Chaudière. La présente invention se rapporte aux générateurs de vapeur ou aux réchauffeurs d'eau du genre comprenant une chambre d'eau annulaire de laquelle des tubes d'eau fermés à une extrémité ou doigts partent radialement vers l'intérieur d'un espace de chauffage par lequel des gaz chauds vont d'un passage d'ad mission, d'un brûleur à combustible liquide ou d'une autre source de chaleur à l'une des extrémités du générateur ou du réchauffeur vers une sortie située à l'autre extrémité de ce dernier.
Le but de l'invention est de fournir une chaudière du genre décrit dans - lequel le transfert de la chaleur des gaz chauds ou produits chauds de la combustion à l'eau sera amélioré.
Selon l'invention une sortie centrale est prévue pour les gaz chauds à l'extrémité su périeure de la chaudière de vapeur ou réchauf feur d'eau et une chicane ou bouchon prati quement cylindrique est disposé centralement dans l'espace de chauffage, sa paroi étant ad jacente aux extrémités des doigts. La chi cane-ou le bouchon peut être formé soit par tiellement, soit entièrement de matière réfrac- taire ou peut être fait entièrement en métal. De plus, la chicane peut être supportée soit rigidement, soit de manière. non rigide uni quement par une tige ou un organe analogue partant d'un pont au sommet de la chaudière ou peut de plus reposer à son extrémité in férieure sur un support approprié.
Lorsque l'extrémité inférieure du bouchon ou de .la chicane est également supportée. cette partie peut être faite d'un métal réfrac taire ou d'une autre matière réfractaire et la partie supérieure de métal ordinaire, les deux parties étant reliées l'une à l'autre d'une ma nière convenable quelconque, tandis que, lors que la chicane ou le bouchon est supporté d'une manière rigide on non rigide unique ment à partir du sommet de la chaudière, il peut être formé entièrement soit de métal brdinaire, soit de matière réfractaire.
Dans quelques cas -la chicane ou le bou chon peut présenter un ou plusieurs passages par lesquels l'air peut être admis dans l'es pace de combustion. Si on le désire, un ser pentin de surchauffage petit être prévu ; un tel serpentin, au lieu d'être disposé -concentrique ment à -l'espace dTeau -comme jusqu'ici, peut être disposé au-dessus des tubes d'eau à ex trémité fermée et de préférence de faon à s'étendre dans un couvercle ou dôme fixé au sommet de la chaudière.
Dans cette construc tion la sortie des gaz est judicieusement ar rangée dans la paroi latérale du dôme et une ouverture centrale est ménagée dans ce der nier pour permettre l'enlèvement du bouchon, cette ouverture étant normalement fermée par une plaque-couvercle à laquelle ce bouchon est suspendu.
Lorsqu'un serpentin de surchauffage est prévu comme cela a été décrit ci-dessus, la partie supérieure de l'espace de chauffage de la chaudière peut présenter un diamètre lé gèrement réduit là où elle l'entoure, tandis que, quand un serpentin de surchauffage n'est pas prévu, la portion de l'espace de chauffage qui se trouve au-dessus des doigts présente de préférence un diamètre considérablement réduit de façon à former un passage central servant à la sortie des gaz, communiquant avec titi tuyau de sortie et par lequel le bou chon peut être retiré, lorsqu'on le désire.
Quand de la chaleur est fournie à la clieiu- dière au moyen de gaz chauds amenés à cette dernière à l'extrémité inférieure, le passage d'admission pour ces gaz chauds est de pré férence formé de façon qu'un mouvement cir culaire autour de la chicane tende à être com muniqué à ces gaz chauds en plus de leur mouvement longitudinal sur les doigts le long de la chaudière. Dans ce but une surface guide ou passage-guide pratiquement hélicoï dal est formé dans un organe à l'une des ex trémités de la chaudière, les gaz chauds étant amenés à cet organe ou dans ce dernier ; l'axe de l'hélice coïncide de préférence avec celui de la chaudière.
De plus, une valve ou un organe équiva lent peut être prévu grâce auquel on peut guider nue partie des gaz chauds ou l'ensemble de ces derniers de façon qu'ils ne traversent pas la partie de la chambre centrale dans laquelle les doigts se trouvent (by-pass). Une manière d'obtenir ce résultat est de prévoir une valve à deux voies dans le tuyau d'ame née des gaz chauds, à l'extérieur de la chau- dière; on peut régler par là les quantités re latives de gaz chaud passant respectivement dans la chaudière et dans un passage "by-pass .
Dans une autre disposition, la chicane peut avoir une forme tubulaire et peut fonctionner comme passage "by-pass", une valve étant prévue pour commander les quantités relati ves des gaz qui passent respectivement dans la chicane tubulaire et autour de celle-ci.
Dans cette disposition la chicane tubulaire peut agir elle-même comme valve et peut dans ce but être déplacée longitudinalement de façon qu'à une position elle repose sur un organe qui ferme l'une de ses extrémités, si bien que tous les gaz chauds sont obligés de passer dans l'espace environnant où se trou vent les doigts, tandis<B>qu'à</B> l'autre position elle ferme la communication entre cet espace et le passage de sortie et constitue elle-même le seul passage de communication entre l'en trée et la sortie, par lequel tous les gaz chauds sont ainsi obligés de passer.
L'organe sur le quel la chicane tubulaire est destinée à re poser, lorsque tous les gaz chauds doivent passer autour d'elle, peut être de forme co nique, tandis due let sortie des gaz est co axiale à la chicane et a un tel diamètre qu'elle constitue pratiquement un joint étan- clie aux gaz avec le. sommet de la chicane, quand celle-ci est levée. De cette façon la chicane tubulaire: fonctionne à la façon d'une valve au moyen de laquelle on peut faire va rier, comme on le désire, les quantités rela tives de gaz chauds passant en elle et dans l'espace annulaire où se trouvent les doigts.
L'invention peut être réalisée de diffé rentes manières, mais cinq constructions diffé rentes selon la présente invention sont repré sentées de faon quelque peu schématique, à titre d'exemple, sur le dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe v eeticale par l'axe longitudinal d'une chaudière dans laquelle la chicane est formée partiellement de matière réfractaire et partiellement de métal, tandis qu'un passage "by-pass" est prévu à l'exté rieur du générateur pour qu'on puisse faire passer tout ou partie des gaz chauds en de hors du générateur ;
La fig. 2 est une vue, semblable à la fig. 1, d'une autre forme de chaudière, dans laquelle un serpentin de surchauffage est prévu; La fig. 3 est une coupe verticale par l'axe longitudinal d'une autre forme de chaudière, dans laquelle aucun.serpentin de surchauffage n'est prévu; La fig. 4 est une vue, semblable à la fig. 3, d'une autre forme de chaudière, dans laquelle de l'air peut être envoyé dans la chambre de combustion par la chicane ;
La fig. 5 est une coupe verticale d'une construction de chaudière, dans laquelle la chicane est tubulaire et constitue un passage "by-pass" par lequel on peut faire passer tout ou partie des gaz chauds de la chaudière, si on le désire.
Dans la construction que montre la fig. 1 la chaudière comporte une chambre d'eau an nulaire formée de deux organes cylindriques A, Al reliés à leurs extrémités par des pla ques terminales A2 et A3.
L'organe intérieur<B>AI</B> porte une série de tubes d'eau coniques fermés à une extrémité ou doigts B faisant saillie radialement vers l'intérieur à partir de l'organe Al dans un espace central de chauffage dans lequel les gaz chauds ou produits chauds de la combus tion sont destinés à passer, ces tubes étant disposés de manière à laisser des espaces entre eux. L'organe intérieur Al a judicieusement un diamètre réduit à son extrémité supérieure, comme cela est indiqué en A4, pour consti tuer un passage de sortie pour les gaz.
La chambre d'eau annulaire repose sur une base C qui est munie d'une garniture Cl de matière réfractaire et qui contient un or gane D ayant la forme d'un bouchon, exécuté en matière réfractaire et présentant une sur face de guidage Dl pratiquement hélicoïdale pour les gaz cbauds entrant par un tuyau d'amenée D2. Un brûleur à combustible li quide pourrait aussi être prévu, si on le dé sire, comme cela est indiqué en D3. La surface guide hélicoïdale tend à obliger les gaz entrant dans la chaudière à circuler autour de l'es pace central lorsqu'ils traversent ce dernier.
L'organe D présente un bossage creux destiné à former un -support pour la partie inférieure d'une chicane creuse E montée dans l'espace central du générateur et ayant-mi diamètre tel que sa paroi soit à proximité des extrémités intérieures des doigts B ; le bossage D4 s'adapte à la partie. centrale<B>Et.</B> La chicane creuse E comprend une partie in férieure E2 faite de matière réfractaire et une partie supérieure E3 exécutée en métal.
L'ex trémité inférieure de la partie supérieure E3 s'adapte à l'extrémité supérieure de la partie inférieure<B>E'</B> et est reliée à celle-ci par une cheville .El ou par des organes analogues.
La partie supérieure de l'organe E3 a une -orme conique et est supportée par une tige filetée verticale F dont l'une des extrémités est en prise avec un bouchon E' logé dans l'extré mité supérieure de l'organe E, tandis que son autre extrémité est fixée à un pont FI dis posé en travers de l'extrémité supérieure du passage de sortie g4.
Cite chicane cylindrique G est disposée dans l'espace d'eau de façon à s'étendre pra tiquement sur tout le pourtour de celle des parties de l'organe cylindrique intérieur .Al dans laquelle les doigts B sont disposés, et à aider ainsi à la circulation de l'eau qui tendra à s'élever à l'intérieur de la chicane G et à descendre en dehors de celle-ci. Un tuyau perforé 91 collecteur de vapeur est disposé à l'extrémité supérieure de l'espace d'eau et de vapeur.
Le passage d'amenée D= communique avec un passage "by-pass"<I>D';</I> des valves D', <I>D'</I> reliées l'une à l'autre sont prévues pour com mander respectivement les passages D2, <I>.D5</I> et sont destinées à être manceuvrées simul tanément par un levier D8, dé façon à faire varier les quantités relatives de gaz chauds qui passent respectivement dans le générateur ou réchauffeur d'eau et dans le passage ;;by- pris" D5.
Ces valves sont reliées l'une à l'autre et sont disposées de façon que, lors -que l'une est entièrement ouverte, l'autre est entièrement close.
Dans la seconde construction représentée sur la fig. 2 le générateur de vapeur com- prend des organes cylindriques intérieur H1, <I>H=</I> et extérieur<I>H,</I> reliés à leurs extrémités par des brides de façon à enclore un espace annulaire de vapeur- et d'eau. Des tubes d'eau à extrémité fermée ou doigts J font saillie radialement vers l'intérieur, de la paroi de l'organe H' dans un espace central de chauf fage dans lequel les gaz chauds sont destinés à passer.
Au-dessus de l'organe intérieur Hl se trouve un passage de sortie H2 de diamètre légèrement réduit; un serpentin de surchauf- fage K est disposé dans cette partie de dia mètre réduit et s'étend jusque dans une boîte à fumée H3 ayant la forme d'un dôme et mon tée au sommet de la chaudière.
L'organe H3 en forme de dôme présente une sortie laté rale H4 pour les gaz et une ouverture cen trale normalement fermée par uni couvercle amovible<I>L.</I> Une chicane cylindrique 31 est suspendue au couvercle<I>L</I> par un organe L\ et est destinée à se trouver dans l'espace central entre les extrémités des doigts J et à obliger ainsi les gaz chauds à passer sur ces doigts et entre ceux-ci.
Le diamètre intérieur du ser pentin. de surchauffage K et celui de l'ouver ture fermée par le couvercle L sont tels qu'ils permettent l'enlèvement dur bouchon 111 par le sommet du dôme H3. Dans la chambre d'eau est disposée une chicane cylindrique 11T destinée à aider la circulation de l'eau comme la chicane G, de la fig. 1. Des tuyaux collecteurs de vapeur N' appro priés sont prévus à l'extrémité supérieure de l'espace d'eau et de vapeur; un tuyau d'ali mentation d'eau A" ai-rive dans cet espace prés de l'extrémité inférieure de ce dernier.
Dans la construction que montre la fig. 3 la chaudière de vapeur comprend une cham bre annulaire d'eauc et de vapeur formée de deux organes cylindriques 0,<B>01</B> reliés à leurs extrémités par des pièces convenables 02, 03. L'organe inférieur<B>01</B> porte une série de tubes fermés à une extrémité ou doigts 04 s'éten dant radialement vers l'intérieur dans une chambre centrale de chauffage dans laquelle passent leu gaz chauds provenant d'une cham bre de combustion-- destinée à la combustion de combustible solide.
La paroi intérieure<B>01</B> présente un diamètre réduit à son extrémité supérieure au-dessus des doigts, en 05, pour former une sortie pour ces gaz. Urre chicane cylindrique l' est disposée dans l'espace cen tral entre les extrémités closes des doigts 04;
elle est formée de matière réfractaire et est suspendue par une tige PI à un pont P dis posé en travers de l'extrémité supérieure du passage de sortie O5. Comme dans les cons tructions précédemment décrites, une plaque- chicane Q est disposée dans la chambre d'eau annulaire pour aider la circulation, tandis qu'un tuyau perforé Q' collecteur de vapeur est disposé dans la partie supérieure de la chambre annulaire.
Un tuyau de sortie 0\' pour les gaz est fixé au sommet de la chacr- dière, comme cela est représenté.
Le générateur de vapeur que montre la fig. 4. est similaire dans une certaine mesure à celui de la fig. 3 et comprend des organes cylindriques R,<I>RI</I> intérieur et extérieur re liés à leurs extrémités par des organes R2, 1?' pour former une chambre annulaire de vapeur et d'eau.
L'organe intérieur RI porte des tubes d'eau fermés à une extrémité ou doigts R4 faisant saillie radialement vers l'intérieur dans l'espace central de chauffage par lequel les gaz chauds passent; il est de dimensions ré duites à son extrémité supérieure en R5, pour former un passage de sortie pour ées gaz.
Urne chicane creuse S est disposée dans l'espace se trouvant entre les extrémités fer rnées des tubes R" et est suspendu à un pont Sr par titi tube S= par lequel de l'air peut être envoyé à l'intérieur de la chicane S.
Le tube S ' est recourbé à son extrémité supé rieure cri S3, et passe à travers la paroi dit tuyau de sortie R<B>'</B> des gaz hors du généra teur, tandis que la paroi terminale inférieure de la chicane S présente une ou plusieurs ouvertures 84 par lesquelles l'air envoyé dans cette chicane par le tube S= petit passer dans l'espace de combustion de la chaudière. Ce dernier est destiné à brûler du combustible solide, par exemple du charbon, dont la com bustion sera aidée par l'air admis par la chi cane creuse.
Urne plaque-chicane cylindrique T est prévue dans la chambre d'eau pour aider la circulation comme dans les constructions précédemment décrites; -un tuyau Ti perforé servant de prise de vapeur se trouve à l'ex trémité supérieure de l'espace de vapeur; une chicane annulaire perforée ou plaque de re jaillissement T2 est située au-dessous du tuyau collecteur de vapeur.
Dans la construction représentée sur la fig. 5 la chaudière comprend une chambre d'eau annulaire formée de deux organes cylindriques U V reliés à leurs extrémités supérieures et inférieures. L'organe intérieur V porte une série de courts tubes d'eau fermés à une ex trémité ou doigts W faisant saillie radiale- ment vers l'intérieur à partir de cet organe dans un espace par lequel passent les gaz chauds ; l'organe V est de dimensions quel ques peu réduites à son extrémité s@rpérieure, comme cela est représenté en Vi, pour former un passage de sortie pour ces gaz.
La cham bre d'eau annulaire repose sur une base X présentant un passage d'admission Xi héli coïdal, ménagé dans cette base et communi quant avec un tuyau d'amenée X2 pour -les gaz chauds ; ce passage pourrait présenter un brûleur à combustible liquide en X3. Comme dans la construction représentée sur la fig. 1, le passage hélicoïdal oblige les gaz chauds à circuler le long de la périphérie de l'espace central lorsqu'ils traversent ce dernier.
Dans l'espace central se trouve une chi cane tubulaire Y déplaçable longitudinale ment, ouverte à ses deux extrémités et ayant un diamètre tel que sa paroi- se trouve à proximité des extrémités intérieures des doigts. A une position telle que représentée en traits pleins sur le dessin l'extrémité infé rieure de cette chicane tubulaire repose sur un organe conique P monté sur la base de la chaudière X et est fermée par celui-ci, de sorte que tous les gaz chauds -provenant du passage hélicoïdal Xi sont obligés de passer par l'espace annulaire dans lequel se trouvent les doigts.
Lorsque la chicane -tubulaire est levée, son extrémité inférieure est ouverte par contre et, à sa position de soulèvement com plet, son extrémité supérieure s'adapte à l'in- térieur du passage de sortie 1F comme cela est représenté en pointillé, sur le dessin. On voit qu'à cette position la communication entre l'espace annulaire, où se trouvent les doigts W, et la sortie Vl est coupée, de sorte que tous les gaz chauds sont obligés de passer dans la chicane tubulaire Y.
A ses positions intermédiaires une partie des gaz chauds passe- dans la chicane tubulaire. et une partie dans l'espace entourant cette dernière, les quan tités relatives de gaz chauds passant dans la chicane et autour de celle-ci dépendant de sa position. On peut élever et abaisser<B>là</B> chi cane tubulaire Y au moyen d'un organe Yi relié à un oeillet de soulèvement Y2 de- la partie supérieure de cette chicane.
L'extrémité inférieure de cette dernière est maintenue, quand elle est à sa position supérieure ou à une position intermédiaire, au moyen d'un organe de guidage compre nant une cheville verticale Y3 montée sur l'organe Ys et portant un organe Y4 présen tant trois plaques radiales Y5 dont les bords' extérieurs s'engagent librement à l'intérieur de l'extrémité inférieure de la chicane Y et agissent ainsi à la façon d'un guide pour maintenir cet organe, quand il ne repose pas sur l'organe conique Ys:
Comme dans les constructions représen tées sur les autres figures, une plaque-chicane cylindrique Z est prévue dans l'espace. d'eau annulaire et s'étend autour de celle des par-' tics de l'organe cylindrique intérieur V qui portent les doigts; elle sert à aider la circu lation- de l'eau qui tend à s'écouler dé bas en haut à l'intérieur de cette chicane et de haut en bas en dehors de celle-ci.
Dans l'une ou l'autre des" constructions' représentées aux fig. 1 ou 5 et où Dun brûleur. à combustible liquide est prévu dans le pas sage hélicoïdal d'admission des gaz, -ce brûleur est 'judicieusement disposé de façon que les gaz -chauds en provenant circulent le long du passage hélicoïdal pour arriver .dans l'espace central et peuvent être utilisés soit . pour constituer un supplément.aux gaz chauds nor malement fournis par une autre source, soit pour les remplacer. _ Un tel appareil est particulièrement ap plicable lorsqu'on utilise les gaz d'échappe ment d'un moteur Diesel ou autre moteur à combustion interne pour produire de la vapeur ou pour réchauffer de l'eau ;
dans ce cas le brûleur à combustible liquide peut être uti lisé pour fournir de la chaleur au générateur avant que le moteur à combustion interne ne soit en marche ou quand ce dernier est hors service.
De plus, lorsqu'un brûleur à combustible liquide est prévu pour être utilisé soit alter nativement avec une autre source de chaleur, soit en plus d'une telle source, une plaque couvercle peut être prévue et être destinée soit à fermer le passage d'admission d'air au brûleur de combustible, qui demeure en posi tion, soit à remplacer ce brûleur et à fermer ainsi l'ouverture dans laquelle ledit brûleur fait normalement saillie.
Il est évident que, quoique l'invention ait été décrite en référence particulière à des chaudières à vapeur, elle peut être appliquée à des réchauffeurs d'eau qui ne sont pas des tinés à engendrer de la vapeur.