<Desc/Clms Page number 1>
TETE TUBULAIRE POUR EXTREMITE D'ELEMENTS SURCHAUFFEURS.
Cette invention concerne les éléments surchauffeurs de vapeur destinés à être utilisés dans les tubes de fumée des chaudières de locomotive, des chaudières marines du type Scotch, ou dans d'autres tubes de fumée du même genre.
Les éléments surchauffeurs placés dans les tubes de fumée comprennent ordinairement un ou plusieurs tubes formant une ou plusieurs boucles,en forme d'épingle à cheveux, et la présente invention a particulièrement trait à des éléments surchauffeure dont la boucle, ou culotte, présente une tête ou un. prolongement en forme de tube Field.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour satisfaire la demande actuelle de vapeur à haute température, les éléments surchauffeurs placés dans les tubes de fumée des chaudières ont été rapprochés plus qu'on ne le faisait jusqu'alors de la botte à feu ou chambre de combustion, et,dans certains oas, les éléments surchauffeurs ont été placés de façon à s'étendre au delà et en dehors des extrémités des tubes de fumée jusque dans la botte à feu.
Le fait d'amener les extrémités des éléments surchauf- feurs plus près de la boite à feu ou dans la botte à feu de la chaudière a pour résultat de soumettre les extrémités de ces éléments à des conditions de fonctionnement particulièrement sévères,et,en vue d'augmenter leur durée,il a été proposé de fabriquer les extrémités des surchauffeurs en acier résistant à la chaleur.
Dans beaucoup de chaudières à tubes de fumée du type locomotive,les entrées de gaz ou fumée dans les tubes de fumée sont réduites en diamètre et lorsqu'une partie quelconque de l'élément surchauffeur se trouve dans la partie de diamètre réduit du tube à fumée, il est essentiel qu'une section suf- fisante du tube à fumée reste accessible aux fumées de manière qu'elles ne soient pas étranglées à leur entrée dans le tube de fumée.
De même également, une section convenable doit être prévue pour que le courant de vapeur puisse s'effectuer dans la portion de l'élément surohauffeur qui se trouve dans la partie rétrécié du tube de fumée.
Dès éléments surohauffeurs présentant des extrémités de tubes du genre du tube Field à leur extrémité disposée du cote de la boite à feu permettant de satisfaire à ces conditions.
La présente invention a pour objet un élément surchauf-
<Desc/Clms Page number 3>
feur perfectionné conçu de telle manière que sa fabrication soit simple et permette un soudage efficace de l'extrémité en forme de tube Field sur la boucle ou culotte de l'élément surchauffeur.
L'élément surohauffeur objet de ltinvention destiné à être placé dans un tube de fumée comporte donc une boucle ou culotte comportant une portion de tube Field à son extrémi- té dirigée du coté de la boite à feu,et, à l'extrémité en question de l'élément surchauffeur, les deux branches du dit élément sont réunies en une portion commune qui entoure le tube interne du tube Field,ce dit tube interne étant constitué par un tube distinct des branches de l'élément surchauffeur et fixé en position par une de ses extrémités s'adaptant à l'ouverture de l'une des branches du tube, l'extrémité ouverte du tube extérieur du tube Field étant alors soudée à l'extrémité libre ou ouverte de la culotte d'assemblage des branches de l'élément surchauffeur.
Dans la fabrication d'un élément surchauffeur conforme à 1 'invention, il est possible d'effectuer une partie considérable du travail de soudure par forgeage à la machine, de façon à obtenir une soudure particulièrement efficace, tout en éliminant les possibilités de crique interne dans la région de la soudure.
C'est ainsi que l'union des branches du tube pour former la boucle,ou culotte, de l'élément surchauffeur peut se faire à l'aide de la matière même constituant les branches de l'élément surchauffeur par un procédé de forgeage déjà connu,et l'extrémité ouverte de la culotte ainsi formée est ramenée à une section circulaire égale au diamètre du tube extérieur du tube Field qui lui est alors soudé et qui peut être formé d'acier résistant à la chaleur.
<Desc/Clms Page number 4>
La. description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La fig.1 représente une coupe verticale d'une tube à fumée pour chaudière du coté de la botte à feu et un élément surohauffeur conforme à l'invention.
La fig. 2 est une vue en plan partiellement coupée des éléments de la fig.l.
La fig.3 est une coupe suivant A-B de la fig.l du tube à fumée de l'élément surchauffeur.
Les fig.4 et 6 sont des vues semblables à la fig.l mais représentent des variantes de réalisation des éléments surchauffeurs conformes à l'invention.
Les fig.5 et 7 sont respectivement des coupes sui- vant C-D de la fig.4 et E-F de la fig.6
Sur toutes les fig. le chiffre de référence 1 désigne une portion de tube de fumée,et le chiffre 2 une portion de la plaque de chaudière dans laquelle est fixé le tube de fumée. Le tube de fumée présente une portion 3 réduite en diamètre sur une longueur appréciable et une portion 4 encore plus réduite, relativement courte, qui se dilate pour être rivée dans la plaque de chaudière.
En se référant plus particulièrement aux fig.l à 3 des dessins,la portion en forme de boucle,ou culotte, de l'élément surohauffeur comporte deux tubes ou branches 5 et 6 dont les extrémités sont réunies pour former la culotte présen-, tant une partie extérieure 7 commune et un entrejambe 8.
La culotte ouverte est obtenue par les procédés déjà connus et l'ouverture de la culotte est ramenée à une section circulaire du diamètre désiré.
<Desc/Clms Page number 5>
La. portion de tube Field d'élément surchauffeur comporte un tube externe 10 dont une extrémité 11 est formée et de préférence épaissie comme il est représenté sur les dessins,et un tube interne 12 disposé axialement à l'intérieur du tube 10.
L'extrémité du tube 12 la. plus éloignée de l'extrémité fermée du tube 10 est entrée dans l'ouverture du tube 5, et, pour amener l'axe de la portion principale du tube 12 dans un plan horizontal médian situé à égale distance des axes des tubes 5 et 6, la portion terminale 13 du tube 12 est coudée comme on l'a, représenté sur les dessins. De préférence,l'extré- mité du tube 12 qui s'engage dans le tube 5 est conique ou chanfreinée intérieurement comme on le voit en 14 sur la fig.l.
Pour maintenir en position le tube 12 dans le tube externe 10 et dans l'ouverture 9 de la culotte 7, il est prévu des ailettes ou oreilles 15 et 15a qui sont soudées au tube. Les ailettes 15 entrent à la fois dans l'ouverture de la culotte 9 et dans l'extrémité' ouverte du tube 10 qui sont du même diamètre et servent à assurer la mise en place convenable de ces tubes avant que l'on procède à la soudure 16. De manière que l'extrémité du tube 12 puisse être ferme- ment montée dans le tube 5, on peut prévoir une introduction à force de ces tubes l'un dans l'autre lorsque les deux organes sont froids. De préférence cependant,le tube 5 et la culotte 7 sont chauffés localement dans la région de l'entrejambe 8 et le tube 12 qui reste froid est enfoncé à force dans l'ouverture du tube 5 qui en se refroidissant serre encore davantage le tube 12.
De préférence également,les ailettes 15 sont soudées à l'extrémité 9 de la culotte 7 de façon à empêcher un mouvement
<Desc/Clms Page number 6>
du tube 12 pendant le fonctionnement.
Les boucles des éléments surchauffeurs sont générale- ment formées à partir de tubes d'aoier doux, et le tube externe 10 de la tête du tube Field d'un élément surohauffeur conforme à l'invention peut être dans le même métal que la boucle de l'élément surohauffeur. Cependant, quand il doit être soumis à des conditions d'emploi particulièrement sévères, on peut le faire en acier résistant à la chaleur. Ce dernier mode de construction est particulièrement indiqué lorsque l'élément de tube Field du surchauffeur doit faire saillie dans la boite à feu d'une chaudière de locomotive ou dans la chambre de combustion dtune chaudière marine du type Scotch ou autre chaudière à tube de retour.
Les fig.l, 2 et 3 montrent l'application de l'inven- tion à un élément surohauffeur ayant une boucle,ou. culotte, constituée par deux tubes,mais l'invention peut aussi s'appli- quer aux éléments dans lesquels la culotte comporte plus de deux tubes. C'est ainsi qu'on a représenté sur les fig.4 et 5 un élément dans lequel sont associés 3 tubes 20, 21 et 22, les tubes 20 et 21 amenant la vapeur vers la boite à feu ou chambre de combustion et le tube 22 emmenant la vapeur en sens inverse.
Les extrémités juxtaposées de ces 3 tubes sont réunies par une culotte 7 et le tube interne 12 de l'extrémité en forme de tube Field est enfoncée dans le tube de retour 22. De même que dans le mode de réalisation de l'invention décrit en regard des fig.l à 3, les extrémités des tubes 20, 21 et 22 peuvent être assemblées par une culotte obtenue par forgeage de .La manière connue.
Sur les fig.6 et 7 on a représenté un mode de @alisa- tion de l'invention dans lequel la culotte est obtenue par l'assemblage de cinq tubes 30 à 34, les tubes 30 à 33 amenant
<Desc/Clms Page number 7>
la vapeur vers la botte à feu et le tube 34 emmenant la vapeur dans la direction opposée. Les extrémités juxtaposées des cinq tubes peuvent constituer un ensemble à l'aide de la culotte obtenue par forgeage de la manière connue, la dite culotte 7 présentant une ouverture de section circulaire,âpres quoi l'extrémité 9 de la dite culotte ouverte est ramenée à la dimension désirée. Dans le mode de réalisation de la présente invention relatif à la fig.6, le tube interne 12 de l'élément de tube Field est rectiligne sur toute sa longueur et est entré à force dans le tube central plus large 34.
Si on le désire, le tube externe de l'élément de tube Field conforme à l'invention peut être équipé avec des languettes ou des entretoises radiales telles que celles représentées en traits pointillés en 17 sur la fig.3 dans le but de supporter l'élément dans le tube de fumée du café boite à feu ou dans la dite boite à feu.
Le tube externe 10 de l'élément de tube Field peut être fermé de toute façon appropriée. C'est ainsi que, quand il est fabriqué avec de l'acier résistant à la chaleur et que ce dit acier peut être forgé, ou quand il est fait en acier plus doux, le dit tube externe peut être une portion du tubage de l'élément surohauffeur qui est alors fermé à son extrémité par des procédés déjà connus. Ou encore, dans une variante, le dit tube externe 10 peut être moulé.
Si on le désire, le tube 10 peut être équipé avec des nervures longitudinales externes de façon à augmenter la sur- face de transmission de chaleur, les nervures étant rapportées par soudure sur le tube lorsque ce dernier est obtenu à partir d'un tube cylindrique ordinaire, ou pouvant être coulées en une seule pièce avec le dit tube lorsque celui-ci est obtenu par
<Desc/Clms Page number 8>
moulage.