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"Perfectionnements aux surchauffeurs!!
Cette invention concerne un raccord ou coude double destiné à relier les extrémités de tubes ou d'éléments analo- gues qui peuvent être parallèles les uns aux autres. Ce coude double peut également servir à supporter les extrémités des tubes auquel il est attaché, de manière à permettre leur di- latation et leur contraction.
Dans les dessins ci-joints:
Fig. 1 est une coupe verticale d'une chaudière, montrant un surchauffeur dans lequel ce raccord peut être employé.
Fig. 2 est une vue de côté, en partie en coupe, montrant le raccord à plus grande échelle.
Fig. 3 est une vue en bout selon la ligne 3-3 de Fig.2.
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Fig. 4 est une vue de profil selon la ligne 4-4 de Fig. 2.
Fig. 5 est une coupe verticale d'une autre forme de réalisation de l'invention, montrée à titre d'exemple.
Fig. 6 est une coupe suivant la ligne 2-2 de Fig. 5.
Fig. 7 en est une section à plus grande échelle, montrant quelques uns des détails.
Fig. 8 est une coupe verticale, brisée en partie, d'une variant'e de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple.
Fig. 9 est une coupe suivant la ligne 2-2 de Fig. 8.
Fig. 10 est une coupe suivant la ligne 3-3 de Fig. 8.
Fig. 11 est une coupe verticale d'une seconde forme de réalisation de l'invention, montrée à titre d'exemple.
Fig. 12 en est une coupe à plus grande échelle, montrant quelques détails.
Fig. 13 est une section analogue à celle de Fig.2, montrant une variante.
Fig. 14 et 15 sont des coupes perpendiculaires entre elles à plus grande échelle, montrant en détail un des supports du surchauffeur.
Fig. 16 est une vue en perspective d'une des bri- ques.
Fig. 17 est une coupe montrant certains détails d'un support de tube de la chaudière.
Sur les Figs. 1 à 4, le chiffre 1 désigne un foyer de chaudière, au-dessus duquel se trouve une chau- dière aquatubulaire. Cette 'chaudière comporte des faisceaux
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de tubes inclinés 2, 3 et 4, reliés par l'une de leurs ex- trémités aux collecteurs de descente 5 et par leur autre extrémité aux collecteurs de montée 6. Les extrémités in- férieures des collecteurs de descente inférieurs 5 sont re- liées à un collecteur de boue transversal 7 et les collecteurs sont reliés entre eux par des raccords 8, de la manière usu- elle.
Des raccords filetés 9 relient les extrémités supé- rieures des collecteurs de descente supérieurs 5 à la partie inférieure d'un corps de vapeur et d'eau 10. Des tubes de circulation 11 relient les parties supérieures des collec- teurs de montée supérieurs 6 à la partie supérieure ou cham- bre à vapeur du même corps de vapeur et d'eau 10. Les chi- canes 12 et 13 dirigent les gaz chauds du foyer 1 sur les faisceaux de tubes vers la sortie des gaz, située entre les raccords 9.
Un tuyau 14 relie la partie supérieure du corps de vapeur et d'eau 10 au collecteur d'entrée 15 du sur- chauffeur placé entre les faisceaux de tubes 2 et 3 ou, suivant une variante, une rangée de tuyaux de diamètre plus faible peuvent relier le corps de vapeur et d'eau 10 au collecteur 15 du surchauffeur., en pénétrant dans ce collec- teur en un certain nombre de points de sa longueur. Le collecteur 15 du surchauffeur est relié par des rangées de tubes 16, comportant des coudes doubles, au collecteur de sortie du surchauffeur.
Les tubes 16 sont coudés à une extrémité, comme c'est montré en 17, et les autres extrémités de ces tubes sont reliées entr'elles par les raccords ou coudes doubles 18, décrits en détail ci-dessous.
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On peut munir les tubes 16 d'un soutien 19, inter- calé entre leurs extrémités. Ce soutien 19 repose sur les tubes du faisceau 2. Les coudes doubles 18 peuvent être supportés par la chicane 12.
La rangée supérieure de tubes 16 est reliée au collecteur de sortie 20 qui peut à son tour, être relié à la conduite principale de vapeur.
Un des raccords ou coudes doubles est montré en détail sur les Figs. 2, 3 et 4. Le raccord est en quelque sorte en forme d'Y et comporte deux branches 21 et 22 qui sont, en substance, parallèles.
Ces branches sont reliées aux extrémités des tubes 16, préférablement par le procédé de soudure électrique Thomson, en vue de souder les extrémités de ces tubes 16 à celles des branches 21 et 22. Cette opération peut être accomplie après la confection du raccord. L'extrémité ou queue 24 du raccord 18, opposée aux branches 21 et 22, est façonnée en forme ronde et est taraudée intérieurement sur une certaine distance vers les branches,en partant de l'ex- trémité, comme c'est montré en 25. Un siège conique 26 est rôdé dans le prolongement du pas de vis 25. Un bouchon fi- leté 27 est vissé dans la partie taraudée de l'extrémité 24; il est percé de trous 28 qui forment des rainures dans le creux circulaire 28' où l'on peut introduire un outil spé- cial pour dévisser le bouchon fileté 27.
Les trous 28 sont forés de manière à traverser com- plètement le bouchon 27 et à déceler toute fuite qui pourrait se présenter entre la soupape 29 et son siège 26. On emploie une soupape conique 29, dont la surface rôdée s'applique sur le siège de soupape 26.
Des trous taraudés sont creusés à une certaine pro-
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fondeur dans la soupape 29 afin de permettre l'introduction de tiges filetées servant à retirer la soupape et à la rôder sur son siège, dans le cas où il y aurait une fuite. L'extré- mité intérieure du bouchon 27 peut être arrondie et la face de contact de la soupape 29 peut être plate, ou vice versa, en vue de fournir à ces deux éléments de bonnes surfaces de contact et en vue également de créer un espace annulaire en communication avec les orifices 28, grâce auquel toute fuite à la soupape 29 peut être constatée.
Le raccord ou coude double 18 peut servir de support aux tubes 16 si l'on engage sa queue 24 dans un trou 31 de la chicane 12 ou autre support, chacun de ces trous étant préférablement un peu plus grand que la queue 24, afin de permettre un certain jeu longitudinal en cas de dilatation ou de contraction.
Quoique le raccord ait été décrit comme consistant en une queue ou partie terminale creuse et de deux branches dont les extrémités sont, en substance, parallèles l'une à l'autre, il est bien entendu que l'invention n'est pas li- mitée à un raccord à deux branches seulement;,car celui-ci peut comporter des embranchements additionnels, approximati- vement parallèles aussi, sans sortir du cadre de l'invention.
Cette invention est particulièrement intéressante pour les surchauffeurs et les économiseurs ou pour une chau- dière à circulation forcée, tout en n'étant pas limitée à ces applications spéciales.
Le raccord à coude double est de telle forme qu'il permet à la vapeur ou autre fluide qui le suit de tourner facilement., en vue d'éviter la perte de pression que produi- rait toute turbulence pendant le passage de la vapeur par le raccord. La soupape 29 et son siège 26 sont préférablement
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en forme de cône dont la génératrice est inclinée de 15 relativement à son axe. Les branches 21 et 22 divergent pré- férablement d'un angle de 30 relativement à l'axe du rac- cord et sont légèrement recourbées,en vue d'en rendre les ex- trémités approximativement parallèles. Cette forme fournit un accès facile à un dispositif de nettoyage des tubes que l'on introduit par l'ouverture dans l'extrémité 24, en vue de nettoyer l'intérieur des tubes 16.
Sur les Figs. 5 à 7 des dessins, le chiffre 1 dé- signe le corps de vapeur et d'eau d'une chaudière aquatu- bulaire, dont la chambre d'eau est reliée par des raccords de descente 2 aux collecteurs de descente 3, reliés par un faisceau de tubes inclinés 4 aux collecteurs de montée 5 qui, à leur tour, sont reliés par dé's tubes de circulation 6 à la chambre de vapeur du corps de vapeur et d'eau 1.
Le corps de vapeur et d'eau 1 peut être supporté par les brides 7 descendant de supports 8 situés au-dessus du corps 1.
Le carneau de sortie des gaz brûlés se trouve au- dessus des tubes 6, de sorte que ces gaz brûlés s'écoulent entre ces tubes. Une voûte 10, située à l'extrémité inférieure du carneau de sortie 9, s'étend du corps 1 jusqu'à la sortie 9, en longeant la rangée supérieure de tubes 6. Une voûte ou chicane 11 s'étend depuis les extrémités supérieures des collecteurs 5 jusqu'à l'extrémité inférieure du carneau de sortie 9, en longeant les tubes 6. Ces voûtes ou chicanes peuvent être portées par les tubes 6, ou elles peuvent être suspendues à des supports situés au-dessus de la paroi su- périeure de la chaudière. Des poutres 10' ou 11' profilées en "I" représentent ces supports sur le dessin, mais la ma- nière dont ces voûtes sont soutenues est accessoire.
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Une rangée de tubes 12 s'étend de la chambre de vapeur du corps de vapeur et d'eau 1 au collecteur d'en- trée du surchauffeur qui peut être de faible dimension, étant donné que les nombreux tubes 12 fournissent une bonne distribution de la vapeur contenue dans ce collecteur.
Le collecteur 13 est situé du côté intérieur des raccords 2 et une rangée de tubes 14, dont une branche est plus longue que l'autre, sont reliés à ce collecteur. Les branches cour- tes des tubes 14 sont reliées à des tubes en forme d'U analogues, par des raccords 15 en forme d'Y et les tubes de la rangée supérieure ont une branche plus longue que l'autre, ces branches plus longues étant raccordées au collecteur de sortie 16 du surchauffeur.
Une culée 17 peut être assise sur le faisceau in- férieur de tubes 4 et peut servir de support à une extré- mité des tubes 14 du surchauffeur.
Une tôle ou des feuillards 18 s'étendent verticale- ment à partir de la culée 17, transversalement aux tubes 14 et des trous pour le passage des tubes y sont ménagés.
Cette tôle ou ces feuillards peuvent être revêtus de matière réfractaire 19 afin de les protéger contre les gaz chauds.
Une bride 20 part d'un support 21 situé au-dessus de la chaudière et est attachée à une nervure ou des oreilles 22 du collecteur du surchauffeur. Des brides 23 vont de la paroi inférieure du collecteur 16 du surchauffeur jusqu'au côté supérieur du collecteur 13 du surchauffeur, afin de soutenir celui-ci. Ces brides sont reliées aux collecteurs au moyen d'écrous attachés aux nervures ou oreilles 24 des collecteurs.
La paroi inférieure du collecteur 13 du surchauffeur
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est'munie de nervures ou oreilles 25 d'où partent des bri- des 26 qui sont attachées aux nervures des poutres profi- lées 27. Ces poutres partent des extrénités supérieures des collecteurs 3 où elles peuvent être attachées aux collec- teurs ou aux extrémités adjacentes des raccords 2 de toute manière convenable. Les poutres profilées s'étendent depuis ces collecteurs jusqu'à un point qui dépasse le collecteur 13, de sorte qu'elles jouent le rôle de poutres en encor- bellement, puisqu'elles sont retenues par les brides 26 à des points situés entre leurs extrémités.
Les poutres 27 comportent des nervures 28 sur lesquelles on peut en- filer et maintenir les briques 30 de la manière bien connue.
Une tôle ou des feuillards 29 partent verticalement des extrémités intérieures ou supérieures des poutres pro- filées 27 et comportent des trous 30, par lesquels passent librement les branches les plus longues des tubes 14, cette tôle ou ces feuillards étant aussi percés d'autres trous analogues, par lesquels passent les tiges des raccords en Y 15, en vue de supporter les extrémités correspondantes des tubes 14. Les plaques 29 peuvent être revêtues de briques comme c'est montré en 31, afin de former une chicane qui s'étend en travers des extrémités des tubes du surchauffeur jusqu'à la voûte 10, les collecteurs 13 et 16 du surchauffeur étant situés entre cette chicane et les raccords 2.
Les collecteurs du surchauffeur sont supportés de l'extérieur de la chaudière et la chicune qui s'étend de l'extrémité supérieure des collecteurs 6 jusqu'à la voûte 10 est supportée par le collecteur.
Les poutres en porte-à-faux 27 soutiennent les tôles 29 de telle manière qu'elles portent le poids-d'une
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des extrémités des tubes 14, tandis que l'autre extrémité de ces tubes est portée par le faisceau de tubes 40
Sur les Figs. 8 à 10 des dessins, le chiffre 1 désigne un corps de vapeur et d'eau d'une chaudière du type Babcock & Wilcox, relié aux collecteurs de descente 2 par des raccords 3.
Ces raccords 3 sont coudés à une faible distance au-dessus du point où ils pénètrent dans les col- lecteurs 2, de sorte que les parties supérieures sont dis- posées parallèlement les unes aux autres et pénètrent dans la chambre à vapeur du corps de vapeur et d'eau 1 par pai- res, les deux tubes d'une paire entrant dans la chambre à vapeur du corps de vapeur et d'eau à des endroits placés à de faibles distances les uns des autres autour de sa pé- riphérie. Les extrémités supérieures des paires de tubes sont espacées à une distance deux fois plus grande qu'il n'en serait autrement, afin de fournir des écartements plus grands, par lesquels passent les tubes du surchauffeur,ainsi qu'il sera décrit.
Un faisceau de tubes inclinés 4 relie les collec- teurs de descente 2 aux collecteurs de montée 5 de la manière habituelle et des tubes de circulation 6 relient les extre- mités supérieures des collecteurs de montée 5 à la chambre de vapeur du corps de vapeur et d'eau 1, la partie horizon- tale d'un tube 6 sur deux divergeant de manière qu'ils pénè- trent dans la chambre de vapeur du corps de vapeur et-d'eau 1 en deux rangées longitudinales, ainsi que le montrent clai- rement les Figs. 8 et 10.
Les gaz passent en une seule fois sur les tubes inclinés 4 et ensuite sur les tubes de circula- tion 6,à proximité du corps 1, après quoi ils s'écoulent par la sortie 7. Une chicane 8 est disposée à proximité des
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raccords 3 et du côté de la circulation des gaz, qui s'étend de la rangée supérieure de tubes 4, près des extrémités supé- rieures des collecteurs 2, jusqu'au corps 1. Cette chicane peut consister de plaques de métal revêtues de matière ré- fractaire sur leur paroi exposée aux gaz.
Un certain nombre de tuyaux équidistants 10 con- duisent de la chambre de vapeur du corps de vapeur et d'eau 1 au collecteur d'entrée 11 du surchauffeur et ce collecteur d'entrée peut donc être de petit diamètre, sans cesser de fournir une distribution adéquate de vapeur dans le collec- teur et dans les tubes du surchauffeur qui en dépendent.
Une rangée de tubes en U 12 s'étend du collecteur 11 jus- que dans l'espace contenu entre le-faisceau de tubes 4 et les tubes de circulation 6, en passant à travers la chicane 8.
Les coudes de ces tubes sont visibles en 13. Une branche de ces tubes est plus courte que l'autre et finit près de la chicane 8. Des raccords en Y ou coudes doubles 14 relient les extrémités des tubes 12 aux extrémités de tubes en U ana- logues dont les branches sont de longueurs égales., et ainsi de suite jusqu'à ce que le surchauffeur comporte le nombre de tubes voulu.
Les queues des raccords 14 passent dans des trous de la chicane 8 et sont supportées par celle-ci. Les ex- trémités de ces queues sont taraudées et sont fermées par des bouchons filetés 15, qui peuvent être retirés quand il devient nécessaire de nettoyer les tubes par l'extérieur de lenveloppe de la chaudière. Quoiqu'il soit loisible de dis- poser les tubes 12 parallèlement aux tubes 4, les dessins les montrent placés horizontalement en vue du drainage du sur- chauffeur.
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Des espaces sont ménagés entre les groupes de ces tubes de surchauffeur 12, afin qu'il puisse être possible d'en ajouter et d'augmenter ainsi au besoin la surface de chauffe du surchauffeur. Ces espaces sont fermés en haut et en bas par des chicanes ou des briques 12', en vue d'empêcher la stagnationdes gaz. Ils s'étendent sur toute la longueur du surchauffeuro
Afin de réduire au minimum le danger de brûlage des tubes, le collecteur d'entrée se trouve au bas, pour que les gaz chauds qui montent et qui enveloppent les tubes du surchauffeur entrent d9abord en contact avec les tubes les plus froids. Un support 16, reposant sur les tubes du faisceau de tubes inclinés 4,est placéentre les coudes 13 et les raccords en Y 14, afin de soutenir les tubes du surchauffeur.
Ce poids peut être distribué de toute manière convenable sur un certain nombre de tubes des rangées supé- rieures de tubes 4. Chaque tube en U 12, de la rangée supé- rieure des tubes du surchauffeur, comporte une branche plus longue que l'autre et s'étend jusquà un collecteur de sortie du surchauffeur 17, situé du côté de la chicane 8 qui est opposé aux raccords 3. Les branches longues des tubes 12 en U passent entre les raccords 3, pour aller aux collecteurs du surchauffeur.
Le collecteur 17 du- surchauffeur est suspendu au corps 1 par des brides 18 attachées à celui-ci au moyen de boulons ou de toute autre manière appropriée. Les brides 18 comportent des tendeurs 19 permettant d'en régler la lon- gueur, et elles sont attachées aux pattes 20, soudées ou fixées de toute manière appropriée au côté supérieur du collecteur 17. Des pattes 21 sont fixées au côté inférieur
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du collecteur 17 et des brides 22 passent de ces pattes 21 aux pattes 22, fixées au côté supérieur du collecteur d'entrée 11, en vue de supporter le collecteur inférieur et de le maintenir à la distance voulue.
Sur les Figs. 11 à 17, le chiffre 1 désigne un corps de vapeur et d'eau, à la chambre d'eau duquel les raccords 2 sont reliés. Ceux-ci vont aux collecteurs de descente 3, reliés par un faisceau de tubes inclinés 4 aux collecteurs de montée 5 qui, à leur tour, sont reliés par les tubes de circulation 6 à la chambre de vapeur du corps de vapeur et d'eau 1. Les raccords intermédiaires 7 relient les collecteurs 3 aux collecteurs de descente inférieurs 8 reliés par un faisceau de tubes inclinés 9 aux collecteurs de montée inférieurs 10 qui, à leur tour, sont reliés par les raccords 11 aux collecteurs de montée 5.
Une rangée de tubes ou de tuyaux 12 relient la chambre de vapeur du corps de vapeur et d'eau 1 à un cer- tain nombre de points espacés sur la longueur du collec- teur d'entrée 13 du surchauffeur, qui se trouve entre les faisceaux 4 et 9 de tubes inclinés.
Les tuyaux 12 comportent des sections amovibles 14 qui peuvent être retirées quand on désire enlever les tubes 4 de la chaudière pour les remplacer ou les réparer ou en- core pour introduire un mandrin dans les parties hori- zontales 12' qui pénètrent dans le collecteur d'entrée 15.
Les tubes 12 sont disposés de manière à ce que l'eau qu'ils contiennent s'écoule dans le collecteur 13 quand la chau- dière est mise hors service. Les parties horizontales 12' des tubes 12 pénètrent dans le collecteur 13 par le côté et sont rectilignes afin de pouvoir y être dilatés par mandri-
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nage quand on introduit un mandrin par la partie 12', après avoir enlevé la section 14. Des tubes 15 en forme d'U consti- tuent une rangée inférieure d'un surchauffeur., chacun de ces tubes ayant une branche plus longue que l'autre, les bran- ches longues étant reliées au collecteur d'entrée 13 et les branches courtes étant reliées par soudage électrique aux raccords en Y 16. Ceux-ci comportent des queues qui peuvent traverser des bandes de métal pour supporter les extrémités des tubes.
Ces queues des raccords 16 peuvent être fermées par des bouchons amovibles, en vue du nettoyage des tubes.
Les tubes 15 en forme d'U de la rangée supérieure ont une branche plus longue que l'autre et ces branches longues sont reliées au collecteur de sortie 17 du surchauffeur. Le,s branches longues des tubes 15, qui sont raccordées aux collecteurs 13 et 17 du surchauffeur, peuvent être coudées vers le bas pour faciliter l'enlèvement des tubes, ainsi que le montrent les lignes pointillées sur la Fig. 12. Le collecteur 17 du surchauffeur est soutenu par des brides 18, attachées aux tubes inférieurs du faisceau 4 et à des pattes soudées au côté supérieur du collecteur du surchauffeur.. Des brides 19 maintiennent le collecteur 13 à distance du col- lecteur 17, les collecteurs du surchauffeur comportant des pattes soudées auxquelles ces brides sont attachées.
Une chicane 20 part de l'extrémité supérieure des collecteurs de descente 8 et suit sur une certaine distance le côté supérieur de la rangée supérieure de tubes 9. Des pare-flammes 21 et un revêtement de briques ou d'autre ma- tiére réfractaire partent de l'extrémité de la chicane 20 à travers l'espace compris,entre les faisceaux de tubes 9 et 4 et traversent aussi le faisceau de tubes 4 pour constituer une chicane pour les gaz. Les pare-flammes 21 sont en métal
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et comportent des encoches ou des trous dans lesquels s'em- boîtent les tubes 4; ils constituent ainsi un dispositif de suspension pour une extrémité des tubes du surchauffeur, eux-mêmes étant à leur tour supportés par les tubes inclinés 4.
Les trous ménagés dans les tôles 21, par lesquels les bran- ches longues des tubes 15 passent pour aller aux collecteurs 13 et 17, peuvent avoir un diamètre plus grand que celui des tubes afin de permettre aux collecteurs 13 et 17 de se di- later longitudinalement, sans forcer les tubes.
Les queues des raccords 16 en Y traversent les tôles 21 ainsi que le montre clairement la Fig. 12 et elles suppor- tent ainsi les extrémités des tubes 15 du surchauffeur.
Les raccords en Y peuvent être maintenus en place dans les trous des tôles 21 par des colliers 16' soudés ou vissés sur les queues de ces raccords (Fig.12). Des trous inclinés 21' laissent passer les branches longues des tubes 15.
Sur une culée 23 qui peut être reliée aux tubes supé- rieurs du faisceau 9, repose un support intercalé entre les extrémités du surchauffeur. Ce support comporte des plaques de métal 25 percées de trous par lesquels passent les tubes et ces plaques peuvent être revêtues de matière réfractaire 26. Des pièces intercalées 23' peuvent répartir le poids sur plusieurs rangées de tubes 9.
Une chicane 27 s'étend des tubes 6, en travers des tubes 4, entre la chicane 21 et les collecteurs 3. Les gaz passent une seule fois sur les tubes 9 et ensuite à plusieurs reprises sur les tubes 4 avant de s'écouler entre les rac- cords 2 et par la sortie 28. Les tubes de surchauffeur que montrent la Fig. Il sont disposés horizontalement afin que le surchauffeur puisse être purgé.
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Dans la variante que montre la Fig. 3, les tubes
15 du surchauffeur sont parallèles aux tubes 4 et 9. Cette forme de réalisation ne comporte aucun support entre le collecteur d'entrée du surchauffeur 13 et les tubes 9. Tou- tefois, des organes de suspension 24' sont reliés aux extré- mités inférieures des pare-flammes 21 et soutiennent les rangées supérieures des tubes inférieurs 90
Figs. 14 et 15 montrent clairement le support sur lequel reposent les plaques 25 qui s'étendent en travers des tubes du surchauffeur.
Ce support comporte une rangée d'étriers 30 munis de parties arrondies 30' qui s'emboîtent sur les tubes 9.
Ces étriers 30 comportent des saillies verticales 31 creusées de cavités 32 formant des encoches plus larges que l'épaisseur des plaques 25, dans lesquelles reposent les extrémités in- férieures de ces plaques qui peuvent ainsi se déplacer lon- gitudinalement par rapport aux tubes. Des boulons en U 24 servent à fixer les étriers 30 à la rangée supérieure de tubes 9.
La partie courbe de chaque boulon en U 24 est aplatie afin de fournir une bonne surface de contact avec le tube, et les boulons peuvent comporter des tétons 34 destinés à s'engager dans les cavités des briques 35.
Deux rangées de briques sont logées entre les deux rangées supérieures de tubes 9. Ainsi que le montre claire- ment la Fig. 16, ces briques comportent des bords concaves 36, dans lesquels s'emboîtent les tubes 9 et des rainures 37 pour les boulons en U 24. Chaque brique est également pourvue d'une rainure 38 pour les tétons 34 des boulons en U 24. On place une rangée de briques 35 sur la seconde rangée de tubes 9 avec leurs faces larges tournées versle haut et en disposant les rainures 38 de telle façon que les tétons 34 des boulons
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en U 24 viennent s'y loger. L'autre rangée de briques 35 est renversée et les surfaces plates de ses briques se trouvent en contact avec celles de la rangée inférieure, les rainures 37 étant disposées de manière que les boulons en U 24 s'y logent.
Fig. 17 montre comment la rangée supérieure de tubes 9 est suspendue au collecteur de surchauffeur 13.
Des brides 40 descendent des pattes 41 fixées sous le collecteur de'surchauffeur 13 jusqu'aux pattes 42 placées près des extrémités des plaques 21. Des pattes 43 sont soudées sur les tubes 9, comme c'est montré en 43', et ces pattes comportent des parties saillantes 44 qui dépassent l'extrémité inférieure des plaques 21, de sorte que les tubes 9 sont suspendus au collecteur de surchauffeur par les pattes 42, 43 et les brides 40.
Suivant la présente invention, le surchauffeur intermédiaire est porté par les tubes de la chaudière de telle manière que le surchauffeur, ses supports et les chi- canes à gaz puissent se soulever et s'abaisser selon les changements de température. Les tubes du faisceau supérieur 4 sont reliés entre eux par les chicanes, de manière à former un ensemble solide et la rangée supérieure de tubes du fais- ceau 9 est supportée en un point intermédiaire de sa lon- gueur,, les tubes supportant ainsi le poids du plus grand nombre des tubes du surchauffeur qui s'élèvent et s'abais- sent selon les changements de température ainsi que le font aussi ceux de la chaudière.
Les tuyaux 12, qui passent du corps de vapeur et d'eau 1 au collecteur 13 du surchauffeur, sont rectilignes au point où ils débouchent dans ce col- lecteur et ils passent sous les extrémités inférieures des collecteurs 3 à une distance telle qu'il soit possible de
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couder les raccords 7 pour laisser passer les tubes 12.
Suivant l'invention, le surchauffeur peut être fait de sections comportant des tubes et des coudes doubles que l'on peut retirer en bloc. Ainsi que le montrent les lignes pointillées sur la Fig. 1, une section peut être retirée.
Etant donné que la partie horizontale des tubes inférieurs du surchauffeur s'étend plus loin au delà de la plaque 21 que ne le fait la partie horizontale des tubes supérieurs, on 'peut retirer une section en la faisant tourner autour du point où le tube supérieur traverse la plaque de support, jusqu'à ce que le coude de la branche inférieure du tube de surchauffeur de la section considérée soit immédiatement en dessous du coude de la branche supérieure et que la partie antérieure de la section du surchauffeur soit dans la posi- tion montrée en pointillés, c'est-à-dire qu'elle se trouve devant l'espace entre les raccords intermédiaires de montée 11.
On tire alors la section du surchauffeur en avant et vers le haut, et les parties des tubes du surchauffeur, qui sont coudées vers le bas et vers l'arrière, passent alors facile- ment par les trous inclinés des plaques 21.
Dans la variante que montre la Fig. 13, on retire naturellement les sections entre les raccords 11, en les tirant parallèlement à la longueur des tubes 15.
-:- REVENDICATIONS -:-
1.- Raccord pour extrémités de tubes et d'éléments analogues, comportant des branches sensiblement parallèles destinées à être reliées à des tubes, et une ouverture don- nant accès à ces branches à travers le raccord.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements to superheaters !!
This invention relates to a joint or double elbow for connecting the ends of tubes or the like which may be parallel to each other. This double elbow can also be used to support the ends of the tubes to which it is attached, so as to allow their expansion and contraction.
In the attached drawings:
Fig. 1 is a vertical section of a boiler, showing a superheater in which this connection can be used.
Fig. 2 is a side view, partly in section, showing the connection on a larger scale.
Fig. 3 is an end view taken along line 3-3 of Fig.2.
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Fig. 4 is a side view along line 4-4 of FIG. 2.
Fig. 5 is a vertical section of another embodiment of the invention, shown by way of example.
Fig. 6 is a section taken along line 2-2 of FIG. 5.
Fig. 7 is a section on a larger scale, showing some of the details.
Fig. 8 is a vertical section, broken in part, of a variant embodiment of the invention, given by way of example.
Fig. 9 is a section taken along line 2-2 of FIG. 8.
Fig. 10 is a section taken along line 3-3 of FIG. 8.
Fig. 11 is a vertical section of a second embodiment of the invention, shown by way of example.
Fig. 12 is a section on a larger scale, showing some details.
Fig. 13 is a section similar to that of Fig.2, showing a variant.
Fig. 14 and 15 are cross-sections perpendicular to each other on a larger scale, showing in detail one of the supports of the superheater.
Fig. 16 is a perspective view of one of the bricks.
Fig. 17 is a sectional view showing certain details of a boiler tube support.
In Figs. 1 to 4, the number 1 designates a boiler hearth, above which is an aquatubular boiler. This' boiler has bundles
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inclined tubes 2, 3 and 4, connected by one of their ends to the downcomers 5 and by their other end to the riser manifolds 6. The lower ends of the lower downpipes 5 are connected to a transverse sludge collector 7 and the collectors are interconnected by couplings 8 in the usual manner.
Threaded connections 9 connect the upper ends of the upper downcomers 5 to the lower part of a steam and water body 10. Circulation tubes 11 connect the upper parts of the upper riser manifolds 6 to. the upper part or steam chamber of the same body of steam and water 10. The chisels 12 and 13 direct the hot gases from the furnace 1 on the bundles of tubes towards the gas outlet, located between the fittings 9 .
A pipe 14 connects the upper part of the steam and water body 10 to the inlet manifold 15 of the superheater placed between the tube bundles 2 and 3 or, alternatively, a row of pipes of smaller diameter can connecting the body of steam and water 10 to the manifold 15 of the superheater, entering this manifold at a number of points along its length. The superheater manifold 15 is connected by rows of tubes 16, having double elbows, to the superheater outlet manifold.
The tubes 16 are bent at one end, as shown at 17, and the other ends of these tubes are joined together by the fittings or double elbows 18, described in detail below.
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The tubes 16 can be provided with a support 19, interposed between their ends. This support 19 rests on the tubes of the bundle 2. The double elbows 18 can be supported by the baffle 12.
The upper row of tubes 16 is connected to the outlet manifold 20 which in turn can be connected to the main steam line.
One of the couplings or double elbows is shown in detail in Figs. 2, 3 and 4. The connector is somewhat Y-shaped and has two branches 21 and 22 which are substantially parallel.
These branches are connected to the ends of the tubes 16, preferably by the Thomson electric welding process, with a view to welding the ends of these tubes 16 to those of the branches 21 and 22. This operation can be carried out after making the connector. The end or shank 24 of the connector 18, opposite the legs 21 and 22, is formed in a round shape and is internally tapped a certain distance towards the legs, starting from the end, as shown in 25. A conical seat 26 is run in the extension of the screw thread 25. A threaded plug 27 is screwed into the threaded part of the end 24; it is pierced with holes 28 which form grooves in the circular hollow 28 'where a special tool can be inserted to unscrew the threaded plug 27.
The holes 28 are drilled so as to pass completely through the plug 27 and to detect any leak which may appear between the valve 29 and its seat 26. A conical valve 29 is used, the ground surface of which is applied to the seat. valve 26.
Tapped holes are dug to a certain length.
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founder in the valve 29 in order to allow the introduction of threaded rods serving to withdraw the valve and to prowl it on its seat, in the event that there is a leak. The inner end of the plug 27 may be rounded and the contact face of the valve 29 may be flat, or vice versa, in order to provide these two elements with good contact surfaces and also in order to create a space. annular in communication with the orifices 28, whereby any leakage from the valve 29 can be observed.
The coupling or double elbow 18 can serve as a support for the tubes 16 if its tail 24 is engaged in a hole 31 of the baffle 12 or other support, each of these holes being preferably a little larger than the tail 24, in order to allow some longitudinal play in the event of expansion or contraction.
Although the connector has been described as consisting of a hollow tail or end part and two branches the ends of which are substantially parallel to each other, it is understood that the invention is not limited to attached to a connection with two branches only, because the latter may include additional branches, also approximately parallel, without departing from the scope of the invention.
This invention is particularly attractive for superheaters and economizers or for a forced circulation boiler, while not being limited to these special applications.
The double elbow fitting is of such a shape that it allows the steam or other fluid following it to rotate easily., In order to avoid the loss of pressure which any turbulence would produce during the passage of the steam through the connection. The valve 29 and its seat 26 are preferably
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in the form of a cone, the generatrix of which is inclined at 15 relative to its axis. The legs 21 and 22 preferably diverge at an angle of 30 relative to the axis of the connector and are slightly curved, in order to render the ends approximately parallel. This form provides easy access to a tube cleaning device which is introduced through the opening in the end 24, for cleaning the inside of the tubes 16.
In Figs. 5 to 7 of the drawings, the number 1 denotes the body of steam and water of an aquatubular boiler, the water chamber of which is connected by descent fittings 2 to the descent manifolds 3, connected by a bundle of inclined tubes 4 to the riser collectors 5 which, in turn, are connected by circulation tubes 6 to the vapor chamber of the steam and water body 1.
The body of steam and water 1 can be supported by the flanges 7 descending from supports 8 located above the body 1.
The burnt gas outlet flue is located above the tubes 6, so that these burnt gases flow between these tubes. An arch 10, located at the lower end of the outlet flue 9, extends from the body 1 to the outlet 9, along the upper row of tubes 6. An arch or baffle 11 extends from the upper ends collectors 5 to the lower end of the outlet flue 9, along the tubes 6. These vaults or baffles can be carried by the tubes 6, or they can be suspended from supports located above the wall on - lower part of the boiler. Beams 10 'or 11' shaped like an "I" represent these supports in the drawing, but the way in which these arches are supported is incidental.
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A row of tubes 12 extends from the vapor chamber of the steam and water body 1 to the superheater inlet manifold which may be of small size, since the numerous tubes 12 provide a good distribution of heat. the vapor contained in this collector.
The manifold 13 is located on the inner side of the fittings 2 and a row of tubes 14, one branch of which is longer than the other, are connected to this manifold. The short legs of the tubes 14 are connected to similar U-shaped tubes by Y-shaped connectors 15 and the tubes in the upper row have one leg longer than the other, these legs longer. being connected to the outlet manifold 16 of the superheater.
An abutment 17 may be seated on the lower bundle of tubes 4 and may serve as a support for one end of the tubes 14 of the superheater.
A sheet or strips 18 extend vertically from the abutment 17, transversely to the tubes 14 and holes for the passage of the tubes are formed therein.
This sheet or these strips can be coated with refractory material 19 in order to protect them against hot gases.
A flange 20 starts from a support 21 located above the boiler and is attached to a rib or ears 22 of the manifold of the superheater. Flanges 23 extend from the bottom wall of the manifold 16 of the superheater to the upper side of the manifold 13 of the superheater, in order to support the latter. These flanges are connected to the collectors by means of nuts attached to the ribs or ears 24 of the collectors.
The bottom wall of the manifold 13 of the superheater
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is provided with ribs or lugs 25 from which run out bricks 26 which are attached to the ribs of the profiled beams 27. These beams extend from the upper ends of the manifolds 3 where they can be attached to the manifolds or at the ends. adjacent fittings 2 in any suitable manner. The profiled beams extend from these collectors to a point which exceeds the collector 13, so that they act as cantilever beams, since they are retained by the flanges 26 at points between their points. ends.
The beams 27 have ribs 28 onto which the bricks 30 can be threaded and held in the well known manner.
A sheet or strips 29 start vertically from the inner or upper ends of the profiled beams 27 and have holes 30, through which the longer branches of the tubes 14 pass freely, this sheet or these strips also being drilled with other holes. analogues, through which the rods of the Y-fittings 15 pass, in order to support the corresponding ends of the tubes 14. The plates 29 can be lined with bricks as shown at 31, in order to form a baffle which extends in through the ends of the tubes of the superheater up to the vault 10, the manifolds 13 and 16 of the superheater being located between this baffle and the fittings 2.
The superheater manifolds are supported from outside the boiler and the chicune which extends from the upper end of manifolds 6 to vault 10 is supported by the manifold.
The cantilever beams 27 support the sheets 29 in such a way that they carry the weight of a
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of the ends of the tubes 14, while the other end of these tubes is carried by the bundle of tubes 40
In Figs. 8 to 10 of the drawings, the number 1 designates a body of steam and water of a boiler of the Babcock & Wilcox type, connected to the downcomers 2 by connectors 3.
These fittings 3 are bent at a small distance above the point where they enter the manifolds 2, so that the upper parts are arranged parallel to each other and enter the steam chamber of the steam body. and water 1 in pairs, the two tubes of a pair entering the steam chamber of the body of steam and water at places placed at short distances from each other around its periphery. The upper ends of the pairs of tubes are spaced twice as far as they would otherwise be, in order to provide larger gaps, through which the superheater tubes pass, as will be described.
A bundle of inclined tubes 4 connects the downcomers 2 to the riser manifolds 5 in the usual way and circulation tubes 6 connect the upper ends of the riser manifolds 5 to the vapor chamber of the steam body and of water 1, the horizontal part of every other tube 6 diverging so that they enter the vapor chamber of the vapor-water body 1 in two longitudinal rows, as shown clearly Figs. 8 and 10.
The gases pass all at once over the inclined tubes 4 and then over the circulation tubes 6, near the body 1, after which they flow through the outlet 7. A baffle 8 is arranged near the
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fittings 3 and from the gas flow side, which runs from the upper row of tubes 4, near the upper ends of the manifolds 2, to the body 1. This baffle may consist of metal plates coated with material refractory on their wall exposed to gases.
A number of equally spaced pipes 10 lead from the vapor chamber of the steam and water body 1 to the inlet manifold 11 of the superheater and this inlet manifold can therefore be of small diameter without ceasing to provide adequate distribution of steam in the manifold and in the superheater tubes which depend on it.
A row of U-shaped tubes 12 extends from the manifold 11 into the space contained between the bundle of tubes 4 and the circulation tubes 6, passing through the baffle 8.
The elbows of these tubes are visible at 13. One branch of these tubes is shorter than the other and ends near the baffle 8. Y-fittings or double elbows 14 connect the ends of the tubes 12 to the ends of the U-tubes. analogues whose branches are of equal length., and so on until the superheater has the desired number of tubes.
The tails of the connectors 14 pass through holes in the baffle 8 and are supported by the latter. The ends of these tails are threaded and are closed with threaded plugs 15, which can be removed when it becomes necessary to clean the tubes from the outside of the boiler shell. Although it is possible to arrange the tubes 12 parallel to the tubes 4, the drawings show them placed horizontally for the purpose of draining the superheater.
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Spaces are provided between the groups of these superheater tubes 12, so that it may be possible to add them and thus increase the heating surface of the superheater if necessary. These spaces are closed at the top and at the bottom by baffles or bricks 12 ', in order to prevent gas stagnation. They extend over the entire length of the superheater.
In order to minimize the danger of burning the tubes, the inlet manifold is located at the bottom, so that the hot gases which rise and which surround the tubes of the superheater first come into contact with the colder tubes. A support 16, resting on the tubes of the inclined tube bundle 4, is placed between the elbows 13 and the Y-fittings 14, in order to support the tubes of the superheater.
This weight can be distributed in any convenient way over a number of tubes in the top rows of tubes 4. Each U-tube 12 in the top row of superheater tubes has one leg longer than the other. and extends to an outlet manifold of the superheater 17, located on the side of the baffle 8 which is opposite to the fittings 3. The long branches of the U-shaped tubes 12 pass between the fittings 3, to go to the manifolds of the superheater.
The manifold 17 of the superheater is suspended from the body 1 by flanges 18 attached thereto by means of bolts or in any other suitable manner. The flanges 18 have turnbuckles 19 for adjusting their length, and they are attached to the tabs 20, welded or fixed in any suitable manner to the upper side of the manifold 17. Tabs 21 are attached to the lower side.
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of the manifold 17 and the flanges 22 pass from these legs 21 to the legs 22, fixed to the upper side of the inlet manifold 11, in order to support the lower manifold and keep it at the desired distance.
In Figs. 11 to 17, the number 1 designates a body of steam and water, to the water chamber of which the fittings 2 are connected. These go to the downcomers 3, connected by a bundle of inclined tubes 4 to the ascent manifolds 5 which, in turn, are connected by the circulation tubes 6 to the vapor chamber of the body of steam and water 1. The intermediate fittings 7 connect the manifolds 3 to the lower down manifolds 8 connected by a bundle of inclined tubes 9 to the lower riser manifolds 10 which, in turn, are connected by the fittings 11 to the riser manifolds 5.
A row of tubes or pipes 12 connect the steam chamber of the steam and water body 1 at a number of points spaced along the length of the inlet manifold 13 of the superheater, which lies between the two points. bundles 4 and 9 of inclined tubes.
The pipes 12 have removable sections 14 which can be removed when it is desired to remove the pipes 4 from the boiler for replacement or repair or again to introduce a mandrel into the horizontal parts 12 'which enter the manifold of the pipe. 'entry 15.
The tubes 12 are arranged so that the water they contain flows into the collector 13 when the boiler is taken out of service. The horizontal parts 12 'of the tubes 12 enter the manifold 13 from the side and are rectilinear so that they can be expanded there by mandri-
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When a mandrel is inserted through part 12 ', after having removed section 14. U-shaped tubes 15 constitute a lower row of a superheater, each of these tubes having a branch longer than the length of the tube. 'other, the long legs being connected to the inlet manifold 13 and the short legs being electrically welded to the Y-connectors 16. These have tails which can pass through metal strips to support the ends of the tubes. .
These tails of the connectors 16 can be closed by removable plugs, with a view to cleaning the tubes.
The U-shaped tubes 15 of the upper row have one leg longer than the other and these long legs are connected to the outlet manifold 17 of the superheater. The long legs of the tubes 15, which are connected to the manifolds 13 and 17 of the superheater, can be bent downwards to facilitate removal of the tubes, as shown by the dotted lines in FIG. 12. The superheater manifold 17 is supported by flanges 18, attached to the lower tubes of bundle 4 and to tabs welded to the upper side of the superheater manifold. Flanges 19 keep manifold 13 away from manifold 17, the superheater manifolds having welded lugs to which these flanges are attached.
A baffle 20 starts from the upper end of the downcomers 8 and follows for a certain distance the upper side of the upper row of tubes 9. Flame arresters 21 and a lining of bricks or other refractory material start. from the end of the baffle 20 through the space included, between the bundles of tubes 9 and 4 and also pass through the bundle of tubes 4 to form a baffle for the gases. The flame arresters 21 are made of metal
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and have notches or holes in which the tubes 4 fit; they thus constitute a suspension device for one end of the tubes of the superheater, themselves being in turn supported by the inclined tubes 4.
The holes made in the sheets 21, through which the long branches of the tubes 15 pass to go to the collectors 13 and 17, may have a larger diameter than that of the tubes in order to allow the collectors 13 and 17 to expand. longitudinally, without forcing the tubes.
The tails of the Y-fittings 16 pass through the sheets 21 as clearly shown in FIG. 12 and thus support the ends of the tubes 15 of the superheater.
The Y-fittings can be held in place in the holes in the sheets 21 by collars 16 'welded or screwed onto the tails of these fittings (Fig. 12). Slanted holes 21 'allow the long branches of the tubes 15 to pass.
On an abutment 23 which can be connected to the upper tubes of bundle 9, rests a support interposed between the ends of the superheater. This support comprises metal plates 25 pierced with holes through which the tubes pass and these plates can be coated with refractory material 26. Interposed pieces 23 'can distribute the weight over several rows of tubes 9.
A baffle 27 extends from the tubes 6, across the tubes 4, between the baffle 21 and the collectors 3. The gases pass only once over the tubes 9 and then repeatedly over the tubes 4 before flowing between fittings 2 and through outlet 28. The superheater tubes shown in FIG. They are arranged horizontally so that the superheater can be vented.
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In the variant shown in FIG. 3, the tubes
15 of the superheater are parallel to the tubes 4 and 9. This embodiment has no support between the inlet manifold of the superheater 13 and the tubes 9. However, hangers 24 'are connected at the lower ends. flame arresters 21 and support the upper rows of the lower tubes 90
Figs. 14 and 15 clearly show the support on which rest the plates 25 which extend across the tubes of the superheater.
This support comprises a row of brackets 30 provided with rounded parts 30 'which fit onto the tubes 9.
These brackets 30 comprise vertical projections 31 hollowed out with cavities 32 forming notches wider than the thickness of the plates 25, in which the lower ends of these plates rest, which can thus move longitudinally with respect to the tubes. U-bolts 24 serve to secure the brackets 30 to the top row of tubes 9.
The curved portion of each U-bolt 24 is flattened in order to provide a good contact surface with the tube, and the bolts may have studs 34 intended to engage the cavities of the bricks 35.
Two rows of bricks are housed between the two upper rows of tubes 9. As clearly shown in FIG. 16, these bricks have concave edges 36, in which the tubes 9 fit together and grooves 37 for the U-bolts 24. Each brick is also provided with a groove 38 for the studs 34 of the U-bolts 24. There place a row of bricks 35 on the second row of tubes 9 with their wide sides facing upwards and arranging the grooves 38 so that the studs 34 of the bolts
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in U 24 come to stay there. The other row of bricks 35 is turned upside down and the flat surfaces of its bricks are in contact with those of the lower row, the grooves 37 being arranged so that the U-bolts 24 fit there.
Fig. 17 shows how the top row of tubes 9 is suspended from the superheater manifold 13.
Flanges 40 descend from the tabs 41 fixed under the superheater manifold 13 to the tabs 42 placed near the ends of the plates 21. Lugs 43 are welded to the tubes 9, as shown at 43 ', and these tabs have protrusions 44 which protrude from the lower end of the plates 21, so that the tubes 9 are suspended from the superheater manifold by the legs 42, 43 and the flanges 40.
According to the present invention, the intermediate superheater is carried by the tubes of the boiler in such a way that the superheater, its supports and the gas chucks can rise and fall according to the changes in temperature. The tubes of the upper bundle 4 are interconnected by the baffles, so as to form a solid assembly and the upper row of tubes of the bundle 9 is supported at an intermediate point of its length, the tubes thus supporting the tube. weight of the greatest number of tubes of the superheater which rise and fall according to temperature changes as do those of the boiler.
The pipes 12, which pass from the steam and water body 1 to the manifold 13 of the superheater, are straight at the point where they open out into this manifold and they pass under the lower ends of the manifolds 3 at a distance such that is possible to
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bend the fittings 7 to allow the tubes 12 to pass through.
According to the invention, the superheater can be made of sections comprising tubes and double elbows which can be removed as a whole. As shown by the dotted lines in FIG. 1, a section can be removed.
Since the horizontal part of the lower tubes of the superheater extends farther beyond the plate 21 than does the horizontal part of the upper tubes, a section can be removed by rotating it around the point where the upper tube. through the support plate, until the bend of the lower branch of the superheater tube of the section under consideration is immediately below the bend of the upper branch and the front part of the superheater section is in the posi- tion shown in dotted lines, i.e. it is in front of the space between the intermediate riser fittings 11.
The superheater section is then pulled forward and upward, and the parts of the superheater tubes, which are bent downward and backward, then easily pass through the sloping holes in the plates 21.
In the variant shown in FIG. 13, the sections between the fittings 11 are naturally removed, by pulling them parallel to the length of the tubes 15.
-: - CLAIMS -: -
1.- Connector for the ends of tubes and similar elements, comprising substantially parallel branches intended to be connected to tubes, and an opening giving access to these branches through the connector.
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