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B R E V E T D'INVENTION "PERFECTIONNEMENTS AUX CHAUDIERES ET ANALOGUES" Monsieur Le on REMESS
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en FRANCE, le 4 septembre 1941.
On connaît des chaudières multitubulaires à tubes d'eau qui permettent une vaporisation intense, mais se prêtent asses mal l'obtention d'une grande capacité d'eau pour former un volant thermique important, du moins dans les petites installations. Telle par exemple la chaudière Field. On connaît également des chaudières à tubes de fumée, qui assurent une réoupération poussée des chaleurs du foyer et permettent la mise en jeu de grandes quantités d'eau, mais deviennent oompliquée et conteuses dès qu'on veut réaliser une très grande
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surface de chauffe en vue d'assurer une vaporisation intense.
On a imaginé d'autre part:de nombreuses combinaisons en vue d'obtenir simultanément les avantages de l'un et de l'aue tre des types de chaudières sus-visés, mais on aboutit en général à des réalisations compliquées, exigeant un outillage spécial et coûteux.
La chaudière combinée formant l'objet de la présente invention est au contraire de réalisation fort simple et n'ati- lise que des éléments usuels dans la technique des chaudières, Elle est essentiellement caractérisée par la combinaison de deux corps,, l'on à tubes d'eau, l'autre à tubes de famée, les tubes d'eau étant logés à l'intérieur des tubes de fumée avec un jeu suffisant pour le passage des gaz,
Une autre caractéristique de l'invention, de préférence utilisée en combinaison avec celle qui précède, oonsiste à entourer le corps à tubes de famée d'une paroi ménageant un jeu annulaire dans lequel on fait circuler les gaz allant à la cheminée,
en vue d'augmenter la surface de chauffe ou à tout le moins de créer autour du corps une enveloppe protectrice oontre les pertes de chaleur par radiation.
Dans la forme de réalisation préférée, le corps à tubes de famée eat à foyer intérieur et à tubes verticaux, et il est surmonté par le corps à tubes d'eau dont les tubes verticaux, préférablement dn genre Field, viennent se loger dans les tubes de famée par simple enfoncement. le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer:
Fig. 1 est une coupe générale d'une chaudière suivant l'invention.
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pige 2 en est une coupe suivant II-II (fig. 1).
Fig. 3 et 4 indiquent sohématiquement des variantes de détail dans le circuit des gaz*
Fig. 5 indique schématiquement une variante construc- tive.
*.Pige 6 montre en coupe vertioale une forme pratique de réalisation d'ane chaudière du genre schématise en fige 1.
La chaudière représentée en fige 1 comporte essentielle- ment deux copps 1 et 2. le premier est un oorps à tubes d'eau du. genre Field, chaque élément comprenant un tube extérieur vertical 3 ferméà la partie intérieure et un tube intérieur 4 ouvert aux deux extrémités.
Le corps 2 est à tubes de famée verticaux 5 et il compor- te an foyer intérieur 6 dans lequel débouchent les tubes 5.
Ce foyer renferme une grille 7. Il est bien entendu prévu une porte latérale non figurée pour permettre 1'accès au foyer. les deux corps 1 et 2 sont superposés, comme montré, les éléments 3-4 du premier étant logés dans l'axe des tubes de fumée 5 du second qu'ils traversent de part en part de manié- re à ce que leurs extrémités inférieures viennent faire légè- rement saillie à l'intérieur du foyer 6. De plus il est ména- gé un espace 8 entre le haut du corps 2 et le fond du corps 1, l'éoartement étant maintenu par exemple par le moyen de sup- ports appropriée tels que 9. la chaudière ainsi réalisée est entourée d'une sorte de oheminée cylindrique 10 qui se joint au corps 1, mais ménage un espace annulaire 11 autour du corps 2.
Les deux corps peuvent être indépendants l'on de l'autre en ce qui oonoerne la production de vapeur (ou d'eau chaude), ou bien ils peuvent être reliés l'un avec l'autre par une
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tuyauterie appropriée telle que 12, on encore par des loyaux courts traversant 1'espace 8.
Les gaz chaude s'échappant du foyer montent dans les espaces annulaires compris entre les parois des tubes 5 et les éléments 3-4. Ils débouchent dans l'espace 8, redescendent dans l'espaoe annulaire 11 et de là s'échappent à la cheminée par des carneaux non représentés. On réalise ainsi un laminage extrêmement poussé des fumées, de telle manière que l'échange de température est très intense. La surface de chauffe est très grande.
La construction reste néanmoins très simple, puisqu'elle revient à disposer convenablement l'on par rapport à l'antre un corps de ohaudière à tubes Field et un corps de chaudière à tubes de fumée, tous les deux de modèle courant, On peut donc ainsi réaliser sans outillage particulier, donc avec nn prix de revient avantageas:, des appareils à très haut rendement combinant les qualités respeotives des chaudières multitubulaires à tubes d'eau et à tubes de famée.
La ohemise cylindrique 10 entourant le corps 2 peut être à double paroi constituant ainsi un espaoe d'eau relié au corps 1. Une telle construction est courante dans les chaudières Field et n'implique par conséquent aucun outillage particulier, Cette disposition augmente la surface de chauffe, mais par contre elle présente l'inonvénient de réduire notablement le diamètre admissible pour le corps 2, comme on le comprend aisément.
La chaudière peut encore comporter un dispositif de soafflage 13 (fig. 1) qui, prenant de la vapeur au sommet du corps 1, par exemple, permet,,par un robinet 14, de l'injeoter dans l'espaoe 8 ou s'accumulant les saies. L'évacustion à la oheminée étant momentanément fermée pendant le soufflage, les soies sont ohassées vers le foyer à travers les tubes 5 que le pas-
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sage de vapeur décrasse.
Au lieu de ne faire passer les gaz qu'une seule fois à travers les tubes 5 et autour des éléments 3-4, on peut modifier le circuit de manière à obtenir deux passages successifs, oomene le montre la fig. 3. Une cloison verticale 15 divise le foyer 6 en deux parties 6' et 6". En fige 8 on a indiqué la cloison 13 en traits interrompus pour faciliter la compréhen- sion. La partie 61 du foyer est utilisée pour recevoir le feu, tandis que la partie 6" sert simplement de carneau récepteur de fuée relié à la oheminée. L'espaoe annulaire 11 est fermé vers le bas, comme montré, ou bien il peut être supprimé.
Les flèches montrent clairement le trajet des gaz qui s'élevèrent par certains des tubes 5 et redescendent par les autres pour s'échapper par ta partie 6" du. foyer* Au. liée. de laisser les gaz s'échapper à la cheminée à partir du carneau 6". on peut les amener dans l'espace annulaire 11 et les obliger à remonter autour du corps 2 pour s'échapper au sommet de celui-ci., Une telle disposition est sohématisée en fige 4. Bien entendu il faut que l'espaoe 11 soit alors séparé de l'espace intermédiaire 8 par une oloison annulaire 16.
On a Jusqu'ici supposé ciue la chaudière suivant l'invention était cylindrique, mais cela n'a rien d'obligatoire, comme on le comprend. On peut lui donner toute section désirée, bien qu'en pratique la section circulaire soit la mieux adaptée à la résistance à la pression interne.
De même, bien que la position verticale des tubes d'eau et de fumée paraisse la plus appropriée, la plus efficace et la plus simple au point de vue construotif. on ne sortirait pas de l'invention en réalisant des chaudières plus ou moins inclinées. Fig. 5 indique trés/schématiquement une chaudière
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très fortement inclinée, dans laquelle le corps supérieur 1 est surmonté d'un bouilleur ou collecteur 17 dont le volume assure le remplissage d'eau des tubes en dépit de l'inolinaison de l'appareil. On pourrait semé prévoir les tubes horizontanx.
]Fige 6 indique à titre d'exemple les détails oonstruo- tifs d'une réalisation de chaudière suivant les données de fig. 1. On 1 a utilisé les mêmes références qu'à ladite figare, ce qni dispense d'explications complémentaires. On notera qie les tubes 12 de liaison entre les deux corps 1 et 2 traversent 1'espace à famées et tiennent eux-mmes l'en des support d'écartement 9 de fig. 1.
Bien que les tubes doubles du genre Field paraissent les mieux appropriés à la réalisation de l'invention et que leur application à la constitution d'une chaudière obmme sus-décrit doive être considérée comme une caraotéristique de l'invention, on pourrait, tout en restant dans le domaine de oelle-ci, utiliser des tnbes simples, par exemple se raccordant deux par deux à l'intérieur du foyer. ' @
De même l'enveloppe extérieure ou chemise 10, qcfi permet d'augmenter la surface de chauffe et surtout de réduire les pertes de chaleur par radiation, peut s'utiliser avec avantage sur une chaudière quelconque et notamment sur une chaudière Field usuelle.
Il doit encore être signalé que, bien que l'invention soie plus particulièrement destinée à la réalisation de ohau- dières proprement dîtes, ainsi qn'on l'a supposé jusqu'ici dans la description et au dessin, elle peut plus généralement s'appliquer à tout éohangeur de température, une chaudière n'étant d'ailleurs qu'ane sorte particulière d'échangeur de
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température entre les gaz chauds et de l'eau.. 0'est ainsi que l'on peut utiliser l'an des copps ou les deux oomme réoupérateur de chaleurs perdues, notamment comme réchauffeur d'eau à l'aide de gaz ohands de toute aortes et de toutes provenanoes.
Résumé et revendioationa
1. Chaudière oombinée à deux corps, caractérisée en ce que l'un des corps est à tubes de fumée tandisque l'autre est à tubes d'eau et en ce que les tubes d'eau sont disposés à l'intérieur des tubes de fumée avec un jeu suffisant pour
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le paasagej des gaz.
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B E V E T OF INVENTION "IMPROVEMENTS TO BOILERS AND SIMILAR" Monsieur Le on REMESS
Subject to a first patent application filed in FRANCE, September 4, 1941.
Multitubular water tube boilers are known which allow intense vaporization, but are poorly suited to obtaining a large water capacity to form a significant thermal flywheel, at least in small installations. Such for example the Field boiler. Smoke-tube boilers are also known, which ensure a high re-cut of the heat in the hearth and allow the use of large quantities of water, but become complicated and storytelling as soon as one wants to achieve a very large
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heating surface to ensure intense vaporization.
On the other hand, we have imagined: numerous combinations with a view to simultaneously obtaining the advantages of one and the other of the above-mentioned types of boilers, but this generally results in complicated embodiments requiring tooling special and expensive.
The combined boiler forming the object of the present invention is, on the contrary, very simple to produce and uses only elements customary in the technique of boilers. It is essentially characterized by the combination of two bodies, one to water tubes, the other with famous tubes, the water tubes being housed inside the smoke tubes with sufficient clearance for the passage of gases,
Another characteristic of the invention, preferably used in combination with that which precedes, oonsiste to surround the tube body with a wall leaving an annular clearance in which the gases going to the chimney are circulated,
in order to increase the heating surface or at least to create a protective envelope around the body against heat loss by radiation.
In the preferred embodiment, the famous tube body has an internal hearth and vertical tubes, and it is surmounted by the water tube body, the vertical tubes of which, preferably of the Field type, are housed in the tubes. of famée by simple depression. the appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics that it has and the advantages that it is likely to provide:
Fig. 1 is a general section of a boiler according to the invention.
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rod 2 is a section along II-II (fig. 1).
Fig. 3 and 4 show sohematically variations of detail in the gas circuit *
Fig. 5 schematically indicates a construction variant.
* .Pige 6 shows in vertical section a practical embodiment of a boiler of the type shown schematically in fig 1.
The boiler shown in fig 1 essentially comprises two copps 1 and 2. the first is a body with water tubes. Field type, each element comprising a vertical outer tube 3 closed at the inner part and an inner tube 4 open at both ends.
The body 2 has vertical star tubes 5 and it comprises an internal hearth 6 into which the tubes 5 open.
This fireplace contains a grid 7. There is of course a side door, not shown, to allow access to the fireplace. the two bodies 1 and 2 are superimposed, as shown, the elements 3-4 of the first being housed in the axis of the smoke tubes 5 of the second which they pass right through so that their lower ends protrude slightly inside the hearth 6. In addition, there is a space 8 between the top of the body 2 and the bottom of the body 1, the spacing being maintained for example by means of support. suitable ports such as 9. the boiler thus produced is surrounded by a kind of cylindrical chimney 10 which joins the body 1, but leaves an annular space 11 around the body 2.
The two bodies can be independent one of the other as regards the production of steam (or hot water), or they can be connected with each other by a
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suitable piping such as 12, again by short loyal ones crossing the space 8.
The hot gases escaping from the hearth rise in the annular spaces between the walls of the tubes 5 and the elements 3-4. They emerge into space 8, descend into the annular space 11 and from there escape to the chimney through flues not shown. An extremely thorough rolling of the fumes is thus achieved, such that the temperature exchange is very intense. The heating surface is very large.
The construction nevertheless remains very simple, since it amounts to arranging suitably one in relation to the cavity a field tube boiler body and a fire tube boiler body, both of the current model. thus achieve without special tools, therefore with an advantageous cost price :, very high efficiency devices combining the respective qualities of multitubular boilers with water tubes and famous tubes.
The cylindrical jacket 10 surrounding the body 2 can be double-walled, thus constituting a water space connected to the body 1. Such a construction is common in Field boilers and therefore does not involve any particular tool. This arrangement increases the surface area of the tank. heats, but on the other hand it has the drawback of significantly reducing the admissible diameter for the body 2, as can easily be understood.
The boiler may also include a soafflage device 13 (fig. 1) which, taking steam at the top of the body 1, for example, allows ,, by a tap 14, to inject it into the space 8 or s' accumulating saies. The evacuation to the chimney being momentarily closed during the blowing, the bristles are driven towards the hearth through the tubes 5 that the passage
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steam wise cleanses.
Instead of passing the gases only once through the tubes 5 and around the elements 3-4, the circuit can be modified so as to obtain two successive passages, as shown in fig. 3. A vertical partition 15 divides the hearth 6 into two parts 6 'and 6 ". In fig 8 the partition 13 has been indicated in broken lines to facilitate understanding. Part 61 of the hearth is used to receive the fire, while part 6 "simply serves as a fume receiving flue connected to the chimney. The annular space 11 is closed downwards, as shown, or it can be omitted.
The arrows clearly show the path of the gases which rose through some of the tubes 5 and down again through the others to escape through the 6 "part of the fireplace. Linked to the gas to escape to the chimney. from the 6 "flue. we can bring them into the annular space 11 and force them to go up around the body 2 to escape at the top of the latter., Such an arrangement is sohaematized in frozen 4. Of course, the space 11 must be then separated from the intermediate space 8 by an annular oloison 16.
Hitherto it has been assumed that the boiler according to the invention was cylindrical, but this is not compulsory, as will be understood. It can be given any desired section, although in practice the circular section is best suited to the resistance to internal pressure.
Likewise, although the vertical position of the water and smoke tubes appears to be the most appropriate, the most efficient and the simplest from the constructive point of view. one would not depart from the invention by producing more or less inclined boilers. Fig. 5 indicates very / schematically a boiler
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very strongly inclined, in which the upper body 1 is surmounted by a boiler or collector 17, the volume of which ensures the water filling of the tubes despite the tilt of the device. One could sow foresee the horizontanx tubes.
] Fig. 6 indicates by way of example the constructive details of a boiler realization according to the data in fig. 1. We used the same references as in said figare, which dispenses with additional explanations. It will be noted that the connecting tubes 12 between the two bodies 1 and 2 pass through the space with notches and themselves hold the spacing support 9 of FIG. 1.
Although the double tubes of the Field type appear to be the most suitable for carrying out the invention and their application to the constitution of a boiler as described above should be considered as a feature of the invention, one could, while remaining in the domain of this one, use simple tnbes, for example connecting two by two inside the hearth. '@
Likewise, the outer casing or jacket 10, which makes it possible to increase the heating surface and above all to reduce heat loss by radiation, can be used with advantage on any boiler and in particular on a usual Field boiler.
It should also be pointed out that, although the invention is more particularly intended for the production of boilers proper, as has been assumed hitherto in the description and in the drawing, it can more generally be applied. apply to any heat exchanger, a boiler being only a particular kind of heat exchanger.
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temperature between the hot gases and the water. This is how it is possible to use the year of the copps or both as a reoperation of waste heat, in particular as a water heater with the aid of hand gas. all aortas and all origins.
Summary and claima
1. Combined boiler with two bodies, characterized in that one of the bodies is with smoke tubes while the other is with water tubes and in that the water tubes are arranged inside the tubes of smoke with sufficient clearance to
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the gas pass.