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Perfectionnements aux appareils pour retirer les dépôts calcaires des chaudières La. présente invention se rapporte à des perfectionnements ap- portés auxappareils servant à retirer les dépôts calcaires des chaudières.
L'appareil peut fonctionner par la pression de l'eau ou de la vapeur ; il est établi de façon que les boues calcaires ne puissent s'accumuler autour du robinet d'évacuation pendant dopération de purge. Le calcaire est retiré par une série d'ori- fices d'éjection qui fonctionnent successivement en commençant par le robinet purgeur, de. façon que celui-ci ne puisse être obs- trué par l'accumulation de matières calcaires.
'appareil est applicable à tous les types de chaudières à vapeur; on l'a représenté et décrit ici comme adapté à une chau- dière de locomotive ou de tracteur, parce[que ce genre de chaudière est plus facilement envahie par les 'dépôts calcaires qu'une chau- dière fixe qu'on peut toujours alimenter avec de l'eau plus ou moins épurée.
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Ires dessins ci-annexés représentent: figol, vue par côté, une chaudière de locomotive avec certai- nes parties extérieures enlevées et des parties en coupe, pour montrer le nouvel appareil en place; fig.2, une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figol; fig.3, une coupe horizontale centrale de la chaudière et de la boîte à feu, sans les tubes à fumée, pour montrer l'appareil en place; fig,4., une vue perspective d'une partie de l'appareil retiré de la chaudière; fig.5, une coupe longitudinale à échelle agrandie, d'une des tuyères employées; fig.6, une vue par côté de la. chambre de soupape à grande échel- le; fige 7, une vue par bout de cette chambre;
fig.8, un fragment à grande échelle du protecteur employé, vu en plan par dessus.
Dans la chaudière 9 avec tubes à fumée 10 et boite à feu 12 est logée une bague 11 pour les dépôts calcaires. A l'avant, de la chaudière 9, un diaphragme 13 sépare la chambre d'eau 14 de la. boîte à fumée 15. La chaudière est surmontée du dôme de vapeur 16 usuel. A ce dôme est fixée une bride 17 qui maintient l'extrémité d'un tube 18 muni, à l'autre extrémité, d'un coude 19 d'où part un second tube 20 aboutissant à un robinet 21.
A ce ro- binet est relié un tube 22 dont l'autre bout est relié à un robi- net d'arrêt 23. Un raccord 24 fixé à ce robinet porte un coude 25 relié à son tour à un raccord à T, 26 par une bride 27. Ce rac- cord à T,26,supporte un tube 28 qui passe à travers la bride 29 montée dans la chaudière, et' qui finit dans un coude 30, continué par un tube 31 qui traverse le diaphragme 13 sur lequel il est serré des deux côtés par des écrous 32 pour empêcher les fuites entre le compartiment d'eau 14 et la boite à fumée 1,5
Le tube 31 est dirigé vers l'arrière jusqu'à un point situé au-dessus de la bague de dépôts calcaires;
à son extrémi--
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té arrière est formé un coude 33 auquel, tient un tube 14 dont l'autre bout est tenu dans un racord à T, 35. A ce T,sont adap- tés des tubes 36 et 37 munis de :coudes 38 et 39 Au coude 38 @ est attaché un tube 40 qui porte,un coude 41, portant lui- même un tube 42 terminé à son tour par un coude 43 dans lequel est fixé le tube 44.
L'extrémité libre de ce tube 44 est courbée exténreurement en 45, où son diamètre -est réduit, pour la'raison qui sera donnée plus loin., -
Le coude 39 porte un tube 46 avec partie 47 courbée exté- rieurement comme la partie 45. 'après les figures 3 et 4, les extrémités 45 et 47 des tubes 44 et 46 sont rapprochées l'une de l'autre, dévient vers l'extérieur, et sont directement alignées avec l'ouverture formée dans la bague 11 qui communique avec le robin-et d'évacuation 48, Les tubes 44 et 46 sont munis de tuyères 49 inclinées vers le bas et tournées vers le robinet 48.
Les tubes 88, 39, 41 et 43 sont munis de tuyères 50 inclinées vers le bas et tournées vers les coins de la bague 11. Quant aux tubes 36, 37, 40 et 42 ils sont munis de tuyères 51 qui sont in- clinées vers le bas et qui, du tube 34, sont orientés dans une direction telle que l'effort produit par l'eau ou par la vapeur qui les parcourent, s'exerce suivant une ligne continue autour de la bague de sédiments vers le robin et d'avacuatioin 48. Par con- séquent, les tuyères portées par les tubes 36, 40, 42 et 44 conduis sent l'eau et les boues calcaires sur les quatre côtés de la bague, tandis que les tuyères portées par les tubes 37 et 46 tendent à chasser les sédiments calcaires et l'eau sur deux côtés.
Ces courants de boue calcaire et dteau vont toutefois directement au robinet d'évacuation par lequel ils s'échappent. Il est à notâr que les tubes 36, 37, 40, 42, 44 et 46, avec les coudes qui les réunissentforment une boucle disposée dans la bague de sédiments.
Au tube 31 sont adaptées des tuyères 52 qui descendant vers l'arrière et sont situées alternativement sur un côtéet sur l'au- tre du tube 31. Dans ces conditions, les tuyères couvrent un plus grand espace que si elles étaient 'directement au dessous de ce tube 31.
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Dans la chambre d'eau, au-dessus du tube 31, est disposé un bouclier 53, concave-convexe, muni d'une série de parties 54 tournées vers le bas. Ces parties sont dirigées vers l'arrière,' comme on le voit sur la figure 1, et servent à empêcher les boues 'calcaires, quand elles sont agitées, de monter dans la masse d'eau 14
Le bouclier 53 est muni d'oreilles 55 au moyen desquelles on fixe à l'enveloppe de la chaudière pour empêcher sa disloc ac- tion.
Au raccord àT 26 est fixée une bride56 engagée dans une valve d'arrêt 57 à laquelle est raccordé un tube 58 qui est, à son autre extrémité, fixé à la valve 59 reliée à un branchement 60 du tube d'injecteur 61. Ce tube 61 est muni d'un robinet 62 par le moyen duquel l'écoulement de l'eau peut être contrôlé, et d'une soupape de retenue 63 servant à empêcher la vapeur de la chaudière d'entrer dans le tube 61.
Dans chaque tuyère se trouve une chambre de soupape 64 munie d'un guide 65 pour la tige 66 de la souple 67. Au bout de la tige 66 de la, soupape est vissé un écrou 68 ; autour de cette même tige un ressort à boudin 69 est enroulé entre l'é-' crou 68 et le guide 65. La'chambre 64 contient un siège pour la soupape 67 ; quant à l'écrou et au ressort, ils servent à régler cette soupape, c'est-à-dire à permettre une ouverture plus ou moins grande, dans le but indiqué plus loin.
6'appareil fonctionnede la manière suivante:
Quand une chaudière munie de l'appareil a fonctionné pendant.un dertain temps, une certaine quantité de dépôts calcaires s'est formée dans la bague de sédiments et dans la chambre d'eau. Pour chasser ces dépôts au moyen de la vapeur, on ouvre le robinet 21 ce qui fait passer la vapeur venant du dôme dans le tube 22, la soupape de retenue 23 et les diverses parties de la cana- lisation pour arriver dans le tube 31, Bien entendu, le robinet d'évacuation 48 doit être ouvert juste avant l'ouverture du robi- net 21. :
La vapeur ainsi admise passe d'abord par les extrémités
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rétrécies 45 et 47 et, en sortant par le robinet 48, entraîne l'eau. Toutefois, les orifices des .extrémités réduites 45 et
47 sont tropetits pour que la vapeur sien échappe aussi vite qu'elle passe par les tuyaux, et c'est alors qu'interviennent les valves ajustables 67. Des,valves sont montées de la manière sui- vante:
Dès qu'un léger excès 'de pression se produit dans les tuyaux
44 et 46, par suite de l'étranglement de la vapeur aux extrémités réduites 45, et 47, les tuyères 49 commencent à agir, c'est-à-dire que les valves qu'elles contiennent s'ouvrent et que les jets qui s'en échappent, venant frapper le fond de la bague de sédiments, entraînemtceux-ci vers le rocmet d'évacuation.
Après que ces valves se sont ouvertes, les soupapes contenues dans les tuyères de la canalisation de nettoyage cèdent les unes après les autres en commençant par celles adjacentes au robinet 48, les soupapes étant chargées de manièreà céder progressive- ment, la dernière soupape à ouvrir étant celle portée par la tuyère adjacente au diaphragme 13, étant entendu que, quand cette der- nière tuyère est ouverte, toutes les tuyères sont ouvertes.
Dans ces conditions, l'enlèvement des dépôts calcaires s'effectue progressivement depuis le robinetd'évacuation où le nettoyage commence, jusqu'à l'extrémité de la chaudière. Se mode de fonction- nement empêche qu'une grande quantité de matières calcaires soit brusquement entraînée vers le robin'et d'évacuation, et, que ce ro- binet se trouve ainsi obstrué, comme cela pourrait se produire si toutes les tuyères s'ouvraient simultanément, ou si la, t'uyère adjacente au diaphragme 13 s'ouvrait. la première.
Le bouclier 53 a pour but a'empêcher que les boues calcaires agitées par les tuyères dans la chaudière soient soulevées dans celle-ci; comme les parties tubulaires courbées vers l.e bas diri- gent les parcelles calcaires vers le fond de la chaudière, la, vapeur qui traverse l'eau y crée naturellement un courant qui est aussi dévié vers le fond de la chaudière; cette déviation fait que le bouclier a une action aspiratirice, c'est-à-dire entraîne une descente d'eau à travers les ouvertures de ce bouclier, Cette ac-
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tion a pour effet non seulement d'accroître la vitesse de l'eau, mais encore d'écarter tout sédiment du sommet du bouclier.
Si l'on veut employer l'eau au lieu de la vapeur, c'est-à- dire se servir de l'injecteur, on ferme les robinets 21 et 22, on ouvre le robinet 59 et l'injecteur non représenté, mis dais la position d'action Dans ce cas, c'est la pression de l'eau qui sert au nettoyage, au lieu de la vapeur, mais le résultat est exactement le même.
L'appareil peut être employé dans des chaudières avec tubes à fumée, comme dans des chaudières à tubes d'eau, dont on veut chasser les dépôts calcaires ou sédiments, mais il ne peut servir à détartrer les chaudières fortement entartrées. Il peut toute- fois être utilisé avantageusement dans des chaudièresjeompound qui ramollissent et morcèlent le tartre en le précipitant dans la chaudière sous la forme d'un sédiment.
Il y a lieu de noter aussi que les soupapes logées dans les tuyères ont leur siège à l'inférieur; on n'a donc pas à craindre que la pression dans la chaudière détache les soupapes de leur siège et détermine l'accumulation dusédiment sur les. sièges
On n'a cité comme fluides que la vapeur et l'eau; mais il èst évident que n'importe quel', fluide, gazeux ou liquide sous pression peut être utilisé sans se départir pour cela de 1'- esprit de 1*invention.
Il est entendu aussi que pendant le lavage de la chaudière de l'eau est introduite dans celle-ci par une alimentation constante et suffisante pour remplacer l'eu qui est évacuée par le robinet de sortie, de sorte qu'il ne survient pas de réduction de 1 a pression dans la chaudière par le fait de l'eau qui sort par le dit robinet.
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Improvements in apparatus for removing lime deposits from boilers The present invention relates to improvements in apparatus for removing limescale deposits from boilers.
The device can operate by the pressure of water or steam; it is established in such a way that limestone sludge cannot accumulate around the discharge valve during purge operation. The lime is removed through a series of ejection orifices which work successively, starting with the drain valve,. so that it cannot be obstructed by the accumulation of limestone.
The apparatus is applicable to all types of steam boilers; it has been represented and described here as suitable for a locomotive or tractor boiler, because this kind of boiler is more easily invaded by lime deposits than a stationary boiler which can always be fed. with more or less purified water.
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The accompanying drawings show: Figol, side view, a locomotive boiler with some exterior parts removed and parts in section, to show the new apparatus in place; fig.2, a vertical section along line 2-2 of figol; fig. 3, a central horizontal section of the boiler and the firebox, without the smoke tubes, to show the appliance in place; Fig, 4., a perspective view of part of the device removed from the boiler; fig.5, a longitudinal section on an enlarged scale, of one of the nozzles used; fig. 6, a side view of the. large scale valve chamber; freezes 7, an end view of this chamber;
fig. 8, a large-scale fragment of the protector employed, seen from above.
In the boiler 9 with smoke tubes 10 and firebox 12 is housed a ring 11 for lime deposits. At the front of the boiler 9, a diaphragm 13 separates the water chamber 14 from the. smoke box 15. The boiler is surmounted by the usual steam dome 16. To this dome is fixed a flange 17 which maintains the end of a tube 18 provided, at the other end, with an elbow 19 from which a second tube 20 leaves leading to a valve 21.
To this valve is connected a tube 22, the other end of which is connected to a stop valve 23. A connector 24 attached to this valve carries an elbow 25 connected in turn to a T connector, 26 by a flange 27. This T-connection, 26, supports a tube 28 which passes through the flange 29 mounted in the boiler, and which ends in an elbow 30, continued by a tube 31 which passes through the diaphragm 13 on which it is tightened on both sides by nuts 32 to prevent leaks between the water compartment 14 and the smoke box 1.5
The tube 31 is directed backwards to a point located above the ring of lime deposits;
at its extremity
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rear tee is formed an elbow 33 which holds a tube 14, the other end of which is held in a connection to T, 35. To this T, are adapted tubes 36 and 37 provided with: elbows 38 and 39 At the elbow 38 @ is attached a tube 40 which carries an elbow 41, itself carrying a tube 42 terminated in turn by an elbow 43 in which the tube 44 is fixed.
The free end of this tube 44 is curved outwardly at 45, where its diameter is reduced, for the reason which will be given later., -
The elbow 39 carries a tube 46 with part 47 curved outwardly like the part 45. After figures 3 and 4, the ends 45 and 47 of the tubes 44 and 46 are brought closer to each other, deviating towards the end. 'exterior, and are directly aligned with the opening formed in the ring 11 which communicates with the valve and discharge 48, The tubes 44 and 46 are provided with nozzles 49 inclined downward and facing the valve 48.
The tubes 88, 39, 41 and 43 are provided with nozzles 50 inclined downwards and turned towards the corners of the ring 11. As for the tubes 36, 37, 40 and 42 they are provided with nozzles 51 which are inclined towards the bottom and which, of the tube 34, are oriented in a direction such that the force produced by the water or by the steam which passes through them, is exerted in a continuous line around the ring of sediment towards the robin and d 'avacuatioin 48. Consequently, the nozzles carried by the tubes 36, 40, 42 and 44 conduct the water and limestone sludge on the four sides of the ring, while the nozzles carried by the tubes 37 and 46 tend to drive calcareous sediment and water on two sides.
These streams of lime mud and water, however, go directly to the drain valve through which they escape. It should be noted that the tubes 36, 37, 40, 42, 44 and 46, with the elbows which join them together form a loop arranged in the ring of sediments.
To tube 31 are fitted nozzles 52 which descend towards the rear and are situated alternately on one side and on the other of tube 31. Under these conditions the nozzles cover a larger space than if they were directly below. of this tube 31.
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In the water chamber, above the tube 31, is arranged a shield 53, concave-convex, provided with a series of parts 54 facing downwards. These parts are directed backwards, as seen in figure 1, and serve to prevent the calcareous sludge, when agitated, from rising into the body of water 14
The shield 53 is provided with ears 55 by means of which it is attached to the casing of the boiler to prevent its dislocation.
To the connection to T 26 is fixed a flange 56 engaged in a stop valve 57 to which is connected a tube 58 which is, at its other end, fixed to the valve 59 connected to a branch 60 of the injector tube 61. This tube 61 is provided with a tap 62 by means of which the flow of water can be controlled, and with a check valve 63 for preventing boiler steam from entering the tube 61.
In each nozzle there is a valve chamber 64 provided with a guide 65 for the rod 66 of the flexible 67. At the end of the rod 66 of the valve is screwed a nut 68; around this same rod a coil spring 69 is wound between the nut 68 and the guide 65. The chamber 64 contains a seat for the valve 67; as for the nut and the spring, they are used to adjust this valve, that is to say to allow a more or less large opening, for the purpose indicated below.
The device operates as follows:
When a boiler fitted with the apparatus has been in operation for a certain time, a certain quantity of limescale deposits has formed in the sediment ring and in the water chamber. To expel these deposits by means of steam, the valve 21 is opened which causes the steam coming from the dome to pass through the tube 22, the check valve 23 and the various parts of the pipe to arrive in the tube 31, Of course, the drain tap 48 must be open just before opening the tap 21.:
The vapor thus admitted passes first through the ends
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narrowed 45 and 47 and, leaving through the tap 48, entrains the water. However, the orifices of the reduced ends 45 and
47 are too small for the vapor to escape as quickly as it passes through the pipes, and it is then that the adjustable valves 67 intervene. The valves are fitted as follows:
As soon as a slight excess of pressure occurs in the pipes
44 and 46, as a result of the constriction of the steam at the reduced ends 45, and 47, the nozzles 49 start to act, that is to say that the valves which they contain open and that the jets which escape, hitting the bottom of the ring of sediments, dragging them towards the evacuation rocmet.
After these valves have opened, the valves contained in the cleaning line nozzles give way one after the other starting with those adjacent to tap 48, the valves being loaded so as to give way gradually, the last valve to be opened. being that carried by the nozzle adjacent to the diaphragm 13, it being understood that, when this last nozzle is open, all the nozzles are open.
Under these conditions, the limescale deposits are removed gradually from the drain tap where cleaning begins, to the end of the boiler. This mode of operation prevents a large quantity of limescale material from being suddenly drawn towards the drain cock, and that this valve is thus blocked, as could happen if all the nozzles are closed. opened simultaneously, or if the, vent adjacent to diaphragm 13 opened. the first one.
The purpose of the shield 53 is to prevent the limestone sludge agitated by the tuyeres in the boiler from being lifted therein; as the tubular parts bent downwards direct the limestone particles towards the bottom of the boiler, the steam which passes through the water naturally creates a current there which is also deflected towards the bottom of the boiler; this deflection causes the shield to have an aspirating action, that is to say causes a descent of water through the openings of this shield, This action
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The effect not only of increasing the speed of the water, but also of removing any sediment from the top of the shield.
If we want to use water instead of steam, that is to say to use the injector, we close the taps 21 and 22, we open the tap 59 and the injector not shown, put dais the action position In this case, it is the water pressure that is used for cleaning, instead of the steam, but the result is exactly the same.
The device can be used in boilers with smoke tubes, as in boilers with water tubes, from which limescale or sediment deposits are to be removed, but it cannot be used to descale boilers with heavy scaling. It can, however, be used advantageously in compound boilers which soften and break up the scale by precipitating it in the boiler in the form of a sediment.
It should also be noted that the valves housed in the nozzles have their seat at the bottom; there is therefore no need to fear that the pressure in the boiler will release the valves from their seats and determine the accumulation of sediment on them. seats
Only vapor and water have been cited as fluids; but it is obvious that any fluid, gas or liquid under pressure can be used without departing for this from the spirit of the invention.
It is also understood that during the washing of the boiler water is introduced into it by a constant and sufficient supply to replace the eu which is discharged through the outlet valve, so that no reduction of 1 pressure in the boiler by the fact of the water coming out through the said tap.
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