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Chaudière tubulaire à serpentins et à circulation naturelle,
La présente invention a pour objet une chaudière tubulaire à serpentins et à circulation naturelle, les serpentins de cette chaudière se composant d'une partie 'chauffée par rayonnement, garnissant intérieurement la chembre de combustion, et d'une partie.chauffée par contact, disposée sur le parcours des gaz de combustion.
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Cette combinaison d'une surface de vaporisation chauffée par contact et d'une surface de vaporisation chauffée par rayonnement permet une bonne utilisation de la chaleur des gaz de combustion.
La présente invention réside dans le fait eue les serpentins,qui tapissent d'abord la chambre de combustion en formant une enveloppe hélicoïdale verticale à pas nultiple, se continuent à travers le conduit de gaz chauds qui se trouve au-dessus de la chambre de combustion. sous la forme de boucles tubulaires dont les coudes sont posés à plat et qui présentent à peu près la même pente.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 est une coupe verticale et la fig. 2 une vue de face de la chaudière.
Les fig. 3 et 4 sont des coupes horizontales suivant III - III et IV - IV de la fig, 1.
La fig. 5 est une vue de côté, avec coupe partielle, de la partie inférieure d'une forme d'exécution différente, et la fig. 6 est une vue de face correspondante,
La chaudière est constituée sous la forme d'une chaudière à passage unique des gaz de combustion. Ceux-ci, cui partent de la chambre de combustion 1, munie par exemple d'un brûleur à huile 2, passant par le conduit vertical 3 et s'échappent par le conduit de fumée ou la cheminée 4. Dans l'exemple du dessin, ce conduit vertical est de section rectangulaire, il pourrait naturellement avoir également une autre forme, par exemple être polygonal ou circulaire.
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La partie inférieure du conduit vertical est entourée d'une enveloppe de tubes constituée par un serpentin à quadruple pas. A la partie supérieure, chaque serpentin 5 qui contourne d 'abord en hélice la chambre de combustion se continue par des boucles transversales qui traversent le conduit des ganz chauds.
Les coudes de changement de direction sont horizontaux dans leur direction principale, pour permettre d'obtenir une montée progressive. A l'endroit du passage des spires hélicoïdales aux boucles transversales, le tube est bifurqué. Ces tubes bifurqués forment deux groupes voisins de boucles 6 et 7 décalées les unes par rapport aux autres, de telle sorte qu'il se forme des voies de passage relativement étroites pour les gaz de chauffage.
Ces boucles des tubes débouchent dans un corps cylindrique à eau et à vapeur 9 disposé à l'extérieur de l'enveloppe 8 de la chaudière.
Le corps cylindrique ?9 est relié, par des tubes de retour descendants 10 en nombre égal aux serpentins 5, aux extrémités inférieures de ces serpentins. Ces tubes de retour sont, il est vrai, à l'intérieur de l'enveloppe 8, mais à l'extérieur du revêtement formé par les serpentins 5, de sorte qu'ils sont protéges contre les gaz de combustion. Un robinet de vidange 12 est disposé à l'extrémité inférieure de chaque serpentin 5, de préférence à l'endroit de la jonction du tube de retour 10 et du point le plus bas du conde de raccordement du serpentin 5. Les boucles 6 et 7 des tubes sont munies de tubulures de nettoyage 13 qui passant à l'extérieur de la chaudière en travers-ant l'enveloppe 8, et qui sont donc accessibles à tout instant.
Au-dessus des boucles 6 et 7 des serpentins, chauffées par contact,
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un surchauffeur 14 d'où la vapeur est conduite au point d'utilisation, est disposé dans le conduit des gaz de combustion.
La chaudière décrite, à passage unique des gaz chauds, est d'une construction très simple. Tous les serpentins ont à peu près même longueur et sont chauffée uniformément. La pente reste à peu près la même sur toute le longueur des serpentins. On évite complètement les changements brusques de direction et de pente, de sorte ue la surface de chauffe et de vaporisation très active oppose une faible résistance à la circulation du mélange ascendant d'eau et de vapeur. Le dispositif objet de la présente invention présente ainsi des avantages par rapport aux chaudières à serpentins connues, dans lesquelles les coudes des tubes sont situés dans des plans verticaux et sont exécutés avec une forte courbure.
Dans les tubes de vaporisation de ce genre, la résistance est si grande que le mélange d'eau et de vapeur ne peut être refoulé vers le haut que par de fortes pulsations.
Il en résulte l'entraînement debeaucoup d'eau de tambour supérieur, c'est-è-dire que l'on obtient de le vapeur humide. Dans le générateur de vapeur conforme Ala présente invention, l'eau entraînée par la vapeur est en quelque sorte poussée sur un plan faiblement incliné, ce qui réalise déjà une séparation de la vapeur et de l'eau. La vapeur qui pénètre dans le collecteur supérieur est par conséquent relativement sèche.
Au lieu de brancher directement chaque tube, comme il a été décrit ci-dessus, sur l'extrémité inférieure d'un serpentin, on pourrait également effectuer la jonction par l'intermédiaire d'un petit
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collecteur interposé. Un exemple d'exécution de ce genre est représenté sur les fig. 5 et 6 où ce collecteur est désigné par 15. Dans ce collecteur, qui est muni d'un robinet de vidange 16, débouchent à la fois des quatre tubes de retour 10 et les quatre serpentins 5 des tubes de vaporisation. La circulation travers les différents tubes de vaporisation n'est plus au même degré indépendante de celle qui règne dans les autres tubes, comme dans l'exemple d'exécution des fig. 1 à 4.
Mais comme le chauffage de tpus les serpentins est très uniforme, on est assuré dans ce cas également que tous les serpentins reçoivent suffisamment d'eau et qu'il n'y a pas de danger que certains tubes brûlent par manque d'esu,
La chaudière objet de la présente invention convient en particulier, en raison de son faible encombrement, comme chaudière de petite dimension pour les véhicules et dans les applications analogues.
Elle peut être utilisée soit comme évaporateur à circuit fermé pour la.production de vapeur destinée à chauffer un générateur de vapeur de consommation à chauffage indirect, soit comme générateur de vapeur de consommation à chauffage direct.
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Tubular coil with natural circulation,
The present invention relates to a tubular boiler with coils and natural circulation, the coils of this boiler consisting of a part 'heated by radiation, internally lining the combustion chamber, and a part heated by contact, arranged on the path of the combustion gases.
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This combination of a contact heated vaporizing surface and a radiant heated vaporizing surface allows good use of the heat of the combustion gases.
The present invention resides in the fact that the coils, which first line the combustion chamber forming a vertical helical envelope with multiple pitch, are continued through the hot gas duct which is located above the combustion chamber. . in the form of tubular loops whose elbows are laid flat and which present approximately the same slope.
The description which will follow, with reference to the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.
Fig. 1 is a vertical section and FIG. 2 a front view of the boiler.
Figs. 3 and 4 are horizontal sections along III - III and IV - IV of fig, 1.
Fig. 5 is a side view, in partial section, of the lower part of a different embodiment, and FIG. 6 is a corresponding front view,
The boiler is constructed as a once-through flue gas boiler. These, cui leave the combustion chamber 1, provided for example with an oil burner 2, passing through the vertical duct 3 and escape through the flue or the chimney 4. In the example of the drawing , this vertical duct is of rectangular section, it could naturally also have another shape, for example be polygonal or circular.
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The lower part of the vertical duct is surrounded by a casing of tubes formed by a quadruple-pitch coil. At the top, each coil 5 which firstly bypasses the combustion chamber in a helix is continued by transverse loops which pass through the duct of the hot ganz.
The direction change elbows are horizontal in their main direction, to allow a gradual rise. At the place of passage from the helical turns to the transverse loops, the tube is bifurcated. These bifurcated tubes form two neighboring groups of loops 6 and 7 offset from each other, so that relatively narrow passageways are formed for the heating gases.
These tube loops open out into a cylindrical water and steam body 9 arranged outside the casing 8 of the boiler.
The cylindrical body 9 is connected, by descending return tubes 10 in number equal to the coils 5, to the lower ends of these coils. These return tubes are, it is true, inside the casing 8, but outside the coating formed by the coils 5, so that they are protected against combustion gases. A drain valve 12 is arranged at the lower end of each coil 5, preferably at the location of the junction of the return tube 10 and the lowest point of the connection pipe of the coil 5. The loops 6 and 7 tubes are provided with cleaning pipes 13 which pass outside the boiler by traversing the casing 8, and which are therefore accessible at all times.
Above loops 6 and 7 of the coils, heated by contact,
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a superheater 14 from which the steam is conducted to the point of use is arranged in the flue gas duct.
The boiler described, with a single pass for hot gases, is of a very simple construction. All coils are roughly the same length and are heated evenly. The slope remains roughly the same over the entire length of the coils. Sudden changes in direction and slope are completely avoided, so that the highly active heating and vaporizing surface offers little resistance to the circulation of the upward mixture of water and steam. The device which is the subject of the present invention thus has advantages over known coil boilers, in which the elbows of the tubes are located in vertical planes and are executed with a strong curvature.
In such vaporization tubes the resistance is so great that the mixture of water and vapor can only be forced upwards by strong pulsations.
This results in the entrainment of a lot of water from the upper drum, i.e. wet steam is obtained. In the steam generator according to the present invention, the water entrained by the steam is in some way pushed on a slightly inclined plane, which already achieves a separation of the steam and the water. The vapor entering the upper manifold is therefore relatively dry.
Instead of connecting each tube directly, as described above, to the lower end of a coil, one could also make the junction via a small
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interposed collector. An example of an execution of this type is shown in FIGS. 5 and 6 where this manifold is designated by 15. In this manifold, which is provided with a drain valve 16, open both of the four return tubes 10 and the four coils 5 of the vaporization tubes. The circulation through the various vaporization tubes is no longer to the same degree independent of that which prevails in the other tubes, as in the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 4.
But as the heating of all the coils is very uniform, it is also ensured in this case that all the coils receive sufficient water and that there is no danger that certain tubes will burn for lack of ESU,
The boiler which is the subject of the present invention is suitable in particular, because of its small footprint, as a small-size boiler for vehicles and in similar applications.
It can be used either as a closed-circuit evaporator for the production of steam intended to heat a consumer steam generator with indirect heating, or as a consumer steam generator with direct heating.