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"ECHANGEUR DE CHALEUR A TRAVERSEES DES PAROIS DU BOITIER RENDUES ETANCHES PAR DES BOITES A BOURRAGE, TUBES ACCORDEON OU ANALOGUES"
Le montage d'échangeurs de chaleur, tels que chaudières à vapeur, surchauffeurs ou analogues, dans le voisinage immédiat de la machine motrice, ou le raccordement du système tubulaire, situé à l'intérieur d'un bottier, à des tambours plus grands, pompes de circulation ou analogues, situés en dehors du boîtier, donne souvent lieu à de grandes difficultés, du fait que les conduites de raccordement sont trop courtes pour pouvoir compenser, par leur longueur ou leur forme, les divers déplacements provoqués par les dilatations dues à la chaleur. Les boîtes à bourrage ou tubes d'expansion, appliqués en pareils cas aux conduites, qui sont traversées par le fluide à haute pression, constituent un expédient indésirable .
Suivant l'invention, on obvie à ces inconvénients grâce au fait que, dans les échangeurs de chaleur, spécialement ceux dont les gaz de chauffe sa trouvent sous une pression sensiblement plus forte que la pression extérieure, les. tubes qui sont situés à l'intérieur du boîtier de l'échangeur de chaleur et qui servent à l'échange thermique, et les tubes qui sont situés en dehors de ce boîtier et qui servent à 1''amenée et à l'évacuation de l'une des substances d'échange thermique, sont reliés rigidement entre eux et peuvent se dilater librement sous l'effet de la chaleur,
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tandis que le boîtier suit ses propres déformations, indépendamment des tubes,
et que les traversées des tubes et des parois du boîtier sont rendues étanches par des pièces de liaison flexibles, telles que boîtes à bourrage, tubes accordéon ou analogues.
Le dessin annexemontre deux exemples d'application de l'objet de l'invention. la Fig. 1 concerne une chaudière à vapeur à combustion sous pression, appelée chaudière Velox.Dans ce cas, les parties parcourues par l'eau et le mélange de vapeur et le boîtier entourant la chambre de combustion et les carneaux des gaz de fumée sont traités, selon l'invention, comme deux systèmes indépendants, dont chacun peut -effectuer les déplacements correspondant à ses dilatations dues à la chaleur. Les deux systèmes sont seulement reliés rigidement entre eux en un point dans le voisinage immédiat du plan de support commun.
Ils sont libres dans tous les autres points; là où les deux systèmes passent l'un à travers l'autre, les traversées sont rendues étanches par une pièce de liaison flexible, notamment un soufflet.
La Fig. 2 montre, à titre d'exemple d'application, un surchauffeur intermédiaire à chauffage individuel qui est monté directement à côté de la turbina. La turbine à vapeur et les tubes du surchauffeur sont reliés rigidement entre eux par de courtes conduites de raccordement. La. turbine et le boîtier du surchauf- feur sont supportés séparément. Les déplacements résultant des dilatations thermiques peuvent s'effectuer indépendamment les uns,: des autres, étant donné que les tubes du surchauffeur peuvent se dilater librement dans tous les sens à partir de leur point de support et que les endroits d'entrée et de sortie destubes rigides sont, à leur tour, seulement reliés au boîtier par un tube accordéon flexible.
L'avantage extraordinaire de ce mode de construction consiste en ce que le système tubulaire, qui conduit le fluide de plus hauts pression, par exemple de la vapeur, n'exige pas de dispositions spéciales pour neutraliser les déplacements.
En vue de mieux faire comprendre les deux exemples illustrés, il convient de noter ce qui suit. En Fig. 1, 1 désigne la tuyère d'injection pour le combustible, et 2 le corps pour la mise en mouvement hélicoïdal de l'air. 3 désigne la chambre de combus- tion et 4 le carneau y raccordé pour les gaz de fumée. Dans celuici se trouvent les tubes de vaporisation principaux 5. Les tubes 6 et 7 de revêtement des parois servent également à la vaporisation.
Le mélange vapeur-eau qui est produit dans le faisceau tubulaire 5 s'écoule à travers les tubes 7 au collecteur annulaire
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supérieur 8, d'où le mélange total vapeur-eau est amené au sépara,teur 10 par les tubes 9. Leau qui a été libérée de vapeur par centrifugation, accède à la pompe 11, laquelle la refoule, après addition d'eau fraîche d'alimentation, vers la botte de distribution 12. A l'aide de pieds 13, la chambre de combustion peut être réunie rigidement à sa fondation. Le pied 14, qui se trouve à la même hauteur, est fixé à glissement sur sa plaque de base* La température qu'acquiert l'ensemble du système parcouru par l'eau et le mélange vapeur-eau, est partout égale, de sorte que les dilatations thermiques sont aussi les mêmes à des distances égales du point de support..
Par contre, elles diffèrent de celles du boîtier 15 de la chambre de combustion. Malgré ces différences, lestubes accordéon 16 permettent d'assurer la fermeture étanche des deux systèmes.
Dans le cas de la Fig. 2, il s'agit d'un surchauffeur intermédiaire 21 qui est monté à côté de la turbine 22, à proximité immédiate de celle-ci, La faible distance ne permet pas de compenser les différences de dilatation thermique à l'aide de tubes arquas à grande courbure. On maintient plutôt les tubes de liaison 23 aussi courts que possible, mais on donne, par contre, au faisceau tubulaire 24, qui est relié rigidement à la turbine, la possibilité de sa dilater librement Le boîtier 25 du surchauffeur et sa chambre.'de combustion (invisible dans le dessin annexé) sont supportés individuellement, par exemple par des pieds 26, et se dilatent aussi librement conformément au chauffage de leurs enveloppes extérieures.
L'étanchéité des points de traversée des deux systèmes est da nouveau assures par un tube accordéon 27 qui suit les déplacements dans tous-les sens.
Afin de décharger le tube accordéon 27 en cas de. fortes pressions intérieures, un tube accordéon similaire 28 est prévu au côté opposé, le couvercle obturateur de ce -tube 28 équilibrant, par une bielle 29, les poussées dans les deux sens. Le poids principal des tubes de surchauffe est supporté par les consoles 30, le long desquelles les collecteurs 31 peuvent se déplacer librement. En outre, les tubes sont suspendus à de puissants ressorts 32. qui tiennent compte des dilatations des tubes. Il va de soi que le jeu entre les tubes extérieurs et les parois de la colonne. du surchauffeur doit être suffisamment grand pour disposer de; l'espace requis pour les déplacements qui se produisent.