<Desc/Clms Page number 1>
il CHAUDIERE "
La présente invention est relative à des per- fectionnements aux chaudières du type général dans lequel l'eau à chauffer ou. à convertir en vapeur passe dans un ou plusieurs serpentins placés dans une chambre de chauffe.
Les chaudières du type général auquel l'invention a trait sont faits d'habitude avec plusieurs tubes à eau portés à distance les uns des autres de manière à permettre aux gaz chauds de la combustion de passer, en sortant de la
<Desc/Clms Page number 2>
chambre de chauffe, dans les espaces compris entre les tubes. Dans certains cas, les tubes à eau sont rectilignes et,sont dans la chambre de chauffe ou au dessus. Dans d'autres cas, les tubes à eau peuvent être des serpentins à spires écartées de manière à permettre à la chaleur de passer latéralement d'une chambre de chauffe centrale dans les passages constitués par les spires espacées des serpentins.
Selon l'invention, les tubes à eau sont des serpentins ou sont autrement recourbés suivant des formes appropriées et ils sont disposés en plusieurs groupes concentriques. Les tubes du groupe intérieur sont en contact étroit les uns avec les autres de manière à délimiter une chambre de combustion fermée sur les côtés et à un bout, mais ouverte à l'autre bout pour recevoir un com- bustible liquide ou gazeux et à constituer une sortie pour les gaz de combustion chauds provenant de la chambre de combustion. Le groupe voisin suivant de tubes d'eau entoure le premier groupe ; une distance voulue pour constituer un passage entourant le groupe intérieur et communiquant avec l'extrémité ouverte de la chambre de combustion. Ce passage va de l'extrémité ouverte de la chambre de combus- tion à une sortie de la chaudière.
Une série d'hélices ou d'éléments d'un autre type approprié de surfaces en saillie absorbant la chaleur est placée dans le passage compris entre ces groupes voisins de tubes et ces éléments sont reliés métalliquement aux tubes d'un groupe, de pré- férence le groupe intérieur. On peut aussi disposer des sur- faces analogues, absorbant la chaleur, dans la chambre de combustion et les fixer sur des parties des tubes délimi- tant cette chambre. les surfaces allongées absorbant la chaleur
<Desc/Clms Page number 3>
peuvent également être de formes différentes. Dans certains cas, ce peuvent être des hélices logées dans des creux constitués par des spires voisines des tubes à eau.
Dans d'autres cas, ces surfaces peuvent être des hélices dis- tinctes, des boucles partielles ou des aubes reliées métal- liquement aux surfaces extérieures des tubes à eau et s'avançant dans les passages compris entre les groupes voisins de tubes.
L'extrémité ouverte de la chambre de combustion et l'extrémité voisine du passage compris entre les groupes intérieur et extérieur de tubes à eau sont fermés par une plaque amovible, fixée de façon détachable sur un logement extérieur de la chaudière. Un bec servant à introduire du combustible liquide ou gazeux dans la combustion et une chambre de mélange sont convenablement fixés sur cette plaque de fermeture et s'avancent dans l'extrémité ouverte de la chambre de combustion. De préférence,ales tubes à eau sont placés tout près de la plaque de fermeture de manière à protéger celle-ci contre les températures élevées.
Par suite, les spires d'extrémité du groupe intérieur de tubes à eau sont écartées de manière à permettre aux gaz chauds de passer de la chambre de combustion dans le passage compris entre les groupes voisins de tubes.
Les différents groupes de tubes sont fixés de façon amovible, les uns aux autres, l'eau pouvant ainsi pénétrer dans le groupe extérieur puis dans le groupe in- térieur immédiatement voisin et un ou plusieurs groupes pouvant être facilement débranchés et retirés de la chau- dière, sans gêner la position des autres groupes.
On va décrire une forme de réalisation de l'inven- tion, en se référant au dessin annexé dans lequel:
La figure 1 est une coupe longitudinale d'une
<Desc/Clms Page number 4>
chaudière à tubes à eau, comprenant deux groupes de tubes concentriques. la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe de détail représentant comment des surfaces absorbant la chaleur, en saillie, en forme d'hélices, sont liées métalliquement aux éléments voisins d'un tube à eau.
La figure 4 est une vue de détail représentant une série d'éléments distincts, absorbant la chaleur, reliés métalliquement à la surface extérieure d'un tube à eau.
Le système de chaudière selon l'invention comporte des groupes ou faisceaux de tubes à eau, disposés concen- triquement, de manière à délimiter un espace entre les groupes voisins. On peut modifier le nombre des faisceaux de tubes.de manière à les adapter à la capacité de la chaudière ou aux conditions spéciales d'utilisation de la chaudière. Pour simplifier la représentation, les tubes à eau de la chaudière représentée sont disposés concentri- quement de manière à constituer un espace 12 entre eux et ils sont enfermés dans une enveloppe extérieure 13.
Celle-ci est fermée; à un coût, par une tête !fixe 14 et, à'l'autre, par une plaque facilement amovible 15, fixée sur des brides, retournées vers l'extérieur, de l'enveloppe, à l'aide de dispositifs de serrage permettant de mettre en place et d'enlever commodément la plaque de fermeture5.
Le groupe intérieur 10 de tubes à eau comporte deux éléments de tuyauterie 16 et 17 en forme de serpentins ou ils sont autrement incurvés autour d'un axe commun de sorte que les spires de l'un alternent avec les spires de l'autre. De cette façon les tubes 16 et 17 peuvent être
<Desc/Clms Page number 5>
relativement courts et le pas des spires peut ainsi per- mettre une circulation rapide de l'eau, tout en permettant, en même temps de mettre les tubes en contact intime. les tubes 16 et 17 forment ainsi des parois latérales fermées de la chambre de combustion 18. Les extrémités de sortie de ces tubes 16 et 17 forment des spirales 19 et 20 (fig.2) dont les tubes sont en contact de manière à fermer une extrémité de la chambre 18.
L'espace 21 compris entre l'extrémité fermée 22 de la chambre 18 et l'extrémité fermée 14 de l'enveloppe extérieure forme chambre de sortie pour les produits de la combustion. Les produits sortent en 23.
Les extrémités en spirale 19 et 20 des tubes 17 et 18 sont reliées à un collecteur 24 d'où part un tuyau de sortie 25. De préférence, la surface extérieure de spirales 19 et 20 est recouverte d'une matière céramique 26 de manière à fermer complètement cette extrémité de la chambre 18. Un couvercle 27 est encore appliqué sur ces spirales pour maintenir la matière céramique en place et empêcher que les gaz chauds de la combustion passent de l'extrémité fermée de la chambre de combustion dans la chambre de sortie 21.
Le groupe extérieur 11 de tubes à eau comporte deux éléments de tuyauterie 28 et 29 qui sont des serpentins ou des tubes incurvés autour d'un axe commun comme les tubes 16 et 17 du groupe intérieur 10. Le groupe extérieur, comme on le voit, entoure le groupe intérieur, à une certaine distance, de manière à former le passage de sortie 12 par lequel les gaz chauds de la combustion vont de la chambre de combustion 18 à la chambre de sortie 21. Les spires d'extrémités 28a et 29a du groupe extérieur sont reliés, de façon amovible, par des raccords 30 à une conduite d'alimen-
<Desc/Clms Page number 6>
tation 31, servant à amener des quantités égales d'eau aux deux tubes 29 et 30.
Les autres extrémités 28b et 29b de ces tubes 28 et 29 sont reliés de façon amovible, à l'aide de raccords 32, aux extrémités d'entrée des tubes 16 et 17 formant le groupe intérieur. Les spires de ce groupe qui sont voisines du couvercle amovible,sont, de préférence, écartées les unes des autres de manière à venir près du couvercle amovible et protéger ainsi celui-ci contre les températures élevées et également à former des passages de sortie 34 servant à relier l'extrémité de sortie de la chambre de combustion 18 avec le passage de sortie 12 de la chaudière.
Un système de bec 35 sert à amener du combustible liquide ou gazeux dans la chambre de combustion 18. Il est, de préférence, monté sur une bride 3 6 fixée de façon amo- vible sur la surface extérieure de la fermeture amovible 15.
On remarquera, par suite, que l'on peut facilement enlever ce bec pour l'examiner et le .réparer, sans déranger les autres parties de la chaudière. Un dispositif 37, formant chambre de mélange et d'allumage 38, est fixé sur la face intérieure du couvercle amovible 15, il entoure l'extrémité de sortie du bec 35 et fait saillie, au centre, dans la chambre de combustion 18. Une quantité appropriée d'air de combustion peut arriver au brûleur par le tuyau 39.
On voit que les tubes à eau 16 et 17, se touchant les uns les autres, forment une chambre de combustion fermée 18 dans laquelle'la surface intérieure de la chambre à une configuration nnu@use étant donné que les tubes à eau, au contact les uns des autres, constituent, en fait, une série d'ondulations en hélice s'étendant autour de la surface intérieure de la chambre de combustion. Le combustible allumé, venant de la chambre de mélange 38 et arrivant au centre de la chambre de combustion 18 en allant vers son
<Desc/Clms Page number 7>
extrémité fermée, brûle dans cette chambre avec une grande turbulence de sorte que les produits chauds de la combustion tourbillonnent constamment dans la chambre de combustion et viennent au contact de sa paroi intérieure sinueuse.
Cette orme sinueuse de la surface interne de la chambre donne une grande surperficie d'absorption de chaleur et, en même temps, elle forme déflecteur augmentant la turbu- lence et le tourbillonnement des gaz dans la chambre. Les gaz chauds de la combustion sortent de la chambre 18 par les espaces 34 constitués, comme on l'a dit, en écartant les spires des tubes 16 et 17 à l'extrémité de sortie de la chambre de combustion. les parois du passage 12, constituées par les tubes des groupes intérieur et extérieur, ont une configuration sinueuse, analogue à celle de la surface intérieure de la chambre de combustion, ce qui, par suite, augmente la surface, absorbant la chaleur, des parois du passage.
Pour augmenter encore le rendement thermique de la chaudière, des dispositifs 40, formant surfaces en saillie, absorbant la chaleur, sont fixés à l'un ou l'autre des groupes de tubes à eau de manière à absorber la chaleur des gaz chauds et à la faire passer dans les tubes à eau.
Dans l'exemple actuel (fig. 1 et 2), les éléments 40 cons- tituant ces surfaces sont des hélices placées dans les rainures en hélice constituées par les/parois des tubes à eau voisins. Ces hélices sont, de préférence, reliées méta- lliquement aux tubes de manière à assurer une conduction efficace de la chaleur absorbée vers les parois des tubes.
La liaison métallique peut se faire d'une façon quelconque, y compris par soudure par points aux points de contact entre les hélices et les tubes à eau. En outre de cette liaison métallique directe entre les hélices et les tubes, on les
<Desc/Clms Page number 8>
recouvre, de préférence, d'un revêtement galvanisé . Le métal galvanisant se loge dans les crique et dans les interstices entre les tubes et aux points de contact des hélices 40, en augmentant ainsi la surface de la liaison conductrice de la chaleur.
On peut placer, de la même façon, des hélices supplémentaires 40a, sur la surface intérieure de la chambre de combustion, dans le passage de sortie des gaz constitué par les parois extérieures de la chambre de mélange 38 et les parois intérieures de la chambre de combustion 18.
L'espacement des groupes 10 et 11 de tubes à eau et la fixation des hélices 40, absorbant la chaleur, dans le passage 12, à un groupe de tubes seulement permet d'enlever facilement de la chaudière les groupes séparés de tubes et de les y replacer sans avoir à déplacer l'autre groupe. Par/exemple, on peut retirer de la chaudière le groupe intérieur 10 de tubes à eau, simplement en enlevant la plaque de fermeture 15, avec le système de brûleur qu'elle porte et en débranchant les raccords 32. Ceci fait, on peut retirer,tout le groupe intérieur avec les hélices absorbant la chaleur qui y sont fixées.
Pour constituer un support régulier pour le groupe intérieur de tubes à eau et pour faciliter son enlèvement et sa mise en place, on peut fixer une ou plusieurs barres métalliques 41 sur la surface intérieure du groupe extérieur
11 de tubes à eau. On a représenté sur le dessin quatre de ces barres 41. Toutefois, on peut en changer le nombre .pour satisfaire aux conditions.
A la place des hélices 40, on peut souder ou autrement fixer métalliquement sur les tubes à eau des éléments séparés, sous forme de bpucles ouvertes 42, comme
<Desc/Clms Page number 9>
on le voit sur la figure 4. Ces deux types représentés d'éléments absorbant la chaleur permettent librement la dilatation et la contraction des tubes à eau et ils ne gênent sensiblement pas l'écoulement des gaz de la chambre de combustion 18 à la chambre de sortie 21.
Bien que l'on ait décrit l'invention dans le cas particulier d'une chaudière a tubes à eau à chambre de combustion rentrante, il est évident que l'on peut modifier le nombre des groupes de tuoes et leurs disposition sans sortir du cadre de l'invention. Il est, en outre, évident que l'on peut également modifier, sans davantage sortir de ce cadre, la forme ou la disposition des éléments en saillie conduisant et absorbant la chaleur, fixés à un ou plusieurs groupes de tubes.