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" Dispositif de ildouritd à 1'èard du manque d'eau et des obstructionai pour "h'wdJ} rOLl à vaporisation instantunôo "
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Qualification proposée; BREVET D'INVENTION
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La présente invention concerne un dispositif de s'ou. , rite à l'égard du manque d'eau et des obstructions, pour chaudières à vaporisation instantanée, à tube d'eau et à un ' seul passage,
Parmi les systèmes de sécurité connus jusque présent, certaine reposent sur la mesure directe de la température du fluide, d'autres, sur la mesure du débit de l'eau qui traverse le serpentin.
Les premiers de ces systèmes sont inopérants dans le cas où, par suite d'un défaut d'alimentation ou d'une obstruction locale, il n'arrive pas d'eau à l'organe sensible à la température* Les seconda qui ne peuvent, sana risque de détériorations, être plaoés avant la soupape de vidange de la chaudière, sont inefficaces lorsque cette soupape resté ouverte
Il faut donc au moins un système de sécurité supplémentaire,
Il existe d'autres systèmes de sécurité dont le fonc- tionnement repose sur la mesure de la dilatation du serpentin ou d'une section déterminée de la surface de chauffe.
Ces systèmes échappent aux critiques précédentes mais ils sont peu sensibles et posent des problèmes de réglage en raison des corrosions et des dépôts qui se produisent entre les griffes qui contrôlent la longueur de la portion de serpentin mesurée. Les indications du système s'en trouvent faussées et cela peut conduire à des mises en sécurité inopinées , sans . parler des difficultés d'étalonnage, etc.
Le système suivant l'invention ne présente aucun des inconvénients précités. Il est basé sur un contrôle direct
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de la température du serpentin. A cet effet, suivant l'inven- %ion, l'organe sensible à la température est logé dans un tube soudé à la surface extérieure d'un tronçon de serpentin de la chaudière, à l'enduit le plue exposé à la surchauffe an cas de manque d'eau.
Les détails de réalisation du dispositif et l'exposa de son fonctionnement apparaitront à la lecture de la descrip- tion suivante, illustrée par les dessins sur lesquels Figure 1 est une coupe axiale partielle d'une chaudière à vaporisation instantanée équipée d'un dispositif de sécurité suivant l'invention.
Figure 2 est une vue transversale de la môme chaudière, suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
Figure 3 est une coupe transversale du serpentin et de : la gaine de l'organe sensible à la température, et de la soudure qui les réunit, '
La chaudière représentée est constituée essentiellement' par un serpentin à étages et à spires multiples, constitué d'un tube unique 3, enfermé dans une enveloppe cylindrique 2 entourée d'une deuxième enveloppe 1' et d'une enveloppe exté- rieure 1, le tout reposant sur un socle 10. Dans la parti supérieure de l'ensemble ,dans une région non représentée aux dessins, se trouve un brûleur disposé sur l'axe géométrique ' autour duquel s'enroule le serpentin. Le brûleur envoie dans l'espace embrassé par les spires du serpentin un jet- de flamme dirigé de haut en bas suivant la flèche F.
Le serpentin est parcouru par un courant d'eau qui se réchauffe au fur et à mesure de son passage dans celui-ci, jusqu'à atteindre la température correspondant à la pression de service, Ce réchauffage en phase liquide est ensuite
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complété par uns vaporisation partielle et, en fin de cirouit, le serpentin est parcouru par un mélange d'eau et de vapeur.
Le dispositif de sécurité prévu suivant 1'invention consiste en un tube métallique 4 fermé à une extrémité soudé par une soudure massive 6 au serpentin 3, sur une certaine longueur de celui-ci, à l'endroit le plue exposé à là surchauffe en cas de manque d'eau. Le tube 4 constitue une gaine tubulaire peur un organe sensible à la température (non représenté) tel qu'un bulbe à capillaire ou une cartouche à dilatation avec contact incorporé, un thermocouple, ou tout autre dispositif semblable sensible à la température, relié à un organe extérieur avertisseur et/ou à un organe de commande du brûleur,
Vers l'extérieur de la chaudière,
le tube 4 est prolongé par une manchette 9 à laquelle s'adapte le raooord de liaison du dispositif sensible aux organes qui doivent répondre à ses indications. Dans la région où le tube 4 serait exposé aux gaz chauds de oombustion, entre l'enveloppe 2 et le serpentin 3, le tube 4 passe dans un tube 5 de plus grand diamètre en laissant entre eux un certain jeu, le maintien du tube 4 dans le tube 5 étant assuré par une douille 8 non hermétique. Par une de ses extrémités, le tube extérieur 5 est fixé à la paroi intérieure 2 de la gaine (Il, 2) limitée par les parois 1' et 2 entre lesquelles passe, pour y être préchauffé, l'air oomburant amené au brûleur.
Au point de fixation du tube 5 à la paroi 2, il existe autour du tube 4 un passage annulaire qui, du cote du centre de la chaudière, n'est pas complètement fermé par la garniture 8. Ainsi, une petite quantité d'air comburant relativement frais peut n'écouler de la gaine 1', 2 dans la chambre de combustion où se trouve le serpentin
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(suivant les flèches f, f'), ce qui refroidit le tube 4 et l'empêche de se détériorer,
La soudure du tube porte-bulbe sur le tube du serpentin est faite très soigneusement afin d'assurer un contact aussi parfait que possible entre les deux tubes monte de cette manière et exposé directement à la flamme, l'organe sensible indiquera une température très voisine (différant de 20 C au maximum)
de celle de l'eau contenue dans le tube.
Comme le tube est exposé à la flamme de la même manière que le serpentin, il tend à se réchauffer très rapidement.
Comme, d'autre part, cetube est en contact intime avec le serpentin grâce a la soudure, les températures du tube porte- bulbe et du serpentin tendent à s'équilibrer,
Si la'partie du serpentin à laquelle est fixé le tube 4 est le siège d'un écoulement d'eau continu, et si l'alimentas tion diminue, la température de l'eau augmente, ou le flux d'eau sera remplacé par un flux de vapeur et d'eau, et l'organe sensible réagit à l'augmentation de la température. S'il arrivait que la quantité d'eau devant alimenter la chaudière devint insuffisante - la quantité d'eau contenue dans le mélange vapeur-eau tendrait à diminuer ! la transmission de chaleur diminuerait alors et la température de l'organe sensible augmenterait immédiatement.
Si la chaudière venait à être mise en service sans aucune alimentation en eau, la montée en température de l'orga- ne sensible serait très rapide, intervenant presqu'instantané- ,ment pour arrêter le fonctionnement du brûleur bien avant qu'une température dangereuse n'ait pu se produire sur les surfaces de chauffe..
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Le dispositif interviendrait également si, pour une raison quelconque, la chaudière était encrassée par des incrustations ou des dépôts internes quelconques. On sait que les dépôts sur les parois chauffées d'une chaudière diminuent le coefficient de transmission thermique. De ce fait, la paroi du serpentin, et de même la parut du tube porte-bulbe s'échaufferont et le mécanisme de sécurité fonctionnera.
La chaudière étant en marche, on réglera le dispositif sensible à la température de manière à faire intervenir une alarme et une mise à l'arrêt de la chaudière dès que la température dépasse de 10 degrés la température de réglage correspondant au fonctionnement normal.
Le dispositif sensible à la température sera choisi à action positive en sorte qu'en cas de détérioration, son fonctionnement soit assuré dans le sens de la sécurité.
. Si la sécurité doit être doublée, on peut sans inconvénient placer un deuxième dispositif de sécurité identique,