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" Perfectionnements aux appareils de circulation d'eau pour chaudières ".
La présente invention est relative à des appareils de circulation d'eau pour chaudières.
Dans les chaudières à vapeur du type, dans lequel un volume substantiel d'eau est maintenu en nasse com- pacte' comme dans les chaudières marines du type écossais , l'eau à faible températureà tendance à se rassemblerà la base de la chaudière, où elle est moins exposée aux parois du foyer, aux tubes à feu et aux autres sur faces chauffantes de la chaudière, en sorte que la capacité de production de vapeur de la chaudière est diminuée.
L'invention a pour objet un appareil de circulation pour chaudières du type contenant un volume substantiel .
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d'eau ou 1 1 .. j i 1 C. on masse, comprenant ; ... i .: ; . : .J 1- :.; un faus- #;.: i: ..., plua i :; :......:> i n vertical de tubes s a < o n j i :: i . ' : , l ' :.-. ; : =. i:. 'i i;. l ;.. ;.. (1) collecteurs s.r.'ritur ;.: .t=. im ± ..'.r 1. ; .. ;; r , o 1:. x< jj i . ; ; e .'s de .;:é.:*ilT<. i.. être: chauffa j=<#:r les i;.i .F.a. ì;==;1..1.:; la .F. i .l ;:> .> d'eau FroidE. 1- t, >. i 1. à ;= a ..'- " a i . , ; ; E. #i r# i ; # ...F. ç . -'-a. porhardc. une ;;. ;=, , ., ;: "; i. '.L';:-'.u c 1 -. t.; : : l. :: s *:..: ;.: : <: L ? ..i: 1 . ' J- >-. 'rir1.1:' ¯'.F. la Ehx:ckEX c l# z; i:.< i.
L 4 T <;. <.. ui. ond:. ' ' . :. ;:. 1 ' ,-. '- ' , : : , .; c >:>=: : .t. :g n # v:. la ,L;"1.:":C d'eau.
1., F'l)},::T E z 1=. , n. .. r ' ',T',:,"lC j ; ' 1. :: j# .# : : ' . ....: : . '!.'. '"'n''!*''GC' les aaz de combustion i;. i .-> ;= #; ; i ## 1- 1; .fl. :-; i -i ¯ . ; . # - '--cS s .1 ....."= e L'auparail est da r: pi+ o± ± 1. ;- i i: c := , urport par una <: j;. a;,- - tic, .. a > i=. <. oJ p..r 1..5 <; 1 la structure de la chaudière, arace à des bourillons permettaub a 1 7 ;-. j-: j;<. i e 1. 1- J ;.. '* a. s c .ui l . <# i au de bourner autour d'un axa sensiblement horizontal, afin d'éviter les efforts ou sollicitations dus aux dilatations et aux contractions se produisant en service.
Les collecteurs supérieur et inférieur peuvenb comporter des cloisons internes agencées s :¯1 façon que l'eau s déplace suivant un trajet sinue à t1"2,\7:'1'S les groupes successifs de tubes du ±é : 1 J c e i# i;..
Une forme de réalisation de l'invention srra à p r. é - sent décrite et représentée dans les dessins ci-annexés, à titre d'exemple.
Dans ces dessins : la ìguc<; 1 est une vue en bout de la forne préfé- rée de la présente invention; la figure 2 est une vue latérale de l'invention représentée à la figure 1; '<1l(
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la figure 3 est une coupe longitudinale d'une série de tubes utilisés dans la forme de réalisation de l'in- vention représentée aux figures 1 et 2 ; la figure 4..#est une vue en bout, montrant un détail de construction, sensiblement suivant la ligne 4-4 de la figure 3 et dans la direction des flèches; la figure 5 est une vue en bout, montrant un détail du dispositif de montage pivotant faisant partie de la présente invention., sensiblement suivant la, ligne 5-5 de la figure3 et dans la direction des flèches.
Aux figures 1 et 2, on a représenté une chaudière 10 du'type chaudière marine écossaise comprenant plu- sieurs foyers 12, 14 et 16.
Cette chaudière contient un volume important d'eau en masse, c'est-à-dire non réparti dans des tubes et dans des collecteurs, comme c'est le cas pour les chaudières' à tubes à eau.
Des appareils de circulation comprenant plusieurs séries de tubes sont prévus,un de ces appareils étant adjacent à chacun des foyers précités dans le but de recevoir de l'eau de l'intérieur de la chaudière,de chauffer cette eau' , et de la @ renvoyer à la chaudière, étant entendu que l'eau, qui,se trouve dans les appareils de circulation et qui les traverse, est soumise à la pression'de la chaudière.
Une paire de supports 18 est prévue pour chaque série de tubes , chacun desdits supports étant surmonté d'un palier en deux pièces 20..Des dispositifs de vissage 22 peuvent être utilisés pour connecter les moitiés desdits' paliers en deux pièces. Ces supports ou consoles 18 sont fixés à la partie extrême de la chaudière 10 et leurs paliers reçoivent des tourillons 24.
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Chaque appareil de circulation comprend une paire de tubulures ou collecteurs 26, 28 et des plaques à tu-
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1 ::. 2$a, '1 d connectées respectivement <^:1: extrémités supérieures et inférieures d'une pluralité de tubes 30 à paroi mince et à faible diamètre , ces tubes occupant une position plus on nions verticale . Des tirants 32 pourvus d'écrous 34 maintiennent les collecteurs espacés
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1- ' un de 1 ' a l.t i? e , F 1;;.s 1 o- u.i? COi1pçI'i;;cnts SC)11t :r,?v:
.s dans chacun desdits collecteurs 25 et 28, grâce a des cloisons 36, chaque compartiment communiquant avec les extrémités d'un groupe de tubes 30 et les cloisons 36 des collecteurs supérieur' et inférieur étant décalées
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l'unepar rapport à l'autre, en porte qu'un trajet sinueux est créé à travers les compartiments et les groupes de tubes on série.
Lecollecteur inférieur 28 comporte une entrée 38 connectée, comme montré aux figures 1 et 2,
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par une conduite .0 ' et un raccord 42 à 1;1 partie xjcEx inférieure de l'intérieur de la chaudière 10, on sorte que cette chaudière reçoit de l'eau relativement froide du collecteur précité. La conduite 40 est courbée de manière à pouvoir diminuer les efforts ou sollicitations du(';
à la dilatation et à la contraction thermiques. Dans la conduite 40 est interposé un thermomètre 44. et un débit-mètre de fluide 46.
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Une console .'+6 est 5i-=.;:±>=# par des boulons ou autres cleur conneK=eHf? 50 à la plaque à tubes 2Éa du collecteur inférieur et également à un montant 32, qui s'étend de
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la plaque à L D.tes inférieure à la plaque à tubes supé- rieure . Les tourillons 24 font partie intégrante ou sont fermement attachés à cette console 46, et ils s'éten- dent, comme on l'a noté ci-dessus, @ travers les paliers 20 des supports 16.
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Comme signalé ci-dessus, l'entrée 38 de liquide est située sur la collecteur inférieur 28 et conduit le liquide aux tubes 30 adjacents à ce collecteur . Si l'on suit les flèches indiquant la direction de circulation du liquide, on constate facilement que le. liquide suit un'trajet verti- cal sinueux depuis l'entrée 38 à travers les compartiments du collecteur et les groupes de tubes, jusqu'à la sortie 54 du collecteur supérieur 26. La figure 3 montre la sortie 54 pourvue d'un raccord de dilatation du type à man- chon 56 connectant la dite sortie à la série adjacente de tubes dans l'appareil multiple destiné à être utilisé dans une chaudière'à plusieurs foyers, comme montré à la figure 1.
Dans le cas d'un seul appareil, la sortie est connectée directement à l'intérieur de la chaudière en un point élevé de-la masse d'eau contenue dans cette chaudière.
Dans l'agencement représenté à la figure 1, l'eau froide provenant de la base de.la chaudière passe à travers la conduite 40, entre en-38 dans le collecteur 28, circule à travers les tubes 30 en suivant un trajet sinueux et se dirige vers l'appareil de circulation suivant chauffé,par les gaz provenant du second foyer 14. Après avoir traversé ce second appareil de la manière décrit'e ci-dessus, le liquide se dirige vers un troisième appareil chauffé par les gaz provenant du foyer 12. Après avoir traversé ce dernier appareil, l'eau est amenée à l'intérieur de la. chau- dière par une conduite 58 comportant un raccord de dilata- tion la connectant au collecteur 26.
Il est évident que la chaleur extraite des gaz de combustion dans la boîte de fumée.rendra la colonne d'eau des tubes et des collecteurs plus légère que la colonne d'eau de l'intérieur de la chaudière, en sorte que l'eau présente. dans l'appareil de circulation de position sensiblement ver- ticale, sera utilisée et produira la circulation active dési- @
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rée. Ainsi, l'eau relativement froide, qui occupe la
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base de la chaudière est. continuellement c h a #- : :;
< et a m c - née à circuler , tout en absorbant de la chaleur vers la
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sone supérieure ou one d'ébullition d.'.' la nasse d';'au présente à l'infrieur de la chaudière. Aucune pompe n'est nécessaire, l'eau de l'appareil étant toujours à la pression de la chaudière et la circulation est uniquement produite par la chaleur perdue extraite des gas de combus- tion sortant du foyer.
Une soupape d'échappement 64 est connectée à la par- tie supérieure du collecteur 26 dans un but de sécurité et une conduite 66 de même qu'un raccord 60 connectent la soupape précitée au collecteur 26. Un thermomètre 68 est également sur 1 'appareil Mentionne en dernier lieu au. voisinage de sa sortie.
En combinant les données obte-
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nues d.es s t ii e r in <> 1l é t i? ±. x @ et 6c air.: données ,-'ou débit .le fluide obtenue du débitmètre 45, on pL.ut C0i1S-:=-i11u-'.r des tables de l'exécution de l'appareil; ces tablas permettant recueillir
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'le é 3±6 * À # # ê F des indications facilitant 10 fonct:nnllc:1cnt du. système dans des conditions de G.. l ±, i. l 1 1 'à, 1" oi µ. ± "J 1 ] O ; :1 j . i# , 'me vanne 70 peut Être di::.pos"f- en \n eniroit quel- com;u.e r: ii i système, de pr:f:rcr!.8( < >é¯ ::: > >¯ 1;'.. conduite ;=: $ 7 , dans le but de régler le g >ii 1 '= 1 . ; du. liquide. tes bouchons de' vidanae 7d 1 j.. <. : .: i ; #:
n être prévus dans le collecteur inférieur 2 pour la vidan'/e tu système.
L'invention a été :' 5... 1 c r :1. t et illustrée dans son appli- cation à une chaut ie're ;# à, vapeur marine du. µ. Il i " 1 ' écossais,mais il est évident qu'elle peut être appliquée # # ; ....- i:¯ i i ti x: ¯ L u s e :.:: e> #i tout type de chaudière, dans 1: ]L " rj .¯ i 1: 1 il existe un volume d'eau ou autre liquide en masse suffisant pour provoquer des difficultés de circulation qui peuvent être surmontées
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= :- 2 c à l'emploi de l'appareil le circulation d''crit et revendiqué dans le présent mémoire.
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"Improvements to water circulation devices for boilers".
The present invention relates to water circulation devices for boilers.
In steam boilers of the type, in which a substantial volume of water is kept in a compact trap, as in marine boilers of the Scottish type, the low temperature water tends to collect at the base of the boiler, where it is less exposed to the walls of the hearth, to the fire tubes and to other heating faces of the boiler, so that the steam production capacity of the boiler is reduced.
The invention relates to a circulation device for boilers of the type containing a substantial volume.
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of water or 1 1 .. j i 1 C. one mass, comprising; ... i.:; . : .J 1-:.; a faus- #;.: i: ..., plua i:; : ......:> i n vertical of tubes s a <o n j i :: i. ':, the: .-. ; : =. i :. 'i i ;. l; ..; .. (1) s.r.'ritur collectors;.: .t =. im ± .. '. r 1.; .. ;; r, o 1 :. x <jj i. ; ; e .'s de.;: é.: * ilT <. i .. be: heated j = <#: r les i; .i .F.a. ì; ==; 1..1.:; the .F. i .l;:>.> Cold water. 1- t,>. i 1. at; = a ..'- "ai.,;; E. # ir # i; # ... F. ç. -'- a. porhardc. a ;;.; =,,.,; : "; i. '. L';: - '. U c 1 -. t .; :: l. :: s *: ..:;.:: <: L? ..i: 1. 'J-> -. 'rir1.1:' ¯'.F. the Ehx: ckEX c l # z; i:. <i.
L 4 T <;. <.. ui. ond :. ''. :. ;:. 1 ', -. '-',::,.; c>:> =:: .t. : g n # v :. la, L; "1.:": C of water.
1., F'l)}, :: T E z 1 =. , not. .. r '', T ',:, "lC j;' 1. :: j #. #:: '. ....::.'!. '.'" 'n' '! *' 'GC 'the combustion aaz i ;. i .->; = #; ; i ## 1- 1; .fl. : -; i -i ¯. ; . # - '--cS s .1 ..... "= e The auparail is da r: pi + o ± ± 1.; - ii: c: =, urport by una <: j ;. a;, - - tic, .. a> i =. <. oJ p..r 1..5 <; 1 the structure of the boiler, arace to allow bumps to 1 7; -. j-: j; <. ie 1 . 1- J; .. '* a. Sc .ui l. <# I to bend around a substantially horizontal axa, in order to avoid the forces or solicitations due to the expansions and contractions occurring in service.
The upper and lower collectors can include internal partitions arranged s: ¯1 so that the water moves along a sinuous path at t1 "2, \ 7: '1'S the successive groups of tubes of ± é: 1 J cei # i ; ..
One embodiment of the invention srra to p r. is described and shown in the accompanying drawings, by way of example.
In these drawings: the ìguc <; 1 is an end view of the preferred form of the present invention; Figure 2 is a side view of the invention shown in Figure 1; '<1l (
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Figure 3 is a longitudinal section of a series of tubes used in the embodiment of the invention shown in Figures 1 and 2; Figure 4 .. # is an end view, showing construction detail, taken substantially along line 4-4 of Figure 3 and in the direction of the arrows; Fig. 5 is an end view, showing a detail of the swivel mounting device forming part of the present invention, taken substantially along line 5-5 of Fig. 3 and in the direction of the arrows.
In Figures 1 and 2 there is shown a boiler 10 of the Scottish marine boiler type comprising several hearths 12, 14 and 16.
This boiler contains a large volume of water by mass, that is to say not distributed in tubes and in collectors, as is the case for boilers' with water tubes.
Circulation devices comprising several series of tubes are provided, one of these devices being adjacent to each of the aforementioned hearths for the purpose of receiving water from inside the boiler, of heating this water ', and of the @. return to the boiler, it being understood that the water, which is in the circulation devices and which passes through them, is subjected to the pressure of the boiler.
A pair of brackets 18 are provided for each series of tubes, each of said brackets being surmounted by a two-piece bearing 20. Screwdrivers 22 may be used to connect the halves of said two-piece bearings. These supports or consoles 18 are fixed to the end part of the boiler 10 and their bearings receive journals 24.
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Each circulation apparatus comprises a pair of tubes or manifolds 26, 28 and tube plates.
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1 ::. 2 $ a, '1 d respectively connected <^: 1: upper and lower ends of a plurality of thin-walled, small-diameter tubes 30, these tubes occupying a more vertical position. Tie rods 32 with nuts 34 keep the collectors spaced
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1- 'one of 1' a l.t i? e, F 1 ;;. s 1 o- u.i? COi1pçI'i ;; cnts SC) 11t: r,? V:
.s in each of said collectors 25 and 28, thanks to partitions 36, each compartment communicating with the ends of a group of tubes 30 and the partitions 36 of the upper and lower collectors being offset
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one relative to the other, in this way, a sinuous path is created through the compartments and the groups of tubes in series.
The lower manifold 28 has an input 38 connected, as shown in Figures 1 and 2,
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by a pipe .0 'and a connection 42 to 1; 1 xjcEx lower part of the interior of the boiler 10, it is so that this boiler receives relatively cold water from the aforementioned collector. The pipe 40 is curved so as to be able to reduce the forces or stresses of (';
thermal expansion and contraction. In the pipe 40 is interposed a thermometer 44. and a fluid flow meter 46.
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A console. '+ 6 is 5i - =.;: ±> = # by bolts or other key conneK = eHf? 50 to the tube plate 2Éa of the lower manifold and also to a post 32, which extends from
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the lower L-plate than the upper tube plate. The journals 24 are integral or firmly attached to this bracket 46, and they extend, as noted above, through the bearings 20 of the brackets 16.
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As noted above, the liquid inlet 38 is located on the lower manifold 28 and conducts the liquid to the tubes 30 adjacent to this manifold. If we follow the arrows indicating the direction of circulation of the liquid, we can easily see that the. liquid follows a meandering vertical path from inlet 38 through manifold compartments and groups of tubes to outlet 54 of upper manifold 26. Figure 3 shows outlet 54 provided with a connection Sleeve type expansion 56 connecting said outlet to the adjacent series of tubes in the multiple apparatus for use in a multiple furnace boiler, as shown in Figure 1.
In the case of a single device, the outlet is connected directly inside the boiler at a point high from the body of water contained in this boiler.
In the arrangement shown in Figure 1, cold water from the base of the boiler passes through line 40, enters manifold 28, flows through tubes 30 in a meandering path, and goes towards the following circulation apparatus heated by the gases coming from the second hearth 14. After passing through this second apparatus in the manner described above, the liquid goes to a third apparatus heated by the gases coming from the fireplace 12. After passing through the latter device, the water is brought inside the. boiler via a pipe 58 comprising an expansion fitting connecting it to the manifold 26.
It is obvious that the heat extracted from the combustion gases in the smoke box will make the water column of the tubes and manifolds lighter than the water column inside the boiler, so that the water present. in the substantially vertical position circulation apparatus, will be used and produce the desired active circulation.
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ree. Thus, the relatively cold water, which occupies the
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base of the boiler is. continuously c h a # -::;
<and has m c - born to circulate, while absorbing heat towards the
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sone higher or one of boiling d. '.' the trap d ';' au present at the bottom of the boiler. No pump is necessary, the water in the appliance always being at the boiler pressure and the circulation is only produced by the waste heat extracted from the combustion gases leaving the fireplace.
An exhaust valve 64 is connected to the upper part of the manifold 26 for safety purposes and a line 66 as well as a fitting 60 connect the aforementioned valve to the manifold 26. A thermometer 68 is also on the apparatus. Last mentioned in. vicinity of its exit.
By combining the data obtained
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nues d.es s t ii e r in <> 1l é t i? ±. x @ and 6c air: data, - 'or fluid flow rate obtained from flowmeter 45, we pL.ut C0i1S -: = - i11u -'. r from the tables of the execution of the device; these tablas allowing to collect
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'le é 3 ± 6 * À # # ê F indications facilitating 10 functions: nnllc: 1cnt du. system under conditions of G .. l ±, i. 11 1 'to, 1 "oi µ. ±" J 1] O; : 1 d. i #, 'my valve 70 can be di ::. pos "f- in \ n would enirait whatever com; ue r: ii i system, from pr: f: rcr! .8 (<> é¯ :::> > ¯ 1; '.. pipe; =: $ 7, in order to adjust the g> ii 1' = 1.; Of. Liquid. Your 'vidanae 7d 1 j .. <.:.: I; #:
n be provided in the lower collector 2 for the emptying of the system.
The invention was: '5 ... 1 c r: 1. t and illustrated in its applica- tion to a boiler ie're; # à, marine steam du. µ. It i "1 'Scottish, but it is obvious that it can be applied # #; ....- i: ¯ ii ti x: ¯ L use:. :: e> #i any type of boiler, in 1 :] L "rj .¯ i 1: 1 there is a volume of water or other liquid by mass sufficient to cause circulation difficulties which can be overcome
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=: - 2 c to the use of the device the circulation of 'written and claimed in this memorandum.