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"Dispositif pour la production de la vapeur à haute pression dans une chaudière marine à renversement de flammes."
Convention internationale de 1883, eu égard à la demande de brevet.déposée le 26 Juin 1926 en Allemagne.
@ 'La présente invention concerne un dispositif pour produire de la vapeur a haute pression dans les chaudières marines à renversement de flammes et dont le corps est sub- divisé en deux générateurs de pression différentes Il est assez difficile, dans les chaudières marines d'encombrement restreint, de loger et monter la surface de ohauffe nécessaire pour un générateur à haute pression additionnel, et il est grandement recommandable, cependant, de ne pas devoir, quand on adopte le régime à haute pression:, s'écarter du mode de construction bien connu des chaudières marines à renversement de flammes qu'on appelle cgaydères à coffrage et qui a tou- jours donné pleine satisfaction.
La présente invention indique une solution avantageuse de ce problème Et il est tenu compte.
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en même temps, des particularités de service en navigation, notamment des difficultés que présente l'alimentation en eau et la nécessité de parer à, toute explosion,
Conformément à l'invention, le générateur à basse pression de la chaudière est constitué par le corps à tubes de fumée chauffé par les gaz de la combustion sur leur trajet de retour.
Rien n'est changé par rapport au type bien connu dans la con- struction et le montage de ce corps de chaudière. Au. contraire, le générateur à haute pression est une chaudière à chauffage in- direct dont l'élément captant la chaleur est logé dans le foyer de la chaudière à basse pression.
En outre, il est avantageux, conformément à l'invention, d'agencer la partie captant la chaleur pour les éléments de chauffage du générateur à haute pression chauffé indirecte- ment, principalement en avant; c'est-à-dire en amont suivant le sens du courant des gaz du foyer, de la boîte de renversement de la chaudière, mais partiellement aussi à l'intérieur même de cette boîte de renversement. Les tubes captant la chaleur et appartenant au système de chauffage indirect du générateur à haute pression et situés en amont de la boîte de renversement peuvent être logés soit sous la chaudière à basse pression et à tubes de fumée dans une boîte à feu à la place des tubes de flammes qui s'y trouvent ordinairement, soit dans une boîte à feu placée devant les tubes de flammes.
Dans la boîte de ren- versement, on. agencera, de préférence, non seulement le reste des tubes d'eau captant la chaleur pour le système de chauffage indirect du générateur haute pression mais encore des sur- chauffeurs pour la vapeur à, haute et à basse pression. Avanr tageusement, les supports des brides de la chaudire basse pression et tubes de fumée seront creux et traversés par l'air @ venant du réchauffeur d'air et allant à la combustion dans le foyer*
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé,
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donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la manière dont l'invention est réalisée.
La fig. 1 représente en coupe longitudinale, une ohau- dière marine conforme à l'invention, avec boîte à feu sous le corps à tubes de fumée, cette boite à feu contenant une partie des tubes d'eau captant la chaleur pour le système de ohauffage du générateur à haute pression.
La fig. 2 est une vue l'avant de oette chaudière.
La fig. 3 en est uns vue en plan
La fige 4 donne le schéma du montage côte à côte des deux générateurs des fige 1 et 3.
La fig. 5 est une coupe par l'axe d'une variante.
La chaudière conforme aux fige 1 à 3 comprend une par- tie à basse pression formée par un corps cylindrique usuel 1 traversé par des tubes de fumée 2. Ceux-ci débouchent dans une hotte 3 allant à la cheminée 4o Au-dessus de la hotte 0 est monté comme d'habitude un réchauffeur 5 pour l'air allant à la combustion* A l'intérieur des tubes de fumée 2, on peut, de façon connue, monter des éléments surchauffeurs 6 racordés à des collecteurs 7. Le corps cylindrique 1 repose sur des brides de support 8 que des chevilles 9 relient de part et d'autre aux consoles 10 fondées sur le solo Ces consoles sont creuses.
Au sommet, elles communiquent par des conduites 11 au réohauffeurs d'air 5 et,) à la base, avec l'espace situé sous un foyer 12. Cest ainsi que les consoles 10 servent aussi de canneaux pour l'air réchauffé allant à la combustion. La suspension articulée de la bride de support 8 autorise une cer- taine souplesse quant aux dilatations thermiques etc.. La chaudière 1 est uniquement portée par ces brides. Sa position par rapport aux consoles est assurée par les butées 13 qui ne sont pas solidaires,néanmoins;, du corps de chaudière.
La partie à haute pression de la chaudière conforme à l'invention est à chauffage indirect. Pour engendrer la va-
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vapeur motrice, on se sert d'un collecteur 14 supporté par des montants 15, ou leur équivalent, solidaires de la paroi du foyer. Dans la région du collecteur 14 qui est baignée par l'eau, sont montés des serpentins de chauffage 16 qui constituent l'élément transmetteur de la chaleur du système chauffage indirect. L'élément récepteur de chaleur dudit système est formé par les tubes 17 et 17a.
Les tubes 17 sont montés dans une botte à feu établie sous la chaudière à tubes de fumée 1, de manière à former avantageusement comme le montre la fig. 2, une paroi 18 au milieu de cette botte
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!t. ±c"1 Ob la. 0.1 vltJuut lÓlll ttia.l1ilolllljllt an doux j3a;t'tilda, JSii outre, les tubes 17 limitent les côtés et la devanture de la botte à feu.
Dans le bas, ils sont raccordés à des collecteurs d'eau 19 et dans le haut à des collecteurs d'eau et de va- peur 20, qui de façon connue, servent de collecteurs d'équi- librageo De ces collecteurs 20, des conduites 21 mènent aux serpentins de chauffage 16 dont le condensât s'écoule par les tuyaux 22 vers les collecteurs 19.
Les tubes captant la chaleur 17a montés dans la chambre de renversement 23, sont, comme le montrent les fig, 1 et 2, à spires superposées pour former un écran de chaleur pour les tubes d'un surchauffeur à haute pression 24 également montés dans la chambre de renversement. Outre oe surchauffeur à haute pression 24 la chambre de renversement contient encore un surchauffeur à basse pression 25 qui, à lui seul ou en com- binaison avec les tubes . 6, assure la surchauffe de la va-
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peur à basse pression de la ch-aucliére 2.
Avantageusement, la partie supérieure 26 de la paroi arrière de la chambre de renversement 23 sera constituée par les tubes du surchauffeur à haute tension 24, tandis que la partie inférieure 27 de la chambre de renversement 23 est formée par d'autres tubes d'eau de la partie captant la ohaleur pour le système de
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chauffe indirecte du générateur à haute pression. De façon usuelle, on peut prévoir une garniture ou arche réfractaire
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28* Une pompe d'allimeni.Q. à, basse pression 29 envoie l'eau dans la chaudire , basse pression 1 en la prenant dans un réservoir ou bac 30. Une pompe d' alimentation à haute pression 31 aspire par le tuyau 32 l'eau réchauffée de la chaudière à basse pression et la refoule par le tuyau 33 dans le collée- teur à haute pression 14.
Au lieu d'être portée par une console solidaire de,la paroi du foyer, le collecteur à haute pression 14 peut reposer sur des colonnes libres.
Sur la fig. 4 est représenté schématiquement le montage
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a0t , e0te' a-o anus: a#a,u.ra marinon gQngm . fs*3- 3. Comme d'habitude les deux boîtes à fumée se réunissent en une cheminée commune 4a, maie, pour le reste, chacune des deux chaudières juxtaposées est construite exactement comme la chaudière des fig. 1 à 3.
Alors que le mode de construction jusqu'à présent décrit est plus particulièrement destiné aux chaudières exé-
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0-ut4omb de 1m R/bOpQ,, OOmM 8nâptu k hauts pxm3ax, l'agencement de la fig. 5 concerne notament la transformation des chaudières marines existantes en générateurs à haute pres- sion. A cet effet, le corps à tubes de fumée 1 qui doit tou- jours servir de générateur à basse pression, ne subit presque aucun changement, pas plus que les tubes de flammes 34 prévus à sa base. On s'est contenté de réduire la chambre de renver- sement et d'établir une nouvelle cloison arrière 35.
On re- trouve ici les tubes de fumée 2, la hotte de tirage 3, la cheminée 4, le réchauffeur d'air 5, et le cas échéant, les tubes surchauffeurs 6 montés dans les tubes de fumée ainsi que les collecteurs 7, comme dans le mode de construction ci-dessus décrit.
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Toiitefolet à présent, le foyer 12 se trouve devant les tubes de
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flammes qui sont précédés par une botte à feu spéciale.
Cette botte à feu est toujours entourée ou traversée par les tubes captant la chaleur 17 pour le système de chauffe indirecte du générateur à haute pression, constitué comme tout à l'heure par le collecteur 14, les éléments de chauffage 16, les collec- teurs 19, les collecteurs intermédiaires 20, les conduites d'a- menée 21 pour la vapeur de chauffage et les tuyaux d'évacuation ou de retour du condensat 22. Certains des tubes captant la chaleur sont de nouveau montés dans la chambre de renversement
23, ces tubes constituant entièrement la paroi arrière 27a de cette chambre. Ici également, on a prévu une couverture réfrac- taire 28, Les tubes 27a débouchent en bas dans des collecteurs
19a, reliés aux collecteurs 19 par une conduite 39.
En haut, les tubes 27a sont raccordés à des collecteurs 19b, à partir desquels la vapeur de ohauffage est envoyée aux serpentins 16 par une conduite 21a qui est réunie à la conduite 21. Dans la chambre de renversement 23 se trouvent, en outre, le surchau- feur à haute pression 24 et le surchauffeur à basse pression 25. La pompe à basse pression 29 fournit toujours l'eau d'ali- mentation d'un récipient 30 à la chaudière 4 basse pression 1, tandis que la pompe à haute pression 31 aspire par le tuyau 32 l'eau de la chaudière à basse pression pour la refouler par le tuyau 33 dans le collecteur d'eau et de vapeur à haute pression 14. Ce collecteur 14 est, dans l'exemple représenté fig. 5, suspendu dans un berceau 36.
En vue de protéger les joints des tubes de flammes et du corps cylindrique 1, on peut agencer, en 37, 38, des revête- ments en matière réfractaire.
Les formes de réalisation d'une chaudière marine à renversement de flammes ici décrites et représentées démontrent la possibilité, sans augmentation de la surface de base @ occupée par les types de chaudières antérieurement connus; ni de leur encombrement, d'utiliser ces chaudières pour en-
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gendrer de la vapeur à haute pressions .
Dans le collecteur à haute pression 14, on pourra par exemple,,produire de la vapeur à 60 atmosphères tandis que la chaudière à basse pres- sion et tubes de fumée 1 donnera de la vapeur à 12 ou 15 at- mosphères- La vapeur à haute pression peut effectuer son tra- vail dans le cylindre ou étage à haute pression de la machine motrice, alors que la vapeur de la chaudière à basse pression est envoyée aux étages à basse pression après s'être mêlée à la vapeur d'échappement des étages à haute pression. On pourra de la sorte, agencer ou remanier des groupes de chaudières ma- rines neufs ou existants, afin que les avantages de la vapeur à haute pression s'appliquent à la navigation aussi.
Et l'uti- lisation de chauffage indirect pour le générateur à haute pres- sion exclut rigoureusement tout danger d'explosion au cours de la production de,cette vapeur à haute pression. Cette sûreté peut être accrue, comme on l'a fait déjà ailleurs, en subdivi- sant le système de chauffage indirect où circule constamment le fluide chauffant, en plusieurs systèmes distincts de manière à réaliser plusieurs circulations indépendantes et sans aucune communication.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Device for the production of high pressure steam in a marine flame reversal boiler."
International Convention of 1883, with regard to the patent application filed on June 26, 1926 in Germany.
@ 'The present invention relates to a device for producing high pressure steam in marine boilers with reversal of flames and whose body is subdivided into two different pressure generators. It is quite difficult, in marine boilers of bulk restricted, to accommodate and mount the heating surface necessary for an additional high pressure generator, and it is highly advisable, however, not to have to, when adopting the high pressure regime :, deviate from the mode of construction well known of the marine flames reversing boilers called formwork gaydères and which have always given full satisfaction.
The present invention indicates an advantageous solution to this problem and it is taken into account.
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at the same time, the particularities of service in navigation, in particular the difficulties presented by the water supply and the need to deal with any explosion,
According to the invention, the low pressure generator of the boiler is constituted by the body of smoke tubes heated by the combustion gases on their return path.
Nothing is changed from the well-known type in the construction and assembly of this boiler body. At. On the contrary, the high pressure generator is an indirect heating boiler, the heat capturing element of which is housed in the hearth of the low pressure boiler.
Further, it is advantageous in accordance with the invention to arrange the heat collecting part for the heating elements of the high pressure generator heated indirectly, mainly in front; that is to say upstream in the direction of the gas flow from the hearth, from the boiler reversal box, but also partially inside this reversal box. The heat capture tubes belonging to the indirect heating system of the high pressure generator and located upstream of the reversal box can be housed either under the low pressure boiler and with fire tubes in a fire box instead of flame tubes which are usually found there, or in a firebox placed in front of the flame tubes.
In the tipping box, we. Preferably, not only the rest of the heat collecting water tubes for the indirect heating system of the high pressure generator will be arranged, but also superheaters for the high and low pressure steam. Advantageously, the supports for the low pressure boiler flanges and flue tubes will be hollow and through which the air @ coming from the air heater and going to the combustion in the fireplace *
The following description, with reference to the attached drawing,
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given by way of example, will make the manner in which the invention is carried out clearly understood.
Fig. 1 shows, in longitudinal section, a marine boiler according to the invention, with a firebox under the body with smoke tubes, this firebox containing part of the water tubes capturing the heat for the heating system of the high pressure generator.
Fig. 2 is a front view of this boiler.
Fig. 3 is a plan view
Fig 4 gives the diagram of the side-by-side assembly of the two generators of figs 1 and 3.
Fig. 5 is a section through the axis of a variant.
The boiler conforming to figs 1 to 3 comprises a low pressure part formed by a usual cylindrical body 1 crossed by flue tubes 2. These open into a hood 3 going to the chimney 4o Above the hood 0 is mounted as usual a heater 5 for the air going to the combustion * Inside the flue tubes 2, it is possible, in a known manner, to mount superheating elements 6 connected to manifolds 7. The cylindrical body 1 rests on support brackets 8 that pegs 9 connect on either side to the consoles 10 based on the solo These consoles are hollow.
At the top, they communicate by pipes 11 to the air reheaters 5 and,) at the base, with the space located under a hearth 12. This is how the consoles 10 also serve as channels for the heated air going to the combustion. The articulated suspension of the support flange 8 allows a certain flexibility with regard to thermal expansions, etc. The boiler 1 is only carried by these flanges. Its position relative to the consoles is ensured by the stops 13 which are not, however, integral with the boiler body.
The high pressure part of the boiler according to the invention is indirectly heated. To generate the va-
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motive steam, one uses a manifold 14 supported by uprights 15, or their equivalent, integral with the wall of the fireplace. In the region of the collector 14 which is bathed by water, there are mounted heating coils 16 which constitute the heat transmitting element of the indirect heating system. The heat receiving element of said system is formed by the tubes 17 and 17a.
The tubes 17 are mounted in a fire boot established under the fire tube boiler 1, so as to advantageously form, as shown in FIG. 2, a wall 18 in the middle of this boot
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! t. ± c "1 Ob la. 0.1 vltJuut lÓlll ttia.l1ilolllljllt an sweet j3a; t'tilda, JSii additionally, the tubes 17 limit the sides and the front of the fire boot.
At the bottom, they are connected to water collectors 19 and at the top to water and steam collectors 20, which in a known manner serve as balancing collectors. pipes 21 lead to the heating coils 16, the condensate of which flows through the pipes 22 to the collectors 19.
The heat sensing tubes 17a mounted in the overturning chamber 23 are, as shown in Figs, 1 and 2, with superimposed turns to form a heat screen for the tubes of a high pressure superheater 24 also mounted in the overturning chamber. In addition to the high pressure superheater 24 the overturning chamber also contains a low pressure superheater 25 which either by itself or in combination with the tubes. 6, ensures the overheating of the
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low pressure fear of ch-aucliére 2.
Advantageously, the upper part 26 of the rear wall of the overturning chamber 23 will be constituted by the tubes of the high voltage superheater 24, while the lower part 27 of the overturning chamber 23 is formed by other water tubes. of the part collecting the heat for the
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indirect heating of the generator at high pressure. Usually, a refractory lining or arch can be provided.
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28 * A fuel pump Q. at, low pressure 29 sends water into the boiler, low pressure 1 by taking it in a tank or tank 30. A high pressure feed pump 31 sucks through the pipe 32 the heated water from the low pressure boiler and discharges it through pipe 33 into high pressure manifold 14.
Instead of being carried by a bracket secured to the wall of the fireplace, the high pressure manifold 14 can rest on free columns.
In fig. 4 is shown schematically the assembly
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a0t, e0te 'a-o anus: a # a, u.ra marinon gQngm. fs * 3- 3. As usual the two smoke boxes meet in a common chimney 4a, but for the rest, each of the two juxtaposed boilers is constructed exactly like the boiler of fig. 1 to 3.
While the construction method described so far is more particularly intended for existing boilers.
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0-ut4omb of 1m R / bOpQ ,, OOmM 8nâptu k high pxm3ax, the arrangement of fig. 5 relates in particular to the transformation of existing marine boilers into high pressure generators. For this purpose, the smoke tube body 1, which must always serve as a low pressure generator, undergoes almost no change, nor the flame tubes 34 provided at its base. All that was done was to reduce the overturning chamber and establish a new rear bulkhead 35.
Here we find the flue tubes 2, the draft hood 3, the chimney 4, the air heater 5, and where applicable, the superheater tubes 6 mounted in the flue tubes as well as the collectors 7, as in the construction method described above.
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Now, focus 12 is in front of the
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flames which are preceded by a special fire boot.
This fire boot is always surrounded or crossed by the heat-collecting tubes 17 for the indirect heating system of the high-pressure generator, constituted as before by the collector 14, the heating elements 16, the collectors. 19, the intermediate manifolds 20, the ducts 21 for the heating steam and the condensate discharge or return pipes 22. Some of the heat collecting tubes are again fitted in the reversal chamber.
23, these tubes entirely constituting the rear wall 27a of this chamber. Here too, a refractory cover 28 has been provided, the tubes 27a open at the bottom into the collectors.
19a, connected to the collectors 19 by a pipe 39.
At the top, the tubes 27a are connected to collectors 19b, from which the heating steam is sent to the coils 16 by a pipe 21a which is joined to the pipe 21. In the overturning chamber 23 there is also the high pressure superheater 24 and low pressure superheater 25. The low pressure pump 29 always supplies the feed water from a vessel 30 to the low pressure boiler 4 1, while the high pressure pump pressure 31 sucks through the pipe 32 the water from the low-pressure boiler to deliver it through the pipe 33 into the water and high-pressure steam manifold 14. This manifold 14 is, in the example shown in FIG. 5, suspended in a cradle 36.
In order to protect the joints of the flame tubes and of the cylindrical body 1, it is possible to arrange, at 37, 38, linings of refractory material.
The embodiments of a marine flame reversal boiler described and shown herein demonstrate the possibility, without increasing the base area occupied by previously known types of boilers; or their size, to use these boilers to
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generate high pressure steam.
In the high pressure manifold 14, it will be possible, for example, to produce steam at 60 atmospheres while the low pressure boiler and smoke tubes 1 will give steam at 12 or 15 atmospheres. high pressure can perform its work in the high pressure cylinder or stage of the prime mover, while the steam from the low pressure boiler is sent to the low pressure stages after mixing with the exhaust steam from the engines. high pressure stages. In this way, groups of new or existing marine boilers can be arranged or reorganized, so that the advantages of high pressure steam apply to navigation as well.
And the use of indirect heating for the high pressure generator rigorously excludes any danger of explosion during the production of this high pressure steam. This safety can be increased, as has already been done elsewhere, by subdividing the indirect heating system in which the heating fluid circulates constantly, into several distinct systems so as to achieve several independent circulations without any communication.
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