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Chaudière à tubes d'eau? C.I.- Demande de brevet allemand Sch. 122.444 déposée le 28 avril 1941.
L'objet de la présente invention est une chaudière à tubes d'eau, comportant un réservoir sectionné d'eau et de vapeur, et destinée surtout à des pressions de vapeur élevées. Dans une disposition connue de ce genre des réservoirs de vapeur juxtaposés, allongés en forme de caisse, s'étendent au moins sur une partie de la longueur entière de la chaudière et forment, avec les tubes d'eau des éléments vaporisateurs dont chacun présente une cir- culation d'eau fermée.
Dans la présente invention, de même que dans cette disposition connue, on cherche à supprimer l'emploi de
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tambours à haute pression qui sont lourds, chers et soumis au danger d'explosion. Mais en outre, l'invention a pour but d'éviter les désavantages des collecteurs de vapeur en forme de caisse des chaudières connues, c'est à dire le poids élevé, et surtout l'effort de flexion défavorable auquel sont soumises les parties formées par des plaques planes, lors d'une pression élevée de la chaudière.
Conformément à l'invention le réservoir d'eau et de vapeur est formé par un ensemble de chambres tubulaires verticales, communiquant les unes avec les autres et disposées sensiblement au même niveau. Cette disposition permet surtout une construction moins chère de la chaudière, qui est miex protégée contre le danger d'explosion, et qui présente néanmoins un volume d'accumulation sensiblement égal 1 celui des constructions connues, mais qui est soumise des efforts moindres. En outre, la disposition suivant l'invention évite les lignes de soudure s'étendant sur toute la longueur de la chaudière.
La construction du réservoir sous forme d'un assemblage de chambres tubulaires permet d'employer des matières de construction meilleur marché en forme de tubes qui se prêtent particulièrement bien à l'application de pressions élevées. Cette construction permet en outre une plus grande liberté dans la disposition des tubes traversant le foyer que dans le cas d'un réservoir sous forme de tambour à haute pression.
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Le dessin annexé représente à titre d'exemple une forme de réalisation de l'objet de l'invention constituée par une chaudière de locomotive.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de la chaudière.
La fig. 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 représente, dans sa partie gauche, une coupe transversale selon la ligne III-III de la fig.l et, dans sa partie droite, une coupe transversale selon la ligne IV-IV de la fig. 1.
Les figs. 4 et 5 représentent des variantes d'un détail.
Le réservoir d'eau et de vapeur est formé par un grand nombre de chambres tubulaires 1 disposées verticale- ment: Les extrémités inférieures de ces chambres tubulaires sont serties dans des tubes transversaux 2 disposés horizontalement, tandis que leurs extrémités supérieures débouchent dans des tubes transversaux 3, également hori- zontaux. Le niveau d'eau dans ces chambres tubulaires 1 se trouve approximativement à la hauteur de la ligne pointillée. Tous les tubes transversaux 2 et 3 sont raccordés à des tuyaux collecteurs 5 et 6. Les tuyaux collec- teurs supérieurs 5 servent à la prise de vapeur; les tuyaux collecteurs inférieurs 6 sont raccordés des deux côtés extérieurs, aux conduites descendantes 7, disposées en dehors du revêtement calorifuge 8 du foyer et allant aux tuyaux distributeurs 9.
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Des tubes 10, 11 montent à partir des tuyaux distributeurs 9 aux tubes transversaux 2, dans lesquels est admise la vapeur qui se dégage dans des tubes montants.
De là les bulles de vapeur montent dans l'espace accumula- teur de vapeur dans les chambres tubulaires 1. Les tubes montants 10 et 11, disposés à distances égales du milieu de la chaudière, sont serrés les uns contre les autres sur la plus grande partie de leur longueur, et seulement à leur entrée dans les tubes transversaux, qui a lieu à diffé- rentes distances du plan médian longitudinal de la chaudière, les tubes 10 et 11 laissent un petit espace entre eux, cet espace étant rempli par de la matière réfractaire 9a.
Puisque les tubes transversaux 2 sont également serrés les uns contre les autres, le foyer est limité, sur trois de ses côtés, principalement par des tubes traversés par de l'eau. Afin d'assurer la circulation de l'eau dans les tubes latéraux 10,11 le diamètre des chambres tubulaires 1 doit être le double de celui des tubes 10, 11. Si au n lieu de deux tubes 10,11 un nombre de/tubes, disposés l'un à côté de l'autre dans la direction longitudinal, débouchent dans un tube transversal 2, le diamètre des chambres tubulaires 1 doit être égal à la somme des dia- mètres de ces n tubes montants.
Afin de bien utiliser les gaz du foyer, d'autres tubes 12, 13 montent dans le foyer vers les tubes transver- saux 2, ces tubes partant d'un tuyau distributeur 14 disposé parallèlement au tuyau distributeur 9 et relié à ce dernier par des raccords courbés 15. Au moyen de ces
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raccords 15 on évite des soudures difficilement accessibles d'un raccord transversal direct entre les deux tuyaux distributeurs 9,14. Les tabes 12, 13 par opposition aux tubes 10, 11, montent en laissant un espace entre eux, de façon que les gaz du foyer puissent balayer une partie aussi grande que possible de leur longueur et qu'un brassage intense des gaz chauds soit réalisé.
La grille 16 est montée entre les tuyaux distribu- teurs 14 qui sont encore reliés à des tuyaux transversaux 17, 18 et forment avec ces derniers un cadre fixe. Le tuyau transversal arrière 17 du cadre est relié, par des tubes d'eau montants 19 formant la paroi arrière du foyer, à un des tubes transversaux 2, tandis qu'un grillage de tubes courts 18b est disposé entre le tuyau transversal avant 18 et un tuyau transversal 18a. A l'extrémité avant de la chambre de combustion 22 est disposé un autre grillage de tubes 20,21 (fig. 3, à droite). La chambre de combu - stion 22 est suivie par le surchauffeur 23 et le réchauffeur 24, formés également par des grillages de tubes. La chambre de combustion peut comprendre plusieurs grillages de tubes 20,21.
Dans la section transversale de la fig. 3 est repré- sentée à gauche la disposition des tubes dans le foyer, à l'endroit de la voûte 25 de celui-ci, qui est portée par les tubes 26 fortement recourbés. Aussi à cet endroit les tubes 10, 11 forment la fermeture latérale du foyer vers l'extérieur, cette fermeture étant complétée par la protec- tion calorifuge 9 déjà mentionnée.
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La mise en communication des chambres tubulaires 1 entre elles par les tubes transversaux 2 offre une section de passage abondante à l'eau montant par les tubes 10, 11 etc. et passant par ces tubes 2 dans les tubes descendante 7, de façon que l'écoulement transversal dans les tubes 2 ne soit pas entravé par les bulles de vapeur qui montent dans les tubes 10, 11 etc. Les tubes transversaux 2 forment en même temps une simple fermeture du foyer vers le haut, cette fermeture étant complétée par la matière réfractaire 8a indiquée dans la fige 2.
La construction représentée de la chaudière permet un nettoyage facile, surtout en ce qui concerne les tubes d'eau, des bouchons de nettoyage 27 étant prévus à cet effet. En outre, les entrées des tubes évaporateurs 10, il) 12, 13 dans les tubes transversaux 2 sont disposées avan- tageusement dans l'axe des chambres tubulaires, afin de faciliter le nettoyage de ces tubes montants.
Au lieu d'utiliser la circulation naturelle, la chaudière conforme à l'invention peut fonctionner également avec une circulation forcée de l'eau. Elle peut être utilisée dans des installations fixes, aussi bien que dans des véhicules terrestres et marins (chaudières marines).
Au lieu des tuyaux distributeurs longitudinaux 9, 14, on peut prévoir des tuyaux distributeurs transversaux con- stitués par des courts tubes 28 (fig. 4 et 5) communiquant, d'une part avec les tubes descendants 7 et, d'autre part avec les tubes montants 10 à 13. De tels tubes distributeurs
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sont disposés des deux côtés de la chaudière dans le plan vertical passant par chaque tube transversal 2.
Lorsque les tubes transversaux 28 sont reliés entre eux par un tube longitudinal 29, il n'est pas nécessaire de dispo- ser un tube descendant 7 pour chacun des tubes 28, mais dans les parties moins chauffées de la chaudière un nombre correspondamment plus faible de tubes descendants 7 peut être prévu.
La construction comportant des tubes distributeurs transversaux 28 offre l'avantage que tous les tubes 1, 2, 10 13 et 28 situés dans le plan vertical d'un tube trans- versal 2 peuvent être assemblés en un élément unique et soudés correctement avant d'être introduits dans la chaudière.