessus du plan supérieur de l'enveloppe, constitué par la cloison 28 précitée. Les bords supérieurs de ces chicanes peuvent être réunis ensemble par une chicane transversale supérieure 31, et toutes ces chicanes sont fixées à une bague 32 du côté intérieur de la paroi 2. Les chicanes qui viennent d'être mentionnées, de même que la chicane 24 reliée à la partie intermédiaire de la paroi 2, concourent à former dans le haut une chambre séparatrice auxiliaire 33, communiquant avec la partie de la chambre séparatrice principale, située en avant de la
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chicane 24.
Les chicanes 29, 30 et 31 contribuent à former une entrée 34 commune aux deux chambres séparatrices susmentionnées. Grâce à cet arrangement, il est possible d'obtenir une entrée de pare-étincelles ayant une section transversale supérieure à celle des tubes 4 de la plaque tubulaire 3. Dans ladite entrée 34, du côté de la paroi 18 de l'enveloppe sont disposés des déflecteurs 35 espacés latéralement qui s'étendent du sommet au fond de l'entrée. Ces déflecteurs, coopérant avec un autre déflecteur 36 disposé entre la chicane 29 et l'extrémité de la partie 18 de la paroi de l'enveloppe, concourent à diriger les gaz et escarbilles entrants vers la paroi droite 19 de l'enveloppe.
Le long de chaque côté de l'enveloppe, s'étendent de l'avant à l'arrière sensiblement dans le plan horizontal de la surface supérieure de l'enveloppe des éléments de paroi horizontaux ou chicanes 37 et 38. Dans chacune de ces chicanes horizontales est ménagée une ouverture 39 avec obturation appropriée que traverse le tuyau de vapeur 10 correspondant.
Aux;chicanes horizontales 37 et 38 sont associés en outre, respectivement, des prolongements intérieurs 40 et 41, qui s'inclinent tous deux de bas en haut vers le prolongement de la cheminée, pour se terminer à faible distance de celui-ci.
Suivant la longueur de la paroi de la boite à fumée,, le prolongement 40 a une longueur moindre que le prolongement 41, comme le montre le mieux la Fig.3, pour ménager une ouverture 42 d'un contour quelque peu irrégulier par laquelle la chambre auxiliaire 33 communique avec la chambre principale constituée par l'enveloppe 16.
Pendant le fonctionnement du pare-étincelles, les gaz et escarbilles qui entrent dans la boite à funée doivent passer par le bas en-dessous de l'enveloppe 16 avant de gagner les deux chambres par l'entrée 34. A cause des déflecteurs 35 et 36 et par suite du tirage produit par la tête d'échappement
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et la cheminée, un tourbillon s'amorce qui entraine les gaz et escarbilles aspirés par ladite entrée commune.
Au fur et à mesure que les produits de la combustion, étincelles, escarbilles etc.. entrent dans la chambre sépa- ratrice auxiliaire ou supérieure du pare-étincelles et se rendent vers l'arrière suivant un trajet courbe, ils devraient normalement avoir tendance à se diriger vers le bas' dans la chambre principale sans passer autour de la face arrière du prolongement de la cheminée. On doit noter qu'il n'y a qu'un passage ou intervalle étroit entre la partie arrière du prolongement de la cheminée et la chicane 24, comme on le voit le mieux sur la Fig. 3.
De cette façon, si les chambres séparatrices principale et auxiliaire communiquaient largement dans le sens vertical, les produits de combustion entrant d'abord dans la chambre supérieure auxiliaire seraient rapide- ment déviés et entraînés immédiatement dans la chambre sépa- ratrice principale inférieure du pare-étincelles et il en résulterait le danger que ces produits s'échappent par la cheminée avant que les étincelles puissent être diminuées ou éteintes. En montant les deux organes 40 et 41 qui divi- sent .convenablement le pare-étincelles en une chambre supé- rieure et une chambre inférieure, on assure que les produits de combustion, entrant dans la chambre supérieure, soient empêchés de se précipiter immédiatement vers le bas dans la chambre séparatrice principale.
De cette façon, il s'écoule un laps de temps suffisant pour assurer le refroidissement ou l'extinction des produits de combustion avant qu'ils puis- sent sortir éventuellement par la cheminée.
En outre., quelques-unes des parcelles plus lourdes, entr,ant dans la chambre auxiliaire et entraînée dans le tour- billon, peuvent par hasard frapper' le tuyau de vapeur 10 et son coude, au-dessus des chicanes horizontales 37 - 38. De telles parcelles tomberont immédiatement sur les prolongements
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40 et 41, pour être enlevées tôt ou tard desdites chicanes par le tirage et entrer ensuite dans la!,chambre séparatrice principale par l'ouverture de communication 42. De la sorte, non seulement ces grandes étincelles ou escarbilles ont suf- fisamment de temps pour se refroidir à une température inoffen- sive,mais encore ne peuvent tomber immédiatement dans la cham- bre séparatrice principale après avoir heurté lesdits tuyaux et coudes.
Par le fait même, elles ne peuvent être entraînées par la cheminée alors qu'elles sont encore capables de provo- quer un incendie à l'extérieur.
En entrant dans la chambre séparatrice principale les gaz et escarbilles sont entraînés en tourbillon suivant un trajet circulaire du côté intérieur de l'enveloppe, et de cette façon ils sont divisés en parcelles très fines et re- froidies qui sont ensuite entraînés par l'effet du tirage de bas en haut à travers la cheminée pour sortir inoffensivement dans l'atmosphère.
De la description de la construction ci-dessus, il résulte clairement qu'une partie de la botte à feu, jusqu'ici non utilisée pour arrêter les étincelles, est agencée pour faire office de chambre séparatrice auxiliaire en communication avec la chambre séparatrice principale, de manière à agrandir en fait la chambre séparatrice principale.
En utilisant une partie de botte à fumée, jusqu'ici non utilisée comme séparateur, on constitue un pare-étincelles qui ne nécessite aucune modification coûteuse des pièces de la boîte à fumée de la locomotive,ainsi qu'une chambre sépara- trice et son entrée qui ont une capacité assurant un fonction- nement efficace de la locomotive. D'autre part, avec le montage décrit, l'enveloppe du pare-étincelles peut avoir des dimensions suffisamment faibles pour qu'on puisse la monter facilement à travers l'ouverture avant de la boite à funée et qu'en même temps elle laisse suffisamment d'espace pour les tuyaux de @
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vapeur et éléments analogues sans exiger qu'on y apporte aucun changement.
Bien qu'en décrivant l'invention, on se soit arrêté aux détails de la forme, de la disposition et de la construction de ses différents éléments, ces détails ne doivent être retenus qu'à titre d'illustration, de sorte que l'invention n'y est point limitée.
REVENDICATIONS l.- Pare-étincelles monté dans la boîte à fumée d'une locomotive, constitué par deux chambres séparatrices dont l'une,inférieure ou principale, est délimitée par une enveloppe contenant certaines parties de la cheminée et de la tuyère d'échappement et dont l'autre, supérieure ou auxiliaire, est délimitée en partie pa.r la paroi de la botte à fumée et communique avec la chambre séparatrice inférieure, et qui communiquent toutes deux, en parallèle, avec les tubes à fumée par une entrée pour les gaz de combustion et les escarbilles équipée d'organes amorçant un tourbillonnement de ces gaz et escarbilles dans les deux chambres séparatrices, la section transversale de cette entrée étant notablement plus grande que celle des tubes de fumée débouchant dans la plaque tubulaire.