BE487777A - - Google Patents

Description

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  Elément à tubes d'eau et de fumée pour la formation d'échangeurs de chaleur, particulièrement pour chaudières à vapeur. 



   La présente invention concerne un élément à tubes d'eau et de fumée pour la formation d'échangeurs de chaleur, particulière- ment pour chaudières à vapeur. 



   L'objet de l'invention sert particulièrement à former chau- dières à vapeur à éléments tubulaires, disposés préférablement l'un avoisiné de l'autre, selon une   li.o'ne   fermée, par exemple une circonférence, de sorte à réaliser un faisceau tubulaire délimi- tant la chambre de combustion et faisant fonction de diaphragme pour la création des carneaux voulus. 



   L'élément selon l'invention est caractérisé en ce   qu'-il   comprend au moins un corps tubulaire dont les extrémités se re- lient à au moins un deuxième corps tubulaire, placé celui-ci à l'intérieur du premier et constituant la conduite des fumées, la chambre comprise entre les dits corps tubulaires présentant une extrémité d'entrée de l'eau et une autre extrémité de sortie de l'eau et de la vapeur. 



   Le carneau intérieur comporte préférablement une ou plu- sieurs ondulations adaptées à compenser de manière élastique les déformations dues aux charges thermiques auxquelles les 

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 différentes parties de l'élément sont   soumises.   Ces ondulations ainsi qu'un éventuel diaphragme hélicoïdal, placé à l'intérieur du carneau, réalisent des tourbillonnements des gaz, de sorte à améliorer l'échange thermique entre les deux fluides. 



   L'invention sera du reste mieux comprise à l'aide de la description suivante s'appuyant aux dessins schématiques annexés donné l'un'et l'autre à titre purement indicatif et nullement limitatif de la portée de l'invention. les figures 1 à 5 montrent en coupe longitudinale, quelques modes d'actuation des éléments échangeurs de chaleur; 
Les figures 6 et 7 montrent en élévation et en coupe trans- versale la disposition des deux éléments placés l'un à côté de l'autre; 
Les figures 8,9, 10 montrent en élévation frontale et laté- rale, ainsi qu'en coupe transversale un élément double; 
Les figures 11 et 15 illustrent en coupe longitudinale des éléments échangeurs de chaleur réalisés selon différentes va- riantes de construction ; 
La figure 16 montre en coupe un échangeur thermique réali- sé selon l'invention présente. 



   Selon les figures A est le corps tubulaire extérieur de l'élément, tandis que B en est le corps intérieur constituant la Conduite de la fumée ou carneau. Le corps A comporte à ses extré- mités les conduites C et D respectivement de sortie de l'eau et de la vapeur et d'entrée de l'eau. Les fumées pénétrant d'en haut se déchargent en bas de sorte qu'il se forme une circulation des fluides en contre-courant. Pour la réalisation d'une chau dière, les conduites C et D de tous les éléments de la chaudière aboutissent à un ou plusieurs collecteurs   (dont/un   au moins fait fonction de séparateur de la vapeur)qui seront disposés préféra- blement an-dessus des éléments et destinés à relier ces derniers de manière hydraulique. 

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   Les éléments illustrés aux figures 1-4-10 sont pourvus d'une bande de fond H servant au nettoyage et à la sortie des boues. 



   La réalisation de l'élément selon figure 1, prévoit l'ori- fice supérieur   N   du carneau B coaxial au corps   A,   tandis que le bord. de cet orifice est fixé sur le fond bombé P' du dit corps au moyen de soudage* L'extrémité inférieure   M   du carneau B est opportunément courbée afin de pouvoir déboucher latéralement sur la paroi du corps A de manière que les fumées suivent le mouvement indiqué par les flèches* 4 l'intérieur du carneau B est arrangé un diaphragme ou cloison hélicoidal k muni d'une tige centrale de support et destiné à donner aux fumées un mou- vement en tourbillon qui améliore les conditions de transmission de la chaleur; ce diaphragem k peut être aisément remué et défi- lé par le haut en vue d'être nettoyé. 



   Dans le but d'éviter les inconvénients dérivant des défor- mations dues aux dilatations thermiques, le carneau B comporte, en position convenable, des ondulations périphériques R compen- sant automatiquement les différentes dilatations pouvant se produire dans le corps et le carneau suscités. 



   Ces ondulations sont pratiquées de préférence vers la sor- tie des gaz du dit carneau,   c'est-à-dire   dans la zone où ces gaz présentent un volume réduit et donc une résistance mineure. 



   Selon la variante à la figure 2, où les parties équivalentes à celles que nous venons de considérer sont indiquées par les mêmes signes de repère, les orifices N et   M   du carneau B sont disposés sur un même axe coïncidant avec l'axe principal de la conduite. Cette disposition consent, non seulement le nettoyage de cette conduite, mais encore la fixation du dit carneau B sur le corps tubulaire A au moyen de   mandrinage.   le même système est suivi pour la variante selon figure 3, qui prévoit le carneau B disposé de son axe incliné par rapport 

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 à l'axe du corps   A   et cela en vue d'améliorer la circulation de l'eau et de l'émulsion eau-vapeur. 



   La variante selon figure 4, présente un corps   A   fermé au moyen de pièces de fond bombées P (ainsi qu'il est prévu au cas des figs I, 2, 3) tandis que les orifices M et N du carneau B sont courbés en direction opposée. Dans la variante selon figure 5, le corps   A   est constitué par un tube fermé à ses extrémités par les pièces de fond L et L résultant soudées sur les bords du corps   A   lui-même. Ces pièces de fond sont fixées sur le corps A au moyen de soudage ou d'une manière analogue, tandis que les extrémités du carneau B sont fixées sur les dites pièces de fond au moyen de   mandrinage.   



   Les conduites C, D et H se relient au corps   A   soit par sou- dage, soit par mandrinage ou par toute autre système de fixation, les figures 6 et 7 montrent une disposition toute spéciale des éléments de la chaudière selon laquelle les conduites D servant   à l'arrivée   de l'eau (conduite de   descente   ou de chute) sont arrangées entre deux corps A contigus de manière à former avec ces derniers une paroi de délimitation du foyer. 



   Dans le cas prévu aux figures 8 et   10,   l'élément est cons- titué de deux corps   A   et ,'il entre lesquels est disposée une seule conduite descendante 33 et une bonde de fond   H.   



   Les modes d'exécution aux figures 11 et 15 illustrent un corps tubulaireextérieur A dont l'une ou les deux extrémités P et p présentent un rétrécissement en cane apte à constituer un collet T chargé à retenir les extrémités du carneau B résul- tant coaxial au corps   A.     Se--Ion   les figures 11, 12, 13, les ex- trémités du carneau B et les collets T les retenant, sont de forme cylindrique. La collaboration entre les deux parties est prévue à étanchéité, en vue de quoi le cordon de soudage (ligne de soudure), courant le long des boras d'extrémités dea deux corps tubulaires, a la seule fonction de maintenir en place les deux corps susdits, tandis que les efforts mécaniques dârivant 

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 de la pression intérieure, sont supportés par les deux corps tubulaires A et B. 



   Il est évident que lorsqu'on veut faire sortir les boues se formant à l'intérieur du corps tubulaire A, il suffit d'ôter à la lime ou à la meule, la soudure V pratiquée à la sommité du collet   T   et du carneau B de manière que ce dernier puisse être aisément défilé. Après le remuage des boues, le carneau B sera remis en place et fixé de nouveau dans sa position originaire en vue de reprendre son activité. Il va de soi que cette opéra- tion saurait 'être répétée plus d'une fois. 



   La variante selon figure 12, montre un carneau B comportant des ondulations R dont la profondeur augmente de haut en bas de s. que au fur et à mesure que la température des gaz diminue,on a l'augmentation du mouvement en tourbillon des gaz eux-mêmes et donc une augmentation de l'échange thermique par admission. Les ondulations R peuvent avoir une allure parallèle ou hélicoïdale. 



  La variation de l'intensité du mouvement tourbillonnant est aussi obtenable par une variation progressive du pas des ondulations le long du carneau B, ainsi qu'il se produit dans le des prévu aux figures 13 et 15 où la distance réciproque entre les ondu- lations va décroissant vers le bas. La profondeur et le pas des ondulations sont encore variables de manière simultanée. La conduite d'entrée G   (fig.ll)   constitue un élément d'appui de l'élément alors qu'elle est disposée de son axe vertical et dans ce but la conduite est pourvue d'un pied de support et de renforcement S, réalisé préférablement en forme tubulaire en vue d'assurer une circulation intérieurs de l'eau telle à empê- cher le support S de se détériorer au contact des fumées chaudes. 



  L'orifice de fond M de la conduite des fumées fig 13) est combiné avec un déviateur   W   des gaz de sortie qui seront de la sorte déviés transversalement du côté opposé à celui du foyer résultant précisément délimité, ainsi que nous l'avons dit, par une paroi formée par un certain nombre des éléments considé 

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 rés disposés avoisinés l'un de   l' autre.   



   Dans l'exemple réalisé à la figure 14, l'étanchéité est réa- lisée par deux garnitures métalliques annulaires Z ( par exemple en cuivre) qui sont comprimées entre les extrémités des deux corps tubulaires A et B, en raison de quoi ces extrémités pré- sentent un profil en cône consentant la compression des garnitu- res z En vue d'empêcher le défilage du carneau B par le haut, son bord périphérique inférieur est replié vers l'extérieur, ou soudé sur le corps A ainsi qu'on le voit aux figures   11,   12, 13. la figure 15 montre les anneaux de garniture Z comprimés, supérieurement ; entre le collet formant l'extrémité du carneau B et l'extrémité T du corps   A,   inférieurement: entre l'extrémité repliée du corps A et le carneau B présentant un profilage à cône.

   Dans ce cas encore le défilage par le haut du carneau B est empêché en vue de la déformation de son bord périphérique inférieur ou au moyen de soudage. la figure 16, montre un échangeur thermique muni de plu- sieurs conduites B ondulées, du type précité, se reliant l'une à l'autre de leurs extrémités aux plaques E dont la supérieure - par l'intermédiaire de quelques organes à vis - est rigidement solidaire du corps tubulaire   A,   et l'inférieure est disposée à l'intérieur de ce corps, de sorte à consentir la libre dilata- tion des conduites B -L'étanchéité est réalisée en ce cas au moyen d'une garniture 0 comprimée entre le bord U de la plaque inférieure E et le corps   A   par le bord périphérique U' de la conduite   M   de sortie des fumées,

   qui est solidaire du corps A par des mo yens à vis ou similaires. Il va sans dire que le dit échangeur thermique est susceptiblede quelque modification selon l'usage qu'on en veut faire. 



   Les éléments que nous venons d'illustrer consentent de réa- liser de manière parfaitement aisée une chaudière de la potentia- lité voulue, puisqu'il suffit de varier, dans ce but, le nombre des éléments constituant la chaudière, éléments qui pourront 

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 toujours être disponibles au magasin. 



     -La   chaudière de la sorte réalisée aura - à parité d'encombrement - une considérable potentialité et un facile entretien surtout si les conduites de la fumée ou carneaux présenteront une bonne accessibilité des deux   cotés.  

Claims (1)

1. R E S U M E.

   I. Eléménts à conduites d'eau et de fumée pour la formation d'échangeurs due la chaleur, principalement pour chaudières à vapeur, caractérisés en ce qu'ils sont formés par au moins un corps tubulaire dont les extrémités se relient à au moins un deuxième corps tubulaire intérieur au premier et constituant la conduite des fumées ou carneau, une des extrémités de la chambre comprise entre les dits corps tubulaires servant à l'entrée de l'eau, l'autre à la sortie de l'eau et de la vapeur.

   2. Elément selon 1, caractérisé en ce que : la conduite des fumées ou carneau comporte au moins en partie des ondulations aptes à consentir les dilatations thermiques et à produire un mouvement en tourbillon des fumées de sorte à provoquer une amélioration de la transmission de la chaleur.

   3. Elément selon 1 et 2, caractérisé en ce que les ondulations présentent un pas croissant dans la direction du mouvement des fumées.

   4. Elément selon I et 2, caractérisé en ce que les ondulations se trouvent espacées de manière décroissante dans le sens du mouvementdes fumées.

   5. Elément selon 1 et 2, caractérisé en ce que les ondulations présentent un pas croissant et se trouvent espacées l'une de l'autre de manière décroissante dans la direction du mouvement des fumées. <Desc/Clms Page number 8>

   6. Elément selon 1, caractérisé en ce que le carneau contient un diaphragme ou cloison hélicoïdal amovible.

   7. Elément selon L caractérisé en ce que les deux corps tubulaires sont coaxiaux 8. Elément selon 1, caractérisé en ce que le carneau a l'axe incliné par rapport au corps tubulaire extérieur.

   9. Elément selon 1, caractérisé en ce que le carneau a au moins une de ses extrémités courbée de manière à déboucher sur la paroi du corps tubulaire extérieur.

   10. Elément selon 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire extérieur comporte deux conduites d'extrémité servant au passade de l'eau et de la vapeur.

   II. Elément selon 1 caractérisé en ce que le corps tubulaire extérieur est pourvu d'une conduite faisant fonction de bonde de fond.

   12. Elément selon 1 caractérisé en ce que les deux corps tubulaires sont reliés entre eux par au moins une de leurs ex- trémités au moyen de soudage.

   13. Elément selon 1, caractérisé en ce que les deux corps tu- bulaires sont unis l'un à l'autre par au moins une de leurs extrémités au moyen de mandrinage 14. Elément selon 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire extérieur est formé par un cylindre creux muni de deux pièces de fond plates de fermeture auxquelles pièces est relié le corps tubulaire intérieur.

   15 Elément selon 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire extérieur présente une de ses extrémités bombée.

   16 Elément selon 1, caractérisé en ce qu'il est formé par deux corps tubulaires extérieurs parallèles, dont chacun muni d'un carneau et tous les deux d'une conduite commune pour l'entrée de l'eau. <Desc/Clms Page number 9>

   17 Elément selon 1, caractérise en ce que la conduite inférieu- re du corps tubulaire extérieur comporte un pied ou support de renforcement réalisé en forme tubulaire de manière que l'eau y puisse circuler.

   18' Elément selon 1, caractérisé en ce qu'au moins une des extrémités du corps tubulaire extérieur comporte un rétrécisse- ment de sorte à former un collet embrassant les extrémités du carneau.

   19. Elément selon 1 et 18, caractérisé en ce que les deux corps tubulaires sont reliés entre eux par une ligne de soudure réunis- sant les bords périphériques d'extrémité des deux corps eux-mêmes* 20. Elément selon 1, caractérisé en ce que les deux corps tubu- laires collaborent antre eux avec au moins une de leurs extré- mités par l'intermédiaire d'une garniture annulaire métallique' 21- Elément selon 1 et 20, caractérisé en ce que le corps bubin laire extérieur comporte des extrémités rétrécies de manière former un collet en cône collaborant avec les extrémités coni- ques du carneau, de sorte que les dites parties viennent compri- mer la garniture* 22 Elément selon I, 20 et 21,

   caractérisé en ce que le carneau est relié au corps tubulaire extérieur en correspondance de l'extrémité vers laquelle convergent les parties coniques, au moyen de soudage ou de mandrinage 23. Elément selon I et 20 caractérisé en ce qu'au moins une desextrémités du corps tubulaire est façonnée en cône de ma- nière à pouvoir contenir la garniture annulaire sur laquelle fait axialement pression un bord d'extrémité du carneau.

   24. Elément selon 1, caractérisé en ce qu'il est muni de plu- sieurs conduites de fumée ou carneaux se reliant par leurs extré- mités à deux plaques dont l'une rigidement solidaire du corps tubulaire extérieur, l'autre libre de se déplacer de manière axiale dans ce corps même en vue de consentir les dilatations du carneau' <Desc/Clms Page number 10> 25. Elément selon 1 et 24, caractérisé en ce que l'étanchéité sur la plaque mobile est réalisée au moyen d'une garniture annu- laire comprimée entre le corps tubulaire extérieur et un bord périphérique de la plaque, par l'extrémité annulaire d'une douille se reliant au corps tubulaire extérieur par l'intermé- diaire de quelques organes à vis.