Réchauffeur d'eau d'alimentation pour chaudières de locomotives et autres. La présente invention a pour objet un réchauffeur d',eau d'alimentation pour cliau- dières de locomotives et autres, dans lequel l'eau<B>à</B> réchauffer baigne un faisceau hori zontal de tubes de vapeur de réchauffage, ce réchauffeur présentant la, particularité qu'une caisse contenant l'eau<B>à</B> réchauffer est en communication -constante avec l'atmosphère, la vapeur utilisée pour le réchauffage pou vant être soit une partie de la vapeur d'échap- -Pement de la machine, soit des vapeurs rési duelles.
Au dessin annexé, donné<B>à</B> titre -dexemple: La fig. <B>1</B> est une coupe longitudinale sui vant la ligne X-X (fi-. 2) d'une forme d'exécution du réchauffeur d'eau d'alimenta tion suivant l'invention, destinée par exem ple<B>à</B> une locomotive; La figo. <B>-9</B> en est une vue -en plan corres pondante; La fig. <B>3</B> en est une -coupe transversale suivant la ligne Y-Y (fig. 2), La fig. 4 en est une seconde coupe trans versale -suivant la ligne Z-Z (fig. 2);
La fig. <B>à</B> montre schématiquement cette forme d'exécution munie d'un dis-positif de mise en<U>communication</U> rapide du réchauf feur avec l'atmosphère- lorsqu'une poche de vapeur s'est formée brusquement, alors que le niveau avait baissé clans le tender de la loco motive; La fig. <B>6</B> -est une coupe verticale axiale suivant la ligne T-T (fig. <B>7),</B> d#un régula teur de température -combiné avec le réchauf feur;
La fig. <B>7</B> en lest une coupe horizontale correspondantesuivant <B>la</B> ligne V-V (fig. <B>6);</B> La fig. <B>8</B> est une coupe, tra.nsvcrsale d'une variante de réchauffeur munie 4'une paroi latérale mobile; La fig. <B>9</B> est une demi-coupe transversale d'une variante de réchauffeur munie -d'une paroi supérieure mobile.
Le réchauffeur d'eau d'alimentation re présenté aux fig. <B>1 à</B> 4 comporte une caisse rectangulaire<B>1</B> en tôle, dont les dimensions varient suivant l'emplacement disponible, puis une plaque percée avant 2, boulonnée sur la,cornière <B>8</B> de la caisse<B>1</B> avec interposition d'un joint 4, ensuite une plaque percée ar rière<B>5,</B> puis un faisceau de tubes<B>6,</B> disposés horizontalement, sertis dans les trous des deux plaques 2 et<B>5,</B> en outre unes boîte de vapeur avant<B>7</B> cloisonnée<B>à</B> l'intérieur et boulonnée sur la plaque avant 2, avec inter- po#s;
!tion d'un joint<B>8,</B> et enfin une boîte de vapeur arrière<B>9</B> cloisonnée<B>à</B> l'intérieur et boulonnée sur la plaque arrière<B>5</B> avec inter position d'un joint<B>10.</B>
La plaque arrière<B>5</B> du<B>f</B> aisceau tubulaire<B>6</B> est montée librement -dans la caisse<B>1</B> du ré chauffeur et, par conséquent, la dilatation des tubes<B>6</B> se fait librement,.
Une tubulure<B>13</B> (fig. 2 et 4) prévue au sommet de la caisse<B>1</B> du réchauffeur met eelle-ci encommunication constante avec l'air libre, afin d'évacuer -non seulement l'air qui pourrait retarder le remplissage de la caiss(#, mais également l'acide carbonique mélangé d'air dégagé par l'eau lorsqu'elle est réchauf fée, ce qui a pour effet de diminuer très sen siblement les corrosions des tôles de la chau- ilière.
Cette tubulure<B>13</B> peut être pourvue dLin dispositif de mise en communication rapide avec. l'atmosphère lorsqu'une poche de vapeur se forme brusquement alors que le niveau a b-a,iss6 dans l,abâjelle #d'eau d'alimentation. Ce dispositif, représenté en fig. <B>5,</B> comporte un tuyau-<B>33</B> de l#arge section entourant la tubu lure prolongée<B>13</B> d'évacuation d'air et de vapeur montée sur le réchauffeur 34. La tubulure prolongée<B>13</B> est elle-même percée de trous<B>37</B> sur une partie de la longueur.
Si l'on suppose le niveau de l'eau dans la bâche d'alimentation<B>35,</B> le tender de loco motive par exemple, en<I>AB,</I> le niveau d'eau -dans les parties<B>13</B> et,<B>33</B> s'établira, sur le même plan horizontal en CD.
Si lon <B>-</B> suppose maintenant que la. tem pérature se soit élevée dans le réchauffeur et dépasse<B>100'</B> et qu'une poche de vapeur se soit formée<B>à</B> la partie supérieure du réchauf- feuT entre les plans ab et cd, la, tension de vapeur de cette poche tend<B>à</B> refouler Peau dans la bâche d'alimentation et<B>à</B> faire mon- ter la -colonne d'eau<B>h</B> dans la tubulure pro longée<B>13.</B>
Si la tubulure prolongée 13 n'était pas percée, l'eau de<B>la,</B> bâche d'alimentation ne pourrait revenir -dans le réchauffeur que lorsque la pression de la, poche de vapeur au rait, acquis une valeur suffisante pour ame ner-<B>le</B> bouchon d'eau lè. jusqu'au-dessus du nivea-Li GII, ce -qui peut demander un temps assez Iong. Grâce aux trous â7 percés dans la tubulure prolongée<B>13,</B> le bouchon d'eau li se déverse dans le tuyau<B>33.</B>
Le réchauffeur se trouve ainsi constant- nient remis en communication avec l'atmos phère et l'équilibre de pression constamment maintenu dans le réchauffeur.
L'eau contenue dans l'espace anuulaire éntre les deux parties<B>13</B> et<B>33</B> s'écoule pax la tubulure<B>1.3</B> dans le réchauffeur et le niveau commun entre Peau de la bâche d'alimenta tion<B>35,</B> le réchauffeur 34 et les parties tubli- laires <B>13</B> et<B>33</B> se rétablit sur le plan AB-CD.
Entre la partie inférieure du faisceau tubulaire<B>6</B> et le fond 14 de la caisse<B>1,</B> se trouve ménagé un espace libre<B>15</B> destiné<B>à</B> rteevoir les dépôts entre deux lavages consé- cutifs du réchauffeur. Ces dépôts se trouvant dans une partie inerte du réchauffeur ne nuisent aucunement au réchauffage et sont évacués au moment (lu lavage par un grand regard de nettoyage<B>1.6.</B>
Ce regard comporte une plaque de Tegitrd fixée par des éerous borgnes<B>17 à</B> une bride correspondante 16a du fond 14 de la, caisse<B>1</B> ainsi qu'il est représenté, avec interposition d'une gax1liture, <B>16b</B> résistant,<B>à</B> de l'eau chaude<B>à 100',</B> mais il pourrait, aussi com porter une poche<B>à</B> tartre maintenue par un étrier.
La plaque de regard porte un robinet<B>à</B> boisseau<B>1.8</B> qui sert<B>à</B> la vidange- du réchw.if- feur -et permet d'éviter tous inconvénients en cas de gelée.
Des bouchons de lavage<B>19</B> pour l'intro duction de la lance<B>de</B> nettoyage sont placés sur une paroi latérale de la -caisse 1,de telle sorte que le jet de lavage puisse trouver un passage libre entre les tubes<B>6 -</B> et arroser toute la surface -du faisceau tubulaire.
Lorsque l'installation s'y prête, des bou clions de la-vage analogues peuvent être égale ment placés sur la paroi supérieure de la cais'se du réchauffeur.
Ces bouclions de javage -sont du typé in diqué au dessin; ils -consistent en une plaque obturatrice combinée avec une contre-plaqué 21 et une, tige centra-le <B>à</B> écrou<B>20.</B>
Leur man#uvre est très simple et. extrê mement rapide; il suffit de desserrer l'écrou <B>-90</B> -et de retirer la contre-plaqué<B>9,1;</B> le bou chon s'ouvre vers l'intérieur. Les dimensions et les<B>f</B> ormes de ces bouclions ont été calcu lées et étudiées de telle sorte qu'ils peuvent- démasquer l'orifice sans pouvoir tomber, res tant -constamment retenus par le f aisceau tti- bulaire <B>6.</B>
L'arrivée de la, vapeur de réchauffage est prévue en<B>Il à</B> la partie supérieure de lit boîte de vapeur avant<B>7.</B> Cette vapeur em- pruiite la partie supérieure du faisceau tubu laire qui se trouve au-dessus (lu cloisonne ment clé la boîte de vapeur avant<B>7</B> pour se rendre dans la partie, supérieure de la boîte de vapeur arrière<B>9.</B> La vapeur emprunte en suite la partie médiane du faisceau tubulaire qui se trouve au-dessus dit cloisonnement de la boîte de vapeur arrière<B>9</B> pour se rendre dans la partie inférieure de la boîte de- va peur avant<B>7</B> -et,
par la partie inférieure du faisceau tubulaire oit elle achève de se con denser, elle se rend dans la partie i nférieure de<B>la,</B> boîte de vapeur arrière<B>9.</B>
La partie inférieure de la boîte de vapeur arrière<B>9</B> est., munie d'une plirge 12 pour l'évacuation de Veau de condensation. Cette purge se compose d'un tube 12a -solidà#ire'de la boîte de vapeur<B>9</B> et traversant la paroi correspondante de la caisse par une bride<B>12b</B> a-#-ec une garniture 1213 pour eau<B> </B> chaude à 100' maintenue en place au moyen d'un presse-joint <B>12d.</B>
Grâce aux cloisonnements des boîtes'de vapeur 7 et<B>9,</B> la vapeur de r6chauffage- effec tue des -circuits, multiples<B>à</B> Fintérieur de l'eau<B>à</B> réchauffer -et se condense progressive- ment<B>jusqu'à</B> condensation- tota;l#e., Se trou vant constazument guidée par le faisceau tu bulaire et l'évacuation de 1%au de condensa tion se faisant librement-, la vapeur conserve toute sa vitesse, -ce qui a pour effet une meil leure utilisation des calories qu'elle contient.
De plus, la vapeur circule<B>à</B> l'intérieur clé l'eau<B>à,</B> réchauffer, de telle sorte que -,cette dernière absorbe ainsi intégralement tolites les calories dégagées par la vapeur en se con densant.
L'arrivée d'eau froide an récliauffeur se fait<B>à</B> la partie inférieure de la caisse en 221 au voisinage de l'endroit d'évacuation de l'eau de condensation<B>en</B> 12 du faisceau tubu laire<B>6,</B> ce qui a pour effet de créer une aspi ration<B>à</B> l'extrémité du -circuit que parcourt la vapeur de r6cliauffage et d'augmenter ainsi la vitesse de circulation de cette dernière.
La prise d'eau chaude se fait en<B>23 à</B> la partie supérieure de la eaisse du réchauffeur et près de l'arrivée de la vapeur de récliauf- fage en<B>11.</B>
Les par-cours de l'eau et de la vapeur sont donc, en quelque sorte, inversés l'un de l'autre, ce qui favorise les échaDûes de ehaleur.
Le réchauffeur décrit est capable de por ter en trois ou quatre minutes<B>à</B> une tempéra ture de<B>90' à 98'</B> -centigrades une quantité supérieure<B>de</B> plus de<B>10</B> 'A de la quantité d',ea,u maximum que la, chaudière peut vapo riser dans le même temps et en n'employant <B>à</B> cet effet qu'une très faible<B>-</B> quautft6 & la vapeur utilisée pour le récliauffage, cette quantité étant variable et restant en tous cas inférieure au '/r, de l'échappement total lors- quion emploie pour le réchauffage la vapeur d'échappement de la machine.
Cette élévation très rapide de<B>la</B> température de l'eau d'ali- m,entation amène un détartrage énergique. Ce détartrage, ainsi que l'évacuation. préalable de-l'air et de l'acide carbonique de l'eau d'ali- ffientation,
ont pour effet de r6du ire dans de très fortes proportions les incrustations et les corrosions<B>de</B> la chaudière et d'améliorer son reÜdement. L'en-semble des dispositions décrites ci- dessus permet d'obtenir<B>ce</B> détaxtrage, considé rable et cette évacuation<B>de</B> l'acide carbonique et de Pair, préalablement<B>à</B> l'introduction de l'eau dans lachaudière et-, par suite, une éco_' n-omie considérable de cette dernière, tout en maintenant entier le coefficient d'activité thermique du réchauffeur.
En effet: a) La caisse<B>1</B> du réchauffeur constitue un véritable bassin de décantation où l'eau circule<B>à</B> une faible vitesse; par suite de. la prise d'eau de la pompe, qui se fait en<B>23 à</B> la, partie supérieure du réchauffeur, Pentraîne- ment des bolles dans la. chaudière est totale ment évité; <B>b)</B> La, pression dans le réchauffeur ne<B>dé-</B> passant pas<B>300</B> grammes et la température de l'eau étant d'environ<B>100</B> '# les tartres formés ne se durcissent pas;
c) L'acide carbonique formé dans<B>le,</B> ré- chauff eur est évacué<B>à</B> l'air libre par la tubu lure<B>13,</B> comme il a été ditet ne pénètre donc pas dans'la chaudière;
(1) Les dilatations et con-tractions succes sives du faisceau tubulaire détachent les pa-r- ticules de tartre déposées sans adhérence<B>à</B> l'e-,dérieur des, tubes<B>6</B> au sur les parois de la #caisse <B>1.</B> Le faisceau étant horizontal ces particules n'étant pas guidées, glissent ou tombent sur le fond 14<B>de</B> la caisse<B>1</B> prévu pour les recevoir, de telle sorte que le toeffi- cient d'activité thermique du réchauffeur reste constamment maintenu.
Iiexpulsion des dépôts est facilement faite par l'ouverture du regard de nettoyage <B>16</B> et le nettoyage complet,du faisceau<B>6</B> et des parois de -la caisse<B>1</B> s'effectue commo dément par un jet 'd'arrosage dirigé -par les ouvertures des bouchons de nettoyage<B>19.</B>
En cequi concerne l'admission de la va peur dans le réchauffeur, il s'effectue par l'intermédiaire -d'un régulateur de tempéra ture indiqué en<B>36 à</B> la fig. <B>5,</B> qui règle auto matiquement la quantité de la vapeur de ré chauffage,<B>à</B> admettre dans le faisceau fitbu- laire du réchauffeur, en proportion du vo lume de Peau<B>à</B> réchauffer dans un temps donné et de telle sorte que <B>la,</B> température de cette eau ne dépasse pas<B>100'.</B>
Ce régulateur est représenté en détail aux fig. <B>6</B> et<B>7</B> et comporte un tiroir annulaire distributeur 24 solidaire d'un piston moteur <B>25,</B> cet ensemble de parties étant mobile dans une lanterne verticale<B>26.</B> Le piston moteur 25 reçoit sur sa face supérieure<B>27</B> la pression de la vapeur de réchauffage dans la conduite d'amenée de vapeur<B>28</B> au réchauffeur. Sa face inférieure<B>29</B> est<B>à</B> la, pression atmosphé- riqu#e par Pouverture <B>30</B> et subit l'action,<B> & </B> bas en haut, d'un ressort,<B>31</B> équilibrant le poids des parties 24,<B>25.</B>
Dès que la température se rapproche -le <B>10.0 '</B> dans le réchauffeur, la pression aug mente dans la conduite d'amenée de vapeur de réchauffage <B>28.</B> Cette sui-pression sur lit face supérieure<B>27</B> du piston moteur<B>25</B> eom- pense l'effet du ressort<B>31</B> et fait descendre le tiroir distributeur 24 qui ferme les ori fices<B>32</B> de passage de la vapeur (le réchauf- f agge.
Lorsque<B>la,</B> température baisse dans le réchauffeur et que, par suite, la prezsioii di minue dans la conduite<B>28,</B> le ressort<B>31</B> sou lève les parties 24,<B>25</B> Pt permet une admis sion plus grande (le vapeur au réchauffeur.
Le fonctionnement de l'ensemble du ré- ellauffeur décrit est le suivant.
L'eau se rend pax gravité du tender de la locomotive dans le réchauffeur où elle baiglie le faisceau tubulaire<B>6.</B> La condensation de vapeur produite dans le faisceau détermine un -appel de la vapeur utilisée pour le ré- chauffage. La, vapeur de réchauffage appe lée est dérivée dans le réchauffeur au moyen d'un volet de captation et de direction appro prié disposé dans le tuyau d'échappemenf des vapeurs utilisées<B>à</B> cet effet. Cette va peur est admise, dans le faisceau de tubes<B>6</B> <B>à</B> travers le régulateur de température décrif.
L'arrivée, continu-elle d'eau froide dans le voisinage de la purge d'évacuation de l'eau qui s'estcondensée dans le faisceau tubulaire maintient la tension de la vapear dans<B>le</B> faisceau au-dessous (le la valeur qu'elle a cl-ans le tuyau d'échappement et, par consé- quent, produit une aspiration de cette vapeur vers le réchauffeur où le régulateur l'admet en quantité variable suivant le volume de l'eau<B>à</B> réchauffer dans<B>le</B> temps donné, vo lume qui varie suivant le débit pour lequel le mécanicien a réglé; Ja pompe alimentaire<B>à,</B> eau chaude, par conséquent, suivant les be soins de la machine.
Contrairement aux systèmes de récliauf- feurs connus, ce n'est qu'après avoir été ré chauffée que l'eau est refoulée dans la ellau- dière par la, pompe que le mécanicien a. mise en marche dès que la température dans le réchauffeur<B>%</B> atteint<B>85 '</B> et qu'il n'atira pas <B>à</B> arrêter pendant le temps de la marche de la machine, non plus qu'à en modifier l'al- hire s'il l'a bien réglée pour le débit corres pondant au travail qu'elle doit effectuer.
En dehors des bouchons de lavage, dont on a parlé plus haut, les parois supérieuire et laférale de la caisse dii réchauffeur peuvent être disposées de manière<B>à</B> pouvoir s'enlever, f#n déco-Livrant la, face correspondante du faisceau tubulaire.
Ces parois amovibles peu vent facilement et rapidement s'enlever sans qu'il soit nécessaire de démonter le récha.uf- feur. Des variantes (le réchauffeur ainsi ëta- blies avec des parois latérale ou supérieure amovibles sont représentées aux fig. <B>8</B> et<B>9.</B> Dans les deux cas, les parois amovibles for- niant portes de lavage ou de nettoyage sont- constituées par une phique en tôle<B>38</B> fix(,
.e sur le corps de la caisse du réchauffeur par un certain nombre de boulons pivotants<B>39</B> rapidement démontables, cette plaque de<B>tôle</B> s'encastrant par un rebord coudé dans une rainure 40 munie d'un joint 41.
La fig. <B>8</B> montre que, dans le cas d'une paroi mobile latérale, les tubes<B>6</B> du faisceau sont disposés en rangées horizontales de telle façon qu'il est possible de passer une raclette entre les rangées hori zont -ales de tuber pour le nettoyage.
La fig. <B>9</B> montre que, dans le cas d'une paroi mobile supérieure, les tubes<B>6</B> sont dis posés en rangées verticales de telle façon qu'il est possible de passer une raclette entre les rangées verticales de tubes.