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CHAUDIERE A VAPEUR
Cette invention due à M. André HUET con- cerne une chaudière à vapeur de faible encombrement et de faible inertie calorifique , à pression élevée , de l'ordre de 60 Kg. et fournissant de la vapeur surchauffée, aux environs de 475 C par exemple, de préférence avec régulation automatique, ladite chaudière pouvant être en particulier utilisée-à bord de véhicules automobiles fonctionnant avec un moteur à vapeur .
D'une manière générale ,les différents organes : réchauffeur, décanteur, vaporisateurs constituant
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la chaudière sont conçus de façon à permettre un arrêt du débit de vapeur , ( en cas d'arrêt du véhicule par exemple) sans entraîner une détérioration de la chaudière qui reste soumise à l'action du foyer .
A cet effet, il est prévu d'une part un réservoir de protection des vaporisateurs, ou réservoir de décantation, contenant de l'eau qui se trouve injectée dans les vaporisateurs par le fluide sortant du réchauffeur même si le réchauffeur vaporise , et d'autre part un réservoir de protection du réchauffeur, en dériva- tion sur le circuit des serpentins-réchauff eurs, et fonction- nant automatiquement en thermo-siphon dès que la pompe débi- tant l'eau à la chaudière cesse de fonctionner, ce qui assu- re une circulation d'eau relativement froide dans les serpen- tins réchauffeurs et les protège contre toute détérioration due à la chaleur du foyer .
De plus , les arrivées de fluide dans les va- porisateurs et dans le réservoir de protection des vaporisa- teurs ( réservoir de décantation) se font tangentiellement et dans la direction de l'autre extrémité de l'organe où elles débouchent . Ceci permet d'obtenir dans les vaporisa- teurs un contact puissant de l'eau en giration et des parois métalliques assurant un meilleur coefficient de transmission de la chaleur, et une décantation de la vapeur au fur et à mesure de sa production, évitant ainsi toute surchauffe lo- cale possible . De plus, toute émulsion de vapeur est impos- sible et les entraînements d'eau sont réduits ou supprimés .
Les bulles de vapeur sont libérées à travers une faible cou- che d'eau , et la vapeur produite est concentrée au centre du tube . Dans le réservoir de décantation on obtient aussi une décantation plus effective du fluide sortant des vapori-
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sateurs .
La pression et la température de la vapeur fournie par la chaudière sont automatiquement réglées par un thermostat et un manostat respectivement placés sur la sortie de vapeur surchauffée et dans le réservoir de décan- tation et agissant d'une part sur la pompe à eau débitant de l'eau dans la chaudière, d'autre part sur le foyer de la chaudière en réglant les arrivées de comburant ou de carbu- rant, ou les deux, dans ledit foyers
La description qui va suivre , en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple, fera comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée .
La fig.l est une vue schématique, en coupe verticale ,de l'ensemble de la chaudière, objet de l'inven- tion.
Les fig. 2 et 3 sont des vues de détail, coupes partielles par 2-2 et 3-3 de la fig.l .
Dans la chaudière objet de l'invention montée sur ou à proximité d'un foyer a , de tout type convenable, le trajet des fumées s'effectue de bas en haut dans une pre- mière enveloppe cylindrique b ,puis de haut en bas dans une seconde enveloppe extérieure ± ,avant la sortie par l'orifice d.
De l'eau , pompée par la pompe e à la pression convenable ,par exemple 60 Kg. et éventuellement chaude, si elle provient d'un condenseur, est refoulée dans un ser- pentin réchauffeur f placé dans le trajet des gaz . De là l'eau passe dans un second serpentin réchauffeur g placé dans la course descendante du trajet des gaz ,et est ensuite conduite par le tuyau h dans le réservoir de décantation i
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L'eau réchauffée et-ou- en partie vaporisée est injectée , conformément à l'invention en k à la base de ce réservoir i pour entraîner l'eau qu'il contient dans les vaporisateurs 1 placés au milieu du cylindre dans le trajet des fumées.
Ces vaporisateurs 1 sont constitués par des sortes de bou- teilles métalliques qui peuvent être extérieurement revêtues d'ailettes disposées suivant les génératrices du cylindre pour augmenter la surface de transmission de chaleur et pour assurer une meilleure répartition des gaz chauds autour de la bouteille .
La reprise d'eau de décantation par l'eau réchauffée injectée en k , assure l'introduction d'eau dans les vaporisateurs 1 , même si l'eau réchauffée dans les serpentins f et g est entièrement vaporisée ( par exemple lorsque la chaudière est à l'arrêt ) . De la sorte, les va- porisateurs 1 sont protégés contre tout danger de détério- ration par les gaz du foyer continuant à circuler .
L'injection d'eau et éventuellement de vapeur dans les vaporisateurs 1 à partir de l'injecteur à s'effectue par le moyen de tuyaux g qui, comme on le voit fig. 2 , débouchent à la partie inférieure des vaporisateurs 1 mais tangentiellement à la paroi interne de ces vaporisa- teurs et, de plus, sont dirigés de bas en haut, vers la sortie;opposée du vaporisateur .
De la sorte, le courant d'eau balaye en hélice ascendante toute la surface interne du vaporisateur assurant le refroidissement de celle-ci, et évitant les surchauffes locales en certains points des vapo- risateurs .Il est même prévu que les tubes g débouchent à différents niveaux échelonnés sur toute la hauteur des vapo- risateurs 1 , de façon à uniformiser l'effet de refroidisse-
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ment envisagé , et'améliorer la vaporisation .
La vapeur , ou éventuellement le mélange eau et vapeur , sortant des vaporisateurs 1 passe par la tubulure m dans le réservoir de décantation 1 où l'eau retombe à la partie inférieure du réservoir i ,tandis que la vapeur est prélevée à la partie supérieure par la tubulure n qui la conduit dans le surchauffeur o , constitué par un serpentin placé sur le trajet des gaz autour des.vaporisateurs ! . La vapeur surchauffée à environ 475 0 sort par la tubulure p.
On remarquera que la disposition adoptée pour l'entrée des tubes dans les vaporisateurs 1 , est re- produite pour l'entrée de la tubulure m dans le réservoir de décantation i c'est-à-dire que la tubulure m débouche tangentiellement ( fig.3 ) à la surface interne du réservoir i et de plus est dirigée vers la sortie opposée , c'est-à-dire vers le bas . Par l'effet de la force centrifuge , l'eau dé- cante plus facilement et se rassemble à la partie inférieure du réservoir .
Lorsque la chaudière alimente en vapeur le moteur à vapeur d'un véhicule automobile par exemple,et lors- que ce véhicule est momentanément arrêté , le débit de va- peur est arrêté , et pour ce faire le débit de la pompe e est suspendu . Mais le foyer continue à fonctionner, ce qui pourrait provoquer la détérioration des serpentins .
Aussi d'eau est-il prévu un réservoir/de protection r relié d'une part au serpentin f par la tubulure s et d'autre part à la tubulu- re h par le tuyau t . Un clapet u est prévu sur la tubulure s et ne permet à la circulation d'eau de se faire que dans la direction de la flèche A ; de la sorte , lorsque le débit de la pompe est arrêté , l'eau du réservoir r commence à cir-
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culer dans les serpentins f et g,dans le sens des flèches A , par effet de thermo-siphon , assurant le refroidisse- ment de ces serpentins . Le réservoir r peut être pourvu d'ailettes de refroidissement , ou de tout autre dispositif, pour assurer le refroidissement de l'eau qui circule en circuit fermé pendant l'arrêt de la chaudière .
Le clapet u qui enprincipe est à sens unique peut être conçu de fa- çon à laisser passer en fonctionnement normal une partie de l'eau refoulée par la pompe e , de manière que le réservoir r soit toujours rempli d'eau . Un clapet v prévu à la sor- tie de la pompe e empêche l'eau du réservoir r de refouler vers la pompe pendant le fonctionnement du thermo-siphon à l'arrêt de la chaudière .
Le réglage de la chaudière est assuré automa- tiquement : a) d'une part par un thermostat placé à la sortie de la vapeur surchauffée et qui, suivant la température de celle- ci , règle le débit de la pompe au moyen d'un circuit élec. trique x schématiquement représenté et d'un type courant , b) d'autre part par un manostat y placé sur le réservoir de décantation i et qui, suivant la pression de vapeur dans ce réservoir , règle l'activité du foyer a soit en agissant sur le carburant s'il s'agit d'un foyer à mazout , soit en agissant sur le comburant, c'est-à-dire l'air soufflé sur le foyer , s'il s'agit d'un combustible solide , soit enfin en agissant sur les deux . Là encore le manostat y agit par l'intermédiaire d'un circuit électrique schémati- quement figuré et d'un type courant .
Ce manostat étant placé dans la vapeur saturée, peut être remplacé par un thermostat .
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La chaudière , ainsi qu'il a été dit , peut être placée sur le foyer a , mais elle peut être aussi pla- cée à proximité de ce foyer de façon à ne pas être soumise au rayonnement de celui-ci , les gaz chauds étant amenés à la chaudière par un conduit convenable . De la sorte on diminue ou même supprime l'inertie calorifique de la chau- dière , qui fonctionne seulement durant le temps où elle est parcourue par les gaz chauds .
On remarque par contre que, lorsque la chau- dière est disposée sur le foyer a , tout se passe comme si la chambre de combustion était prolongée jusqu'à la partie supérieure de la chaudière, ce qui peut supprimer des pointes de température dangereuses dans la chaudière . De plus, -le trajet des fumées les plus froides entre les enveloppes a et b se fait de haut en bas, ce qui facilite l'écoulement de ces fumées . Enfin, toutes les parties internes de la chaudière sont facilement accessibles, et par suite les opérations de nettoyage sont rendues aisées .
Il,est encore prévu que les serpentins de la chaudière peuvent être à pas et diamètre variables, pour faciliter grâce aux variations de dilatations le craquelage des dépôts de tartre et suies qui peuvent se former inté- rieurement et extérieurement sur les tubes .
Il va de soi que , sans sortir du domaine de l'invention, on pourrait lui faire subir des modifications de détail . C'est ainsi que le réservoir de protection r pourrait être confondu avec le réservoir de décantation i .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.