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CHATEAU DE PROTECTION POUR TUBES COUDES
L'invention concerne un chapeau ou calotte de protection pour les coudes de tubes, et en particulier les éléments surchauffeurs, ou autres échangeurs de chaleur, qui sont exposés à l'action des gaz de fumées.
On connaît différentes formes de ces chapeaux de protection ainsi que différents moyens pour les fixer sur les tubes.
En particulier, dans le cas d'éléments surchauffeurs chauffés par des gaz de fumées, ils doivent satisfaire à plusieurs conditions : d'une part, il faut qu'on
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puisse obtenir une surchauffe suffisamment élevée-*de'la vapeur, d'autre part il faut éviter ou réduire le chauffage excessif du coude qui est exposé au danger de brûler sous l'effet de dard des flammes. Si le chapeau de protection est fabriqué, ainsi qu'il est ordinairement d'usage sous forme d'un corps métallique d'une épaisseur particulièrement notable et entourant étroitement tout le coude ainsi que les extrémités des tubes qui y aboutissent, il en résulte que la transmission de chaleur à la vapeur est très diminuée.
Et, de plus, lorsque les chapeaux sont fabriqués en métal résistant aux températures élevées, le prix de ces chapeaux augmente en proportion de leur épaisseur.
Pour diminuer les pertes en surface de chauffe efficace, pertes qui résultent de la disposition d'un chapeau de protection sur le coude, on a déjà proposé de munir ces chapeaux de fentes convenables. Si les chapeaux sont fixés sur les coudes par exemple par soudure, brasure, leur renouvellement présente des difficultés quand ils sont endommagés ou brûlés. Dans certaines circonstances, il faut changer le coude tout entier. Mais si d'autre part les chapeaux sont montés de façon amovible par exemple à l'aide de languettes solidaires des dits chapeaux et s'engageant dans l'intervalle compris entre les deux tubes, on s'expose au danger de voir des corrosions se produire sur les surfaces de contact chapeau-coude.
On remédie aux inconvénients qui viennent d'être décrits au moyen du chapeau de protection conforme à l'invention, qui consiste en une calotte plate, en matériau résistant à la chaleur, ayant une forme générale de coquille ou de champignon, et qui est maintenue à une cer-
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taine distance du coude sur lequel elle est fixée ,¯¯par t exemple par soudure* De la sorte, on évite une perte en surface de chauffe efficace. De plus, on peut conformer le chapeau de telle sorte qu'il n'y ait aucune diminution ou une diminution insignifiante de la section offerte au passage des gaz de fumées. Enfin.l'intervalle libre entre le chapeau et le coude exerce une influence favorable en constituant un isolant calorifique.
Il y a lieu de remarquer qu'un dépôt de cendres ou d'escarbilles$ etc... ne peut se produire sur le chapeau de protection ou sur le coude, car les escarbilles peuvent tomber librement, par l'intervalle ménagé entre chapeau et coude, dans le tube à fumées.
Dans un mode d'exécution de l'invention, le chapeau de protection est muni latéralement de languettes à l'aide desquelles ce chapeau est fixé par exemple par sou- dure sur les côtés plats du coude. Dans un autre mode d'exé- cution, en particulier dans le cas où le chapeau a la forme d'un champignon, sa fixation sur le coude a lieu au moyen d'une tige médiane sur laquelle l'un ou l'autre organe peut être soudé.
Dans le mode de fixation indiqué, il n'y a que des surfaces de contact relativement faibles entre le chapeau et le coude, en sorte que la transmission de chaleur du chapeau au coude est faible. Par suite, la durée du cha- peau, comme celle du coude, s'en trouvent augmentées, et, de plus, le changement d'un chapeau endommagé ou brûlé est relativement facile.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, concerne quelques
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modes de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2 représentent suivant deux coupes perpendiculaires un premier mode de réalisation de l'invention.
Les figures 3 & 4 concernent une variante.
Les figures 5 & 6 concernent une autre variante.
La figure 7 montre, en coupe axiale, une autre forme d'exécution montée sur un surchauffeur disposé dans un tube à fumées.
Dans le mode d'exécution représenté sur les figures 1 et 2, deux branches de tubes 1-2 sont réunies en un coude 3 obtenu par pliage. La paroi extérieure, allongée durant le processus de pliage et par conséquent plus mince, est protégée par un chapeau 4, en matériau résistant à la chaleur, contre l'effet de dard des flammes atteignant les tubes de fumées.
Le chapeau a la forme d'une coquille plate, pourvue de deux languettes 5, fixées par exemple par soudure sur les côtés plats du coude 3 qui est en forme d'U, la fixation étant telle qu'entre la coquille et le coude, il subsiste un certain intervalle et que, par suite, entre la face interne de la coquille 4 et la face externe du coude 3 il y ait un espace constituant un isolant calorîfi- que. Les surfaces de contact entre la coquille de protection et le coude sont faibles et le mode de fixation est relativement simple.
Dans le mode d'exécution représenté sur les figures 3 & 4, la coquille 4 ne possède pas, comme dans le premier mode de réalisation, une épaisseur uniforme, mais sa paroi est plus épaisse du côté tourné vers l'exté-
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rieur. De plus, la fixation de la coquille 4 n'a pas lieu au moyen de languettes 5, mais par soudure du bord de la coquille 4 aux points 6 situés sur les cotés plats du coude 3.
Les figures 5 et 6 représentent une applioa- tion de l'invention dans le cas d'un coude fabriqué par le procédé de forgeage connu ( forgeage sous pression). La fixation du chapeau 4, en forme de coquille, a lieu, comme dans le deuxième mode d'exécution, par soudure des bords de la coquille 4 aux pointa 6 des cotés plats du coude 3.
Dans le mode d'exécution représenté figure 7, l'élément échangeur de chaleur constitué par les deux tubes 1 et 2 réunis par le coude 3, est disposé dans un tube à fumée 7. Le chapeau de protection est en forme de champignon 8, qui est relié par une tige 9, par exemple soudée ,avec le coude 3 d'une manière analogue à celle qui est employée pour les autres modes de réalisation, de telle sorte qu'un intervalle subsiste-entre chapeau et coude pour constituer un espace isolant pour la chaleur.
Comme o le voit sur les dessins, le coude es largement protégé par le chapeau de protection,sans qu'une grande surface de coude ou des tubes soit supprimée pour l'échange de chaleur. De même la conformation et la disposition du chapeau sont telles qu'il offre une section réduite et ne diminue pas notablement le passage des gaz dans le tube à fumée.
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PROTECTIVE CASTLE FOR ELBOW TUBES
The invention relates to a protective cap or cap for the elbows of tubes, and in particular the superheating elements, or other heat exchangers, which are exposed to the action of the flue gases.
Different forms of these protective caps are known as well as different means for fixing them to the tubes.
In particular, in the case of superheater elements heated by flue gas, they must meet several conditions: on the one hand, it is necessary that
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can obtain a sufficiently high superheating of the steam, on the other hand it is necessary to avoid or reduce the excessive heating of the elbow which is exposed to the danger of burning under the effect of the flame sting. If the protective cap is manufactured, as is customary in the form of a metal body of particularly notable thickness and closely surrounding the entire bend and the ends of the tubes which terminate therein, it follows that the transmission of heat to the steam is greatly reduced.
And, moreover, when the hats are made of high temperature resistant metal, the price of such hats increases in proportion to their thickness.
In order to reduce the losses in effective heating surface, losses which result from the provision of a protective cap on the elbow, it has already been proposed to provide these caps with suitable slots. If the caps are fixed to the elbows, for example by welding, soldering, their renewal presents difficulties when they are damaged or burnt. In some circumstances, the entire elbow must be changed. But if, on the other hand, the caps are mounted in a removable manner, for example by means of tabs integral with said caps and engaging in the interval between the two tubes, we run the risk of seeing corrosions taking place. produce on cap-elbow contact surfaces.
The drawbacks which have just been described are remedied by means of the protective cap according to the invention, which consists of a flat cap, of heat-resistant material, having the general shape of a shell or mushroom, and which is maintained to a certain
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tain distance from the elbow to which it is fixed, ¯¯ by t for example by welding * In this way, a loss of effective heating surface is avoided. In addition, the cap can be shaped so that there is no reduction or an insignificant reduction in the section offered to the passage of the flue gases. Finally, the free gap between the cap and the elbow exerts a favorable influence by constituting a heat insulator.
It should be noted that a deposit of ash or cinders $ etc ... cannot occur on the protective cap or on the elbow, because the cinders can fall freely, by the interval left between the cap and elbow, in the smoke tube.
In one embodiment of the invention, the protective cap is provided laterally with tabs by means of which this cap is fixed, for example by welding, to the flat sides of the elbow. In another embodiment, in particular in the case where the cap has the shape of a mushroom, its attachment to the elbow takes place by means of a median rod on which one or the other organ can be welded.
In the method of attachment shown, there are only relatively small contact surfaces between the cap and the elbow, so the heat transfer from the cap to the elbow is low. Consequently, the duration of the hat, like that of the elbow, is thereby increased, and, moreover, the replacement of a damaged or burnt hat is relatively easy.
The following description, with reference to the accompanying drawings given by way of example, relates to some
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embodiments of the invention.
Figures 1 and 2 show in two perpendicular sections a first embodiment of the invention.
Figures 3 & 4 relate to a variant.
Figures 5 & 6 relate to another variant.
FIG. 7 shows, in axial section, another embodiment mounted on a superheater arranged in a smoke tube.
In the embodiment shown in Figures 1 and 2, two branches of tubes 1-2 are joined in a bend 3 obtained by bending. The outer wall, elongated during the bending process and therefore thinner, is protected by a cap 4, made of heat-resistant material, against the dart effect of the flames reaching the smoke tubes.
The cap has the shape of a flat shell, provided with two tabs 5, fixed for example by welding on the flat sides of the elbow 3 which is U-shaped, the fixing being such that between the shell and the elbow, there remains a certain gap and that, consequently, between the internal face of the shell 4 and the external face of the elbow 3 there is a space constituting a heat insulator. The contact surfaces between the protective shell and the elbow are small and the method of attachment is relatively simple.
In the embodiment shown in Figures 3 & 4, the shell 4 does not have, as in the first embodiment, a uniform thickness, but its wall is thicker on the side facing out-
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laughing. In addition, the fixing of the shell 4 does not take place by means of tabs 5, but by welding the edge of the shell 4 to points 6 located on the flat sides of the elbow 3.
Figures 5 and 6 show an application of the invention in the case of an elbow manufactured by the known forging process (pressure forging). The fixing of the cap 4, in the form of a shell, takes place, as in the second embodiment, by welding the edges of the shell 4 to the points 6 of the flat sides of the elbow 3.
In the embodiment shown in FIG. 7, the heat exchanger element consisting of the two tubes 1 and 2 joined by the elbow 3, is arranged in a smoke tube 7. The protective cap is mushroom-shaped 8, which is connected by a rod 9, for example welded, with the elbow 3 in a manner analogous to that which is used for the other embodiments, so that an interval remains between the cap and the elbow to constitute a space insulating for heat.
As seen in the drawings, the elbow is largely protected by the protective cap, without a large elbow area or tubes being removed for heat exchange. Likewise, the conformation and the arrangement of the cap are such that it offers a reduced section and does not significantly reduce the passage of gases in the smoke tube.
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