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ELEMENT DE SURCHAUFFEUR A TUBES MULTIPLES
Cette invention, due à Mr André HUET, concerne un élément surchauffeur disposé dans le tube à fumée d'une chaudière pour la surchauffe de la vapeur, et comportant un faisceau de tubes parcourus à l'aller par la vapeur à surchauffer et un faisceau de tubes parcourus au retour par la vapeur surchauffée. Ces faisceaux peuvent comporter par exemple deux, trois.ou plusieurs branches, le faisceau de retour pouvant cependant n'en comporter qu'un nombre moindre et être constitué par ux tube complexe,muni ou non d'ailettes, de section éventuellement plus grande que les tubes d'aller et pouvant être de forme particulière étoilée
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ou autre. L'invention porte plus particulièrement sur le mode d'assemblage des deux faisceaux de tubes du côté de la boîte à feu.
Selon l'invention, cet assemblage est effectué à l'aide d'un tube unique réuni par forgeage, soudage, ou tout moyen connu, d'une part au faisceau de tubes d'aller, d'autre part au faisceau de tubes de retour, ledit tube unique pouvant être droit et disposé dans l'axe du tube à fumée, ou pouvant être coudé et dans ce cas les deux points de jonction du tube avec les faisceaux de tubes étant placés dissymétriquement dans le tube à fumée, de façon à assurer à l'intérieur de ce dernier une répartition judicieuse des différentes branches des fais- ceaux qui sont convenablement coudées et disposées pour ne pas obstruer le passage des fumées, et d'autre part, de façon à permettre éventuellement aux fumées l'accès direct de la partie centrale du tube à fumée.
Il est prévu que le tube unique coudé peut être d'une section inférieure à la somme des sections de passage des tubes des faisceaux de façon à diminuer l'obstruction au passage des gaz dans le tube à fumée et en même temps à augmenter la vitesse d'écoulement de la vapeur dans ledit coude pour obtenir un plus grand refroidissement à cet endroit situé à l'entrée du tube à fumée et particulièrement exposé aux gaz les plus chauds. La variation de section du tube de raccordement peut être avantageu- sement progressivement croissante et décroissante.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée.
La fig. 1 représente avec coupe partielle, à l'intérieur d'un tube à fumée, l'élément surchauffeur objet de l'invention,
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dans lequel les deux faisceaux de tubes d'aller et de retour sont réunis du côté boîte à feu par un tube droit.
La fig. 2 est une vue à 90 de la fig. I.
Les fig. 3 et 4 sont des coupes par 3-3 et 4-4 de la fig. I.
Les fig. 5 et 6 sont des vues à angle droit d'une variante de réalisation dans laquelle le tube réunissant les deux faisceaux est coudé, variante qui permet le dégagement plus efficace de la partie centrale du tube, en déplaçant le coude vers le bord du tube à fumée.
Les fig. 7 et 8 sont des coupes par 7-7 et 8-8 de la fig. 5.
Les fig. 9 à 12 sont des sections transversales du tube à fumée montrant diverses variantes de réalisation et de dispo- sition des tubes constituant les faisceaux de l'élément sur- chauffeur.
En se reportant aux fig. 1 et 2, on voit que l'élément surchauffeur logé dans le tube à fumée a comporte un faisceau de trois tubes b, c, d qui sont parcourus par la vapeur à l'aller dans le sens des flèches. Le tube a est monté à la manière ordinaire dans la plaque e de la boîte à feu. Le fais- ceau de retour comporte également trois tubes f, g, h parcourus au retour par la vapeur surchauffée dans le sens des flèches.
La disposition des tubes b, c, d, d'une part et f, g, h, d'au- tre part, à l'intérieur du tube à fumée a est représentée fig. 3 On voit que les tubes de retour f, g, h sont à l'intérieur du faisceau des tubes d'aller pour être protégés par ces derniers qui forment écran calorifuge.
L'ensemble des faisceaux peut être utilement excentré vers le haut du tube à fumée de façon à éviter l'amas d'escar-
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billes ou de fraisil.
Selon l'invention, l'assemblage des deux faisceaux de tubes du côté boite à feu est effectué à l'aide d'un tube unique i. Ce tube unique est disposé dans le cas des fig. I et 2, sui- vant l'axe du tube à fumée. Il est relié par forgeage, soudage, ou tout autre moyen, avec les trois tubes du faisceau de retour f, g, h. Cette liaison a lieu par exemple à la manière connue au moyen d'une culotte j, obtenue par forgeage des tubes, le tube i étant extérieur aux trois tubes f, , h.
Une autre culotte k assemble le tube i avec le faisceau d'aller b, c, d, le tube i se trouvant dans ce cas intérieur au faisceau.
Les tubes b, c, d sont convenablement coudés à leur extrémité comme on le voit fig. 1 et 2, pour permettre leur rapprochement et le forgeage de la culotte k. Ce coudage s'étend sur une certaine longueur de façon à ne pas obstruer le tube à fumée et laisser au passage des gaz dans ce tube une section suffisante.
Dans la variante préférée, représentée sur les fig. 5 et 6, le tube i d'assemblage des deux faisceaux est coudé en 1 et les deux culottes de jonction k et 1 sont alors disposées dissy- métriquement à l'intérieur du tube a, la culotte 1 pouvant se trouver sur l'axe du tube, tandis que la culotte k est décalée vers le haut (fig. 5). Dans ce cas encore, le coudage des tubes b, c, d du faisceau d'aller s'étend sur une certaine longueur pour que, dans la région où les tubes se chevauchent, il n'y ait pas d'obstruction de la section offerte au passage des gaz.
Les tubes des deux faisceaux disposés à l'intérieur du tube à fumée comme on le voit fig. 7 y sont maintenus en position par des entretoises et des pattes d'appui convenables, non figurées.
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Il est prévu que la section du tube i situé dans la zone la plus chaude du tube à fumée a peut être inférieure à la somme des sections des tubes b, c, d, du faisceau d'aller, ou des sections des tubes de retour, de façon à augmenter la vitesse d'écoulement de la vapeur à l'intérieur de ce tube i qui s'en trouvera d'autant refroidi. Cette variation de section peut être progressivement décroissante puis croissante. De plus, une section réduite favorise le passage des gaz chauffants en réduisant l'obstruction du tube à fumée.
Sur tout ou partie de la longueur de leur parcours, les tubes constituant les faisceaux peuvent être aplatis, ou de section ovale, ou recevoir toute autre forme. Les faisceaux peuvent comporter un nombre de tubes quelconque.
On a représenté sur les fig. 9 à 12 les modes de réalisa- tion particuliers dans lesquels le faisceau de tubes de retour est remplacé par un tube complexe, c'est-à-dire un tube.de plus grande seëtion que les tubes d'aller et qui est soit muni d'ai- lettes, soit encore écrasé, de façon à présenter une section étoilée.
Sur la fig. 9 les tubes du faisceau d'aller sont munis d'ailettes m droites ou incurvées pouvant former entretoises et le tube complexe de retour comporte des ailettes radiales.
Sur la fig. 10, les tubes d'aller sont aplatis et sans ailettes.
Sur la fig. 11, le 'tube de retour n de fort diamètre est écrasé de façon à offrir une section en étoile. Sur la fig. 12 il comporte des ailettes o disposées radialement dans les inter- valles des tubes d'aller. La forme des sections des tubes, leur nombre, la disposition des ailettes, leur logement dans le tube à fumée sont tels qu'une section suffisante soit laissée libre
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pour le passage des gaz dans le tube à fumée et en éviter l'encrassage par des escarbilles, tout en facilitant l'écoule- ment de la vapeur dans l'élément surchauffeur et en assurant les meilleurs échanges thermiques.
REVENDICATIONS 1 ) Elément surchauffeur à tubes multiples comportant à l'in- térieur d'un tube à fumée d'une chaudière, un faisceau de tubes d'aller parcourus par la vapeur à surchauffer, et un faisceau de tubes de retour parcourus par la vapeur surchauf- fée, la jonction des faisceaux de tubes d'aller et de retour du côté boîte à feu de la chaudière étant effectuée par un tube unique forgé, soudé ou raccordé par tout autre moyen aux dits faisceaux de tubes d'aller et de retour.
2 ) Elémént surchauffeur comme spécifié sous 1 dans lequel le tube unique de raccordement est droit et disposé dans l'axe du tube à fumée, 3 ) Elément surchauffeur comme spécifié sous 1 dans lequel le tube unique de raccordement est coudé et les noeuds de jonction, ou culottes de raccordement, avec les faisceaux d'aller ou de retour sont décalés à l'intérieur du tube à fumée tant en longueur que dans une direction transversale, de façon à laisser une section suffisante au passage des gaz dans ledit tube à fumée.
4 ) Elément surchauffeur comme spécifié sous 1 dans lequel la section du tube unique de raccordement peut être inférieure à la somme des sections des tubes d'un faisceau pour accélérer la vitesse d'écoulement de la vapeur à cet endroit.
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