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Perfectionnements aux chaudières verticales à vapeur.
Cette invention se rapporte aux chaudières à vapeur du type dit vertical, c'est-à-dire aux chaudières à vapeur dont les composantes internes sont construites dans un corps dont l'axe principal est vertical.
L'invention est spécialement destinée à être appli- quée à des chaudières à vapeur de faible puissance, comme celles qu'on utiliserait, par exemple, pour la propulsion de petits bateaux à vapeur et pour des usages auxiliaires sur de gros ba- teaux.
Le but de cette invention est de prévoir une chau- dière à vapeur à tubes à eau du type mentionné, de construction simple et d'un emploi efficace et qui puisse être étudiéepour une faible puissance donnée, de façon à avoir de petites dimen-
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sions d'ensemble, ce qui la rend applicable aux installations dans des endroits où l'encombrement est une considération importante.
Selon l'invention, la chaudière comporte un conduit intérieur, une chambre annulaire formant chambre de combustion pour les gaz produits entre ledit conduit et le corps de la chaudière, ladite chambre étant limitée, en haut et en bas, par des plaques tubulaires, des tubes à eau sont disposés à travers ladite chambre, de plaque tubulaire à plaque tubulaire, un foyer séparé de ladite chambre par une chambre d'eau, mais connecté à ladite chambre par un carneau interne et une boîte de fumée fixée extérieurement au corps de la chaudière. Cette dernière est caractérisée par le fait que la superficie de section droite de la chambre de combustion se réduit, entre le carneau et la boîte de fumée, de sorte qu'il y a pratiquement uniformité dans la vitesse des gaz chauds lorsqu'ils perdent leurs calories en traversant ladite chambre.
La disposition est telle que les produits de la combustion passent sur les tubes à eau en allant de la conduite qui entoure la chambre annulaire de combustion à la boite de fumée.
Dans les dessins ci-joints on a représenté à titre d'exemple une réalisation; dans ceux-ci :
La fig. 1 est une élévation en coupe d'une chaudière selon l'invention, la coupe étant faite selon la ligne I-I de la figure 3.
Les figs. 2 et 5 sont des¯coupes fragmentaires selon les lignes II-II et III-III de la figure 1, respectivement.
La chaudière représentée est du type dit vertical, c'est-à-dire que ses organes internes sont disposés à l'inté- rieur d'un corps cylindrique la, 1b, et 1c, dont l'axe A-A est vertical. Lesdits organes comprennent un conduit interne des- cendant, 2, un passage annulaire dans la partie intermédiaire @
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1b du corps formant chambre de combustion 3 (fig.
3) pour les gaz chauds, entre le conduit descendant 2 et le corps, ladite chambre étant limitée, en haut et en bas, par des pla- ques tubulaires 4 et 5 respectivement, des tubes à eau 6 tra- versent la chambre 3 de plaque tubulaire à plaque tubulaire, un foyer 7 séparé de la chambre 3 par une chambre d'eau 8, dans la partie inférieure du corps le., mais relié à la cham- bre 3 par un carneau interne 9, et une boite à fumée ascen- dante 10a, 10b, prévue sur l'extérieur du corps lb, en re- gard de la chambre 3. La disposition est telle que les gaz chauds passent sur les tubes à eau 6 dans leur passage du carneau 9, à travers la chambre annulaire de combustion jus- qu'à la boite à fumée 10a. le corps a un fond légèrement bombé 11.
Dans l'exemple donné, le conduit descendant 2 est cylindrique et disposé de façon excentrique dans le corps 1b, de sorte que, comme on l'expliquera plus en détail par la suite, la superficie de section droite de la chambre de combustion 3 diminue graduellement, comme au voisinage du carneau 9 et au voisinage de la boite de fumée. La disposition est telle que la vitesse de rétrécissement en section droite correspond ap- proximativement à la réduction de volume estimée des pro- duits de la combustion, à mesure qu'ils perdent leurs calories, de sorte qu'on aura pratiquement uniformité dans la vitesse des gaz chauds dans la chambre.
La portion boite à fumée 10b est construite sur la portion du corps 1b, environ à moitié de la hauteur du corps.
La chambre formant le foyer 7 est construite dans le fond du corps, étant de forme grossièrement sphérique.. Le carneau in- terne 9, qui peut être de forme elliptique, comme le montre ' la figure 3, ou cylindrique, est disposé dans le même plan
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vertical central B-B (fig. 2), que la boite à fumée et il est construit avec une inclinaison vers l'avant et vers l'exté- rieur sur le côté opposé à la boite à fumée entre le dessus du foyer et la plaque tubulaire horizontale 5. Le conduit descen- dant 2 est un cylindre à axe vertical allant d'une plaque tu- bulaire à l'autre et ayant son axe décalé par rapport à l'axe du corps de la chaudière A-A vers la boîte à fumée.
De cette façon, le passage annulaire constituant la chambre à combus- tion 3 est formé par le cylindre 2, la portion du corps inter- médiaire 1b et par les plaques tubulaires 4 et 5, a une super- ficie de section droite qui varie depuis un maximum, au-dessus du carneau 9 jusqu'à un minimum du côté de la boite à fumée.
Les tubes à eau 6, placés dans la chambre de combustion, sont disposés en deux rangées de tubes courts, droits et verticaux, et ils contiennent une proportion appropriée de tubes tirants., tous les tubes étant de longueur égale et étant reliés, à la façon usuelle, à leurs extrémités, aux plaques tubulaires, et on peut les insérer ou les enlever à travers la plaque tubu- laire supérieure 4. Chacune des deux rangées de tubes est dis- posée selon un arc (comme on le voit, en plan, dans les figures
2 et 3), depuis un côté du carneau 9 jusqu'au conduit de fumées.
Entre la plaque tubulaire inférieure 5 et le dessus du four- neau se trouve la chambre d'eau inférieure 8. La forme hémi- sphérique du foyer surmonte une poche annulaire 8a, comme partie la plus basse de l'espace inférieur d'eau. Entre la plaque tubulaire supérieure 4 et le dessus de la chaudière 11, la par- tie supérieure du corps la. renferme une chambre d'eau et de vapeur en forme de tambour 12.
Le passage annulaire, étant donné son rôle de cham- bre de combustion 3, est doublé, autour du conduit descendant 2, ' au voisinage du carneau 9, de briques réfractaires 13 tenues en
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position par les tubes d'eau voisins 6 ; etla paroi de la cham- bre 3 est également protégée par des briques réfractaires 14.
Ces briques 14 sont tenues par des boulons 14a à la portion 1b du corps, qui est constituée par les plaques démontables join- tes par des rebords (figure 3).
La plaque tubulaire 4 est renforcée par des goussets
15 au-dessus du carneau 9.
Dans le corps la se trouve un trou d'homme 16 placé au-dessus de la plaque tubulaire 4 et un trou d'homme 17 est éga- lement prévu au-dessous de la plaque tubulaire 5, de sorte que l'intérieur de la chaudière est accessible pour le nettoyage, l'inspection et les réparations. Les briques réfractaires 14 et le blindage de l'enveloppe 1b étant amovibles, permettent le nettoyage des surfaces extérieures des tubes d'eau et-des pla- ques tubulaires. De même la boite à fumée 10b possède une porte de visite 10c.
Aux points les plus bas de la chambre d'eau inférieure 8, c'est-à-dire dans la chambre annulaire 8a, sont prévus un robinet de purge 18 et un bouchon de vidange 19 grâce auxquels l'intérieur de la chaudière peut être entièrement vidé d'eau et de sédiment après nettoyage.
La chaudière a les accessoires usuels,comprenant une soupape de sûreté (non représentée) sur la sortie de vapeur 20, laquelle est munie du collecteur usuel de vapeur 21, et un ro- binet de réglage de l'arrivée d'eau (également non représentée) fixée sur l'admission 22.
Dans l'exemple donné ici, l'admission 22 est prolongée par un tube 23, à travers la chambre d'eau 8 au conduit descen- dant 2. Le tuyau 23 est disposé le long du conduit descendant 2 et muni de bras perforés, en forme d'arcs 24 autour de la partie périphérique interne de l'extrémité supérieure du conduit descen- dant 2. De cette façon cette eau d'alimentation est fournie à @
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l'eau de circulation à l'endroit où cette dernière pénètre dans la partie supérieure du conduit descendant 2.
On remarquera que la paroi du foyer 7 bute. contre une virole cylindrique 7a dépassant de la chambre annulaire 8a pour supporter le corps de la chaudière et servir de cendrier sous les barreaux 25 du foyer. Le cendrier d'une chaudière est parti- culièrement sujet à l'usure et aux détériorations. Un avantage de la construction représentée est qu'on peut facilement enle- ver une partie usée, de la virole, 7a, et la remplacer sans affecter le reste de la structure de la chaudière.
Pendant l'utilisation de la chaudière, l'eau descend dans le conduit descendant 2 jusque dans la chambre d'eau 8, et, de là, monte dans les tubes à eau 6 jusqu'à la chambre d'eau et de vapeur 12, revenant vers le bas avec l'eau d'alimentation et continuant à circuler de cette façon. Les produits chauds de la combustion du foyer 7 montent dans le carneau 9 jusque dans la chambre de combustion 3. Lorsque les gaz chauds entrent dans la chambre de combustion, ils se divisent en deux courants Initialement opposés, chacun des courants passant parmi les tubes à eau autour du conduit descendant 2 selon un passage en arc dont la section droite va en diminuant et les courants finissent par se rejoindre à la boite de fumée.
Lorsque les gaz se réunissent, l'obstruction mutuelle est empêchée par les chicanes courbes 26 qui guident les deux courants des gaz vers la boite de fumée.
Les briques réfractaires 13 et 14, placées sur les côtés intérieurs et extérieurs de la chambre de combustion pré- sentent des surfaces chaudes qui favorisent la combustion. On remarquera, (figure 3) que la maçonnerie en briques réfractaires
14 se continue depuis le voisinage du carneau 9 jusqu'au voi- sinage de la boite de fumée. En outre, les briques réfractaires @
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13, sur le côté interne de la chambre de combustion, diminuent la transmission indésirable de chaleur des gaz chauds à l'eau de circulation du conduit descendant. Il est évident que cette transmission de chaleur retarderait la circulation de l'eau.