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" Perfectionnements aux foyers de chaudières "
Cette invention se rapporte à un foyer de chaudière$ dont une ou plusieurs parois sont refroidies par des tubes d'eau reliés au système de circulation de la chaudière et à travers lesquels se fait aussi une circulation locale deau.
On comprendra bien 1?invention par la description donnée ci- dessous avec référence aux dessins annexés, dans lesquels fig.1 est une vue de coté partiellement en coupe montrant
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une forme d exécution du P i1wl.mtlon. et Fîg.33 una va do rnao de celle-ci.
L'invention est décrite dans son application à une chaudière Stirling, mais il est bien entendu qu'elle peut être utilisée aussi dans des chaudières d'autres types. Sur les dessins, les chiffres de référence 5,6 et 7 désignent
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les trois corps cylindriques supérieurs d'une chaudière
Stirling dont le corps inférieur ou collecteur de boues est représenté en 8. Ces corps cylindriques sont reliés par des faisceaux de tubes 9, 10, et 11 et les corps su- tubes périeurs sont reliés entre eux par les /12 et 13. La chau- dière est pourvue des chicanes habituelles et d'une sortie pour les produits de la combustion, ainsi que d'un surchauf- feur.
Un foyer 15 est disposé en-dessous de la chaudière ot sur le dessin il est pourvu d'un chargeur.à grille sans fin 16, bien qu'il puisse être muni de brûleurs à huile, à gaz ou autres combustibles si on le désire. Un faisceau de tubes 17 s'étend le long de la paroi antérieure du foyer et comporte du coté intérieur une garniture réfractaire 18 qui peut être constituée par exemple par des blocs présentant une face postérieure métallique en contact avec les tubes et une face en matière réfractaire tournée vers l'intérieur du foyer. Les extrémités supérieures des tubes 17 sont reliées ,à un collecteur 19 et leurs extrémités inférieures à un col- lecteur 20.
Un tube 21 à l'extérieur de la maçonnerie de la chaudière relie le corps cylindrique 8 au collecteur 20 et un tube 22 à l'extérieur de la chaudière relie les collecteurs
19 et 20, tandis que le tube 23 pourvu d'une soupape 23' relie le collecteur 19 au corps cylindrique supérieur 7 .Un tuyau de purge à soupape 24 peut être adapté au collecteur 20.
Le fonctionnement se fait comme suit : L'eau d'ali- mentation est introduite dans la chaudière en,un point appro- prié quelconque et les produits chauds=-de la combustion du foyer passant à travers les faisceaux de tubes 9,10 et 11, engendrent de la vapeur. L'eau passe du corps cylindrique 8
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par le tube 21 dans le collecteur 20 et de là dans les tubes 17 où elle reçoit la chaleur du foyer 15, et le mélange de vapeur et d'eau s'élève dans le collecteur 19 ou il se sépare partiellement, la vapeur en majeure partie passant par le tube 23 dans le tube 7 et la majeure partie de l'eau descen- dant par le tube 22 dans le collecteur 30' Il y a donc une circulation locale d'eau à travers les tubes 17 et 22 en outre de l'eau qui passe du tube 21 dans le collecteur 20 et les tubes 17.
On a trouvé que pour obtenir une circulation locale satisfaisante dans les tubes 17 et 22, il est nécessaire que la friction dans le tube 23 ait une valeur considérableo On peut atteindre ce résultat en donnant à ce tube 23 de faibles dimensions ou en y établissant une soupape ou un étranglement qui provoque la friction désiréeo Si l'on empêche une trop grande quantité d'eau de circuler de bas en haut dans le tube 23, la hauteur de charge dans les tubes 17,qui se produit par suite de la différence de densité de l'eau dans le tube 21,etc, et les tubes 17,dépasse toujours le frottement dans ces tubes 17, de sorte que l'eau circule constamment de bas en haut à travers ces derniers et de haut en bas dans le tube 22 lorsque le foyer est en activitéo Par exemple,
des résultats avanta- geux ont été obtenus en réduisant la circulation dans le tube 23 dans une telle mesure que 9 parties de vapeur pour 1 partie d'eau en volume ( ou 9 parties d'eau à 1 partie de vapeur en poids ) à la pression de 15,75 Ko circulent de bas en haut dans le tube 23. Dans ces conditions, le courant d'eau descen- dant dans le tube 22 ne comporte pour ainsi dire que de l'eau et représenta à pou près 80 fols le poids de la valeur produite.
Le courant ascendant dans les tubes 17 est constitué par un
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mélange de vapeur et d'eau comportant une quantité d'eau égale à environ 93 fois le poids de vapeur engendrée. En prenant les volumes comme base, cela représente approximative- ment 46% d'eau et 52% do vapeur à l'extrémité supérieure du tube 17. Un volume de vapeur ne dépassant pas 50% en ce point peut être considéré comme donnant toute sécurité et les dimen- sions des tuyaux sont déterminés pour satisfaire à cette condi- tion. De même, on constaté que la réduction de la section du tube 23 de manière que les volumes d'eau et de vapeur qui y circulent soient àpproximativement égaux, est une condition qui donne lieu à une circulation locale satisfaisante.
On a mentionné ci-dessous quelques uns des avanta- ges obtenus par cette invention.
(a) Du fait que l'eau de la chaudière circule dans les tubes des parois du foyer, la concentration des impuretés dans toutes les parties de l'eau reste approximativement la même que celle des autres parties.
(b) La faible quantité d'eau qui est ramenée dans le tube étranglé 23 ne provoque pas d'agitation de l'eau dans le corps cylindrique 7 au point de produire une augmen- tation appréciable du degré d'humidité de la vapeur qui est prélevée de la chaudière.
(c) Une recirculation suffisante se fait dans le tube 17 lorsque la chaudière est mise en service et avant qu'elle ne commence à produire de la vapeur,de telle sorte que le danger de porter les tubes 17 à incandescence est écar- té.
(d) Les faibles dimensions des tubes 21 et23 dont le cotit est peu élevé permettent d'obtenir une grande flexi- bilité entre la chaudière et les parois en raison de leurs faibles dimensions et d'avoir une connexion plus satisfai- @
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sante avec les corps cylindriques, étant donné que les tubes sont assez petits pour pouvoir être mandrinés directement dans les corps cylindriques sans l'emploi de selles ou de tubulures qui sont nécessaires lorsqu'il s'agit de grands tuyaux.
REVENDICATIONS.
1. Dans un foyer de chaudière, une paroi de foyer avec laquelle est combiné Lui systeme de refroidissement csmpor- tant une série de tubes d'eau s'étendant verticalement, reliés au système de circulation de la chaudière et susceptibles d'ê- tre chauffés par le foyer, des collecteurs supérieur et inférieur pour ces tubes, le collecteur supérieur étant relié au système de circulation par une communication étranglée et un tube exté- rieur à cette paroi du foyer et reliant ces collecteurs.
2. Dans un foyer de chaudière, un faisceau de tubes de refroidissement de paroi de foyer soumis à la chaleur du foyer, des collecteurs auxquels les extrémités de ces tubes sont rac- cordées, une connexion entre ces collecteurs soumise à une tem- pérature inférieure à celle des tubes de fefroidissement et des connexions entre ces collecteurs et le système de circulation de la chaudière, la connexion de l'extrémité supérieure de ce faisceau de tubes au système de circulation étant plus petite que la connexion de l'extrémité inférieure de ce faisceau de tu- bes avec ce système de circulation.
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