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"DISPOSITIF MOTEUR A CHAUDIERE ROTATIVE*
La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés au brevet principal N 439.661, du 4 novembre 1940, lequel concerne un dispositif moteur à chaudière rotative dans laquelle le liquide à vaporiser est soumis à la force centrifuge en vue de développer sur le dit liquide une pression s'opposant à celle produite par le liquide vaporisé qui agit pour provoquer la rotation de la turbine dont l'énergie mécanique est utilisée comme force motrice.
Suivant le susdi t brevet, la chaudière rotative comporte un arbre creux, muni de deux flasques entre lesquels s'étendent longitudinalement des tubes vaporiseurs enroulés en hélice et supportés à la périphérie des dits flasques de façon à former une cage cylindrique, une extrémité des dits tubes vaporiseurs étant en communication avec le creux du dit arbre par des conduits
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ménagés dans l'un des dits flasques, tandis que l'autre extrémité débouche dans une chambre circulaire formée dans l'autre flasque, en regard des tuyères d'une turbine dont le tambour est supporté concentriquement par ce dernier flasque,
l'arbre de la dite turbine portant les disques à aubes et l'arbre creux de la chaudière étant reliés à entraînement par l'intermédiaire d'un arbre de transmission et à l'aide d'un système d'engrenages qui entraîne l'arbre creux de la chaudière en sens contraire et à une vitesse réduite par rapport à celle de l'arbre de la turbine.
Suivant la présente invention, les tubes vaporiseurs, qui s'étendent longitudinalement et qui sont uniformément répartis à la périphérie des deux flasques prévus aux extrémités de l'arbre creux de la chaudière, sont enroulés en spirale à pas allongé et réunis par groupes affectant la forme d'un toron de câble, tandis qu'une chambre, formée à l'intérieur de la cage cylindrique de la chaudière entre les dits tubes vaporiseurs, le dit tube creux et les dits flasques est parcourue par les vapeurs d'échappement de la turbine et traversée par des conduits radiaux pour le ré- chauffage de l'eau d'alimentation allant aux tubes vaporiseurs.
Un mode préféré de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : Fig. 1 est une vue en coupe axiale de l'ensemble du dispositif;
Fig. 2 est une vue fragmentaire en coupe transversale sui- vant la ligne II-II de Fig. 1.
Comme montré en Fig. 1, un arbre rotatif creux 5 présentant une certaine capacité intérieure, est muni axialement d'un con- duit 6 pour l'amenée de l'eau d'alimentation qui s'écoule du dit conduit vers le fond du creux de l'arbre 5. Entre deux flas- ques 7 et 8, prévus aux extrémités de l'arbre 5, s'étendent des tubes vaporiseurs, longitudinaux 9, enroulés en spirale à pas allongé et réunis par groupes affectant la forme d'un toron de câble, les dits groupes étant répartis uniformément à la péri-
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phérie des dits flasques, de façon à fonner les barreaux d'une cage cylindrique.
Un cylindre creux 10, prévu coaxialement entre les dits flasques et rendu solidaire de ces derniers, porte, à sa face cylindrique extérieure, des projections disposées en héli- ces 11 sur les arêtes desquelles reposent les tubes vaporisaura 9.
Une extrémité de ces derniers tubes débouche dans un canal 12 ménagé dans le flasque 7, lequel canal est relié à l'arbre creux 5, par l'intermédiaire d'un tube 13, s'étendant longitudinale- ment dans le cylindre 10, et par des tubes 14 de faible section disposés radialement et de distance en distance entre le creux de l'arbre 5 et le dit tube 13. L'autre extrémité des dits tubes vaporiseirs: 9 débouche dans un canal 15, ménagé dans le flasque 8, qui s'étend jusqu'à une gorge circulaire 16 s'ouvrant devant les tuyères 17 d'une turbine à vapeur dont le tambour 18 est fixé coaxialement sur le flasque 8.
Les disques à aubes 19 de la tur- bine sont fixés sur un arbre moteur 20, qui tourne avec inter- position de roulements à galets 21, 22 dans un arbre creux 23,, solidaire du tambour 18 et disposé coaxialement dans le prolon- gement de ce dernier, le dit arbre 23 étant supporté à roulement dans des coussinets 24.
Un arbre 25, supporté à roulement par l'ensemble des éléments fixes du dispositif et disposé parallèlement à l'arbre 20, porte, d'une part, à une de ses extrémités, un volant 26 sur une des facea duquel est fixée une couronne 27 à denture intérieure, dont les dents sont en engagement avec un pignon 28 fixé à l'extrémité de l'arbre 20. D'autre part,.l'arbre 25 est rendu solidaire d'un pignon 29 en engrènement avec un pignon 30 fixé à l'extrémité de l'arbre creux 23. Cette disposition permet par un jeu d'engrena- ges approprié, de donner à l'arbre 23 une vitesse réduite par rapport à celle de l'arbre 20, tout en obtenant un mouvement de rotation en sens opposé de ces deux arbres. Dans la présente réalisation, l'arbre 23 tourne à demi-vitesse de l'arbre 20.
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La vapeur d'échappement de la turbine s"écoule par les ouver- tures 34 du tambour 18 de turbine et passe dans un collecteur 35 d'où elle est dirigée dans la cylindre 10, par des ouvertures 36 ménagées dans le flasque 8 de la chaudière. De ce cylindre 10, la vapeur s'échappe par des ouvertures 37 formées dans le flasque 7, dans la chambre 38 d'un condenseur rotatif.
Ce condenseur est constitué par des éléments 39, formant échangeurs thermiques fixés par une de leurs extrémités à la paroi circulaire 42 de la chambre 36 et répartis uniformément à la périphérie de cette paroi, de façon à former une couronne.
Ces échangeurs thermiques constituent les palettes d'un ventilateur centrifuge qui tourne dans un collecteur 40 et refoule de l'air chaud sous pression dans le foyer 41 de la chaudière.
Chaque palette de ce ventilateur est formée d'un ensemble de tubes 43, légèrement espacés l'un de l'autre et établis en matière bonne conductrice de la chaleur, par exemple en cuivre rouge. Ces tubes 43 qui présentent une certaine inclinaison par rapport à l'axe de la chaudière et qui débouchent par une de leurs extrémités dans la chambre 38, sont supportés, à leur autre extré- mité, dans une plaque annulaire 44 qui tourne dans une rigole 45 fixée à la paroi latérale du collecteur 40.
Les tubes vaporisateurs 9 sont frettés par un ou des tubes 46 dont une extrémité est fixée au flasque 7 et communique avec un des canaux 12, tandis que l'autre extrémité est fixée au flasque 8 et communique avec un des canaux 15.
La cage formant la chaudière est enfermée dans une enveloppe fixe 47 à double paroi formant réservoir réchauffeur pour l'eau d'alimentation. Cette enveloppe peut également être établie en un isolant thermique qui permet d'éviter toute perte de chaleur en la concentrant sur les tubes vaporiseurs, de la chaudière et qui favorise la combustion complète des gaz.
Le foyer 41 qui assure le chauffage périphérique des tubes
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9 peut être alimenté par un système quelconque de chauffage au charbon, mazout, pétrole, etc.. le fonctionnement de la chaudière est le suivant :
La vapeur produite sous l'action des flammes du foyer 41, dans les tubes vaporisateurs 9, est dirigée par le canal 15 dans la gorge circulaire 16 et de là, agit, par l'ouverture des tuyères 17, sur les aubes des disques 19 de la turbine, avec entraînement de l'arbre moteur 20.
La rotation de l'arbre 20 de la turbine entraîne l'arbre creux 23 de la chaudière, par l'intermédiaire de l'arbre 25 et des engrenages 27, 28, 29 et 30, à une vitesse réduite et en sens inverse du mouvement de l'arbre 20. Sous l'effet de la rotation de la chaudière, l'eau d'alimentation qui pénètre par le conduit 6 et s'écoule dans le creux de l'arbre 5 est, sous l'action de la force centrifuge, précipitée sur la face cylindrique intérieure de l'arbre creux 5 et de là est entraînée dans les tubes 9, par l'intermédiaire des tubes radiaux 14, du tube 13 et du canal 12.
L'action de cette force centrifuge développe sur l'eau, à la sortie du canal 12, une pression qui croît en raison de la vitesse de rotation de la cage formant la chaudière, laquelle pression s'oppose à celle développée par la vapeur, dans les tubes vapori- saura,- 9, et qui tend à refouler l'eau dans les conduits d'ali- mentation.
A la sortie de la turbine, la vapeur s'échappe par l'ouvertu- re 34, le collecteur 35, les ouvertures 36 et pénètre dans le cylindre 10, où cette vapeur réchauffe, en passant, les tubes 13 et 14 en élevant la température de 1*eau parcourant les dits tubes, à un degré voisin de celui d'ébullition de l'eau. La vapeur passe ensuite par l'ouverture 37 dans la chambre 38 du condenseur, puis dans les tubes 43 des éléments 39 formant les palettes du ventilateur centrifuge.
Au contact des parois des tubes 43 refroidies par l'air
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refoulé dans le ventilateur, la vapeur subit une condensation complète, cette condensation étant grandement favorisée par la pression due à la force centrifuge qui est exercée par la vapeur contre les parois froides des palettes.
L'eau de condensation qui s'échappe des tubes 43 est préci- pitée par la même force centrifuge, dans les rigoles 45, d'où elle retourne dans le circuit d'alimentation de la chaudière.
En outre, les projections 11, disposées en hélices et formées à la face extérieure du cylindre 10, provoquent, par la rotation de ce dernier, un entraînement forcé et continu des gaz de combustion, depuis le foyer de la chaudière jusqu'à la chemi- née.
REVENDICATIONS.
EMI6.1
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1 - Dispositif moteur à chaudière rotative suivant le brevet belge ? 439.661, dans laquelle le liquide à vaporiser est soumis à la force centrifuge en vue de développer sur le dit liquide une pression s'opposant à celle produite par le liquide vaporisé qui agit sur les aubes d'une turbine dont le tambour tourne soli- dairement avec la dite chaudière, caractérisé en ce que à l'inté- rieur d'une cage cylindrique formée par les tubes vaporiseura exposés à la flamme du foyer, qui s'étendent longitudinalement à la périphérie de la chaudière, est ménagée une chambre, parcourue par la vapeur s'échappant de la turbine et traversée par des conduits radiaux pour l'eau d'alimentation allant aux dits tubes vaporiseurs.