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Mémoire e Descriptif à l'appui de la demande d'un brevet d'invention de vingt années formé par la procédé et dispositif pour la production indirecte de vapeur au moyen d'un fluide de chauffrage circulant en circuit fermé.
Dans les générateurs de vapeur à chauffage indirect oonnus avec circulation du fluide de chauffrage en circuit fermé, on n'apporte à ce fluide de ohauffrage de la chaleur que dans la partie du circuit fermé qui absorbe de la chaleur et qui est constituée sous la forme d'un appareil de chauffage de ce fluide, par exemple sous la forme d'un évaporateur. par différence avec cette disposition la présente invention consiste en ce qu'on transmet également de la chaleur de l'extérieur au fluide de chauffage qui circule, dans la
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partie du circuit fermé qui abandonne de la chaleur, donc également pendant la transmission de chaleur au liquide à chauffer¯.
En conséquence, dans la chaudière conforme à la présente- invention, on expose également au chauffrage par les gaz de la combustion la partie du circuit fermé dans laquelle s'effectue la transmission de chaleur du fluide de chauffage au liquide à vaporiser. Selon une forme d'exé- cution avantageuse de la présente invention, ce sont des tubes concentriques, dispo-sée dans la parcours des gaz de chauffage et par le tube intérieur desquels passe le liquide à chauffer, qui forment la partie du circuit fermé qui dégage de la chaleur.
Comme, d'après la présente invention, la partie du circuit fermé qui abandonne de la chaleur est utilisée non seulement pour cet abandon de chaleur mais encore pour en absorber, on peut, pour une puissance déterminée de la chau- (libre, réduire les dimensions des surfaces de chauffe du rechauffeur et de l'évaporateur du circuit fermé. D'autre part, les corps de chauffe servant à la transmission indirecte de la chaleur n'exigent pas pour leur logement de lourds collecteurs ou tambours puisqu'ils sont disposés à l'extérieur du collecteur d'eau et de vapeur comme des surfaces de chauffe absorbant la chaleur. Il en résulte une réduction considérable du poids de la chaudière.
Le générateur de vapeur conforme à la présente invention est représenté sur le dessin joint par un exemple.
La fig,l est une coupe verticale d'une forme d'exécution d'une chaudière de véhicule, conforme à la présente invention.
La fig. 2 représente d'autre part à plus grande échelle une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1, la fig.3 une coupe d'un autre détail, et la fig. 4 une vue en plan partielle correspondante.
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absorbant la chaleur du circuit fermé, dans lesquels le fluide de chauffage qui circule est vaporisé, limitent une chambre de chauffe de section rectangulaire dont l'anneau de base est désigné par 1. Les tubes de vaporisation verticaux 2 disposés contre- les parois latérales de la chambre de combustion sont raccordés de chaque côté par leur extrémité supérieure à un collecteur ? qui débouche par son extrémité avant dans un tam- bour intermédiaire 4. Le long de la paroi avant, des tubes de vaporisation .5 montent à peu près jusqu'à mi-hauteur.
Ces tubes sont ensuite déviés en forme de serpentins traversant la chambre de combustion et débouchant également dans le tambour intermédiaire 4. Les tubes de vaporisation 6 disposés le long de la paroi arrière de la chambre de combustion sont reoourbés vers l'avant à l'extrémité supérieure de la chambre de com- bustion et sont ramenés sur le tambour 4. Les longueurs des tubes de vaporisation 5 et 6 qui passent au-dessus de la chambre de combustion @ sont écartées les unes des autrres de façon qu'il reste entre elles des voies de passage pour les gaz de la combustion.
Au-dessus des tubes de vaporisation 5 et 6 se trouve un surchauffeur 7, et au-dessus de ce sur- chauffeur se trouvent les tubes doubles concentriques 8 de la partie du circuit fermé qui abandonne la chaleur. Au moyen de cloisons de guidage 9, 10 et 12 disposées dans la chambre de combustion, on oblige les gaz de la combustion qui montent de la chambre de combustion à circuler en zig-zag pour gagner la cheminée 13, comme l'indiquent des flèches. En suivant cette voie, les gaz balayent les tubes de vaporisation, les tubes du surchauffeur et les tubes concentriques. Des tubes de descente 14 relient le tambour intermédiaire 4 à l'anneau de base 1 .
Ces tubes de descente sont protégés dans leur partie inférieure par rapport à la chambre de combustion par les branches verticales des tubes 5, et dans leur partie supérieure par une cloison réfractaire 15.
Dans chaque tube 8 (fig. 2 et 3) se trouve un tube intén -
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eur 16 qui sort à ses deux extrémités du tube extérieur.
Aux extrémités, le tube extérieur est fermé par un anneau rapporté 17 autour duquel on recourbe les extrémités du tube extérieur qui sont soudées d'une manière étanche sur le tube intérieur 16 (voir fig. 3). Les extrémités avant des tubes intérieurs 16 sont mandrinées dansjun tambour ou collecteur d'eau et de vapeur 18 . Du côté opposé aux embouchures des tubes 16, il a été prévu dans la paroi du bouilleur des ouvertures 19 fermées par des bouchons et au travers desquelles les tubes sont accessibles par exemple en vue du nettoyage.
Les extrémités arrière des tubes 16 de chaque rangée verticale sont reliées à une chambre tubulaire verticale 2o. Les chambres 20 débouohent par leur extrémité inférieure dans un collecteur 21 avec lequel la chambre d'eau du collecteur 18 est en communication par des tubes 22.
La vapeur du fluide de chauffage produite dans la partie du circuit fermé qui absorbe de la chaleur se dégage dans le tambour intermédiaire 4 et s'écoule par une conduite montante 23 (Fig.l) vers les tubes concentriques, Les chambres annulaires 24 des tubes 8 sont reliées entre elles à l'extrémité avant par des raccorda 25, et à l'extrémité arrière par des raccords 26. L'extrémité arrière des tubes 8 de la rangée inférieure est reliée par des tubes de retour 27 à l'anneau de base 1 . Ces tubes de retour sont protégés par rapport à la chambre de combustion par les parties verticales des tubes de vaporisation 6.
La vapeur produite indirectement dans les tubes intérieure 16 des tubes concentriques 8 s'échappe vers le collecteur 18 et est dirigée à la sortie de ce par une conduite 28 vers le surchauffeur 7 d'ou elle est transportée par une conduite non représentée sur le dessin jusqu'au point de consommation.
Le fluide de chauffage accomplit donc un circuit fermé
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et qui passe par les tubes concentriques, pour revenir aux tubes de vaporisation. La vapeur de chauffage produite dans les tubes de vaporisation et dégagée dans le tambour intermédiaire 4 abandonne de la chaleur à lteau qui circule Jans les tubes intérieurs 16 quand elle passe dans les chambres annulaires des tubes concentriques 8. En même temps, les gaz de chauffage qui balayent les tubes extérieurs 8 transmettent également de la chaleur à travers les tubes concentriques à la vapeur de chauffage et cette chaleur est retransmise par cette vapeur de chauffage à l'eau qui circule dans les tubes intérieurs 16.
Le rapport des surfaces de chauffe est calculé en tenant compte des températures qui se produisent et en disposant des nervures ou ailattes sur les tubes intérieurs, de telle sorte que la vapeur de chauffage soit condensée dans les chambres annulaires des tubes concentriques. La transmission de la chaleur à l'eau à évaporer dans les tubes intérieurs 16, et qui doit produire la vapeur de fonctionnement s'effectue donc dans les conditions très favorables.
Revendications.
1 - procédé de production indirecte de la vapeur avec circulation en circuit fermé du fluide de chauffage, caracté- risé par le fait qu'on transmet de l'extérieur de la chaleur au fluide de chauffage également pendant la transmission de chaleur par ce fluide au liquide à vaporiser.
2'- Générateur de vapeur pour la mise en oeuvre du procédé spécifié sous 1 , ce générateur etant caractérisé par le fait que la partie du circuit fermé dans laquelle s'effectue la transmission de chaleur du fluide de chauffage circulant au liquide à évaporer. est exposé au chauffage par les gaz de la combustion.
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Memory e Description in support of the application for a twenty-year patent for invention formed by the method and device for the indirect production of steam by means of a heating fluid circulating in a closed circuit.
In indirect heating steam generators or known with circulation of the heating fluid in a closed circuit, heat is supplied to this heating fluid only in the part of the closed circuit which absorbs heat and which is formed in the form a device for heating this fluid, for example in the form of an evaporator. in contrast to this arrangement, the present invention consists in that heat is also transmitted from the outside to the heating fluid which circulates, in the
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part of the closed circuit which gives up heat, therefore also during the transmission of heat to the liquid to be heated.
Consequently, in the boiler according to the present invention, the part of the closed circuit in which the transmission of heat from the heating fluid to the liquid to be vaporized is also exposed to heating by the combustion gases. According to an advantageous embodiment of the present invention, these are concentric tubes, arranged in the path of the heating gases and through the inner tube of which the liquid to be heated passes, which form the part of the closed circuit which gives off heat.
As, according to the present invention, the part of the closed circuit which gives up heat is used not only for this loss of heat but also for absorbing it, it is possible, for a determined power of the free heat, to reduce the heat losses. dimensions of the heating surfaces of the reheater and of the closed circuit evaporator.On the other hand, the heating bodies serving for the indirect transmission of heat do not require heavy collectors or drums for their housing since they are arranged outside the water and steam collector as heating surfaces absorbing heat, resulting in a considerable reduction in the weight of the boiler.
The steam generator according to the present invention is shown in the accompanying drawing by way of example.
Fig, 1 is a vertical section of an embodiment of a vehicle boiler according to the present invention.
Fig. 2 also shows, on a larger scale, a section along the line II-II of FIG. 1, fig.3 a section of another detail, and fig. 4 a corresponding partial plan view.
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absorbing heat from the closed circuit, in which the circulating heating fluid is vaporized, limit a rectangular section heating chamber whose base ring is designated 1. The vertical vaporization tubes 2 arranged against the side walls of the combustion chamber are connected on each side by their upper end to a manifold? which opens at its front end into an intermediate drum 4. Along the front wall, vaporization tubes .5 go up to approximately halfway up.
These tubes are then deflected in the form of coils passing through the combustion chamber and also opening into the intermediate drum 4. The vaporization tubes 6 arranged along the rear wall of the combustion chamber are curved forward at the end. upper part of the combustion chamber and are brought back to the drum 4. The lengths of the vaporization tubes 5 and 6 which pass above the combustion chamber @ are spaced from each other so that they remain between them passageways for the combustion gases.
Above the vaporization tubes 5 and 6 is a superheater 7, and above this superheater are the double concentric tubes 8 of the part of the closed circuit which gives up heat. By means of guide partitions 9, 10 and 12 arranged in the combustion chamber, the combustion gases which rise from the combustion chamber are forced to flow in a zig-zag way to reach the chimney 13, as indicated by the arrows. . Following this path, the gases sweep through the vaporization tubes, the superheater tubes and the concentric tubes. Downpipes 14 connect the intermediate drum 4 to the base ring 1.
These down tubes are protected in their lower part relative to the combustion chamber by the vertical branches of the tubes 5, and in their upper part by a refractory wall 15.
In each tube 8 (fig. 2 and 3) there is an inner tube -
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eur 16 which comes out at both ends of the outer tube.
At the ends, the outer tube is closed by an attached ring 17 around which the ends of the outer tube are curved, which are sealed to the inner tube 16 (see FIG. 3). The front ends of the inner tubes 16 are mandrelated in a water and steam drum or collector 18. On the side opposite the mouths of the tubes 16, there are openings 19 in the wall of the boiler which are closed by plugs and through which the tubes are accessible for example for cleaning.
The rear ends of the tubes 16 of each vertical row are connected to a vertical tubular chamber 2o. The chambers 20 open at their lower end into a manifold 21 with which the water chamber of the manifold 18 is in communication by tubes 22.
The vapor of the heating fluid produced in the part of the closed circuit which absorbs heat is released in the intermediate drum 4 and flows through a riser 23 (Fig.l) to the concentric tubes, The annular chambers 24 of the tubes 8 are interconnected at the front end by couplings 25, and at the rear end by couplings 26. The rear end of the tubes 8 of the lower row is connected by return tubes 27 to the ring of base 1. These return tubes are protected from the combustion chamber by the vertical parts of the vaporization tubes 6.
The vapor produced indirectly in the inner tubes 16 of the concentric tubes 8 escapes to the manifold 18 and is directed at the outlet of this by a pipe 28 to the superheater 7 from where it is transported by a pipe not shown in the drawing. up to the point of consumption.
The heating fluid therefore performs a closed circuit
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and which passes through the concentric tubes, back to the vaporization tubes. The heating vapor produced in the vaporization tubes and given off in the intermediate drum 4 gives up heat to the water which circulates in the inner tubes 16 as it passes through the annular chambers of the concentric tubes 8. At the same time, the heating gases which sweep the outer tubes 8 also transmit heat through the concentric tubes to the heating steam and this heat is retransmitted by this heating steam to the water which circulates in the inner tubes 16.
The ratio of the heating surfaces is calculated taking into account the temperatures that occur and arranging ribs or ailattes on the inner tubes, so that the heating vapor is condensed in the annular chambers of the concentric tubes. The transmission of heat to the water to be evaporated in the inner tubes 16, and which must produce the operating steam, therefore takes place under very favorable conditions.
Claims.
1 - process for the indirect production of steam with closed circuit circulation of the heating fluid, characterized by the fact that heat is transmitted from the outside to the heating fluid also during the transmission of heat by this fluid to the spray liquid.
2'- Steam generator for implementing the method specified under 1, this generator being characterized in that the part of the closed circuit in which the heat transmission from the circulating heating fluid to the liquid to be evaporated takes place. is exposed to heating by combustion gases.
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