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" Dispositif de ildouritd à 1'èard du manque d'eau et des obstructionai pour "h'wdJ} rOLl à vaporisation instantunôo "
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Qualification proposée; BREVET D'INVENTION
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La présente invention concerne un dispositif de s'ou. , rite à l'égard du manque d'eau et des obstructions, pour chaudières à vaporisation instantanée, à tube d'eau et à un ' seul passage,
Parmi les systèmes de sécurité connus jusque présent, certaine reposent sur la mesure directe de la température du fluide, d'autres, sur la mesure du débit de l'eau qui traverse le serpentin.
Les premiers de ces systèmes sont inopérants dans le cas où, par suite d'un défaut d'alimentation ou d'une obstruction locale, il n'arrive pas d'eau à l'organe sensible à la température* Les seconda qui ne peuvent, sana risque de détériorations, être plaoés avant la soupape de vidange de la chaudière, sont inefficaces lorsque cette soupape resté ouverte
Il faut donc au moins un système de sécurité supplémentaire,
Il existe d'autres systèmes de sécurité dont le fonc- tionnement repose sur la mesure de la dilatation du serpentin ou d'une section déterminée de la surface de chauffe.
Ces systèmes échappent aux critiques précédentes mais ils sont peu sensibles et posent des problèmes de réglage en raison des corrosions et des dépôts qui se produisent entre les griffes qui contrôlent la longueur de la portion de serpentin mesurée. Les indications du système s'en trouvent faussées et cela peut conduire à des mises en sécurité inopinées , sans . parler des difficultés d'étalonnage, etc.
Le système suivant l'invention ne présente aucun des inconvénients précités. Il est basé sur un contrôle direct
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de la température du serpentin. A cet effet, suivant l'inven- %ion, l'organe sensible à la température est logé dans un tube soudé à la surface extérieure d'un tronçon de serpentin de la chaudière, à l'enduit le plue exposé à la surchauffe an cas de manque d'eau.
Les détails de réalisation du dispositif et l'exposa de son fonctionnement apparaitront à la lecture de la descrip- tion suivante, illustrée par les dessins sur lesquels Figure 1 est une coupe axiale partielle d'une chaudière à vaporisation instantanée équipée d'un dispositif de sécurité suivant l'invention.
Figure 2 est une vue transversale de la môme chaudière, suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
Figure 3 est une coupe transversale du serpentin et de : la gaine de l'organe sensible à la température, et de la soudure qui les réunit, '
La chaudière représentée est constituée essentiellement' par un serpentin à étages et à spires multiples, constitué d'un tube unique 3, enfermé dans une enveloppe cylindrique 2 entourée d'une deuxième enveloppe 1' et d'une enveloppe exté- rieure 1, le tout reposant sur un socle 10. Dans la parti supérieure de l'ensemble ,dans une région non représentée aux dessins, se trouve un brûleur disposé sur l'axe géométrique ' autour duquel s'enroule le serpentin. Le brûleur envoie dans l'espace embrassé par les spires du serpentin un jet- de flamme dirigé de haut en bas suivant la flèche F.
Le serpentin est parcouru par un courant d'eau qui se réchauffe au fur et à mesure de son passage dans celui-ci, jusqu'à atteindre la température correspondant à la pression de service, Ce réchauffage en phase liquide est ensuite
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complété par uns vaporisation partielle et, en fin de cirouit, le serpentin est parcouru par un mélange d'eau et de vapeur.
Le dispositif de sécurité prévu suivant 1'invention consiste en un tube métallique 4 fermé à une extrémité soudé par une soudure massive 6 au serpentin 3, sur une certaine longueur de celui-ci, à l'endroit le plue exposé à là surchauffe en cas de manque d'eau. Le tube 4 constitue une gaine tubulaire peur un organe sensible à la température (non représenté) tel qu'un bulbe à capillaire ou une cartouche à dilatation avec contact incorporé, un thermocouple, ou tout autre dispositif semblable sensible à la température, relié à un organe extérieur avertisseur et/ou à un organe de commande du brûleur,
Vers l'extérieur de la chaudière,
le tube 4 est prolongé par une manchette 9 à laquelle s'adapte le raooord de liaison du dispositif sensible aux organes qui doivent répondre à ses indications. Dans la région où le tube 4 serait exposé aux gaz chauds de oombustion, entre l'enveloppe 2 et le serpentin 3, le tube 4 passe dans un tube 5 de plus grand diamètre en laissant entre eux un certain jeu, le maintien du tube 4 dans le tube 5 étant assuré par une douille 8 non hermétique. Par une de ses extrémités, le tube extérieur 5 est fixé à la paroi intérieure 2 de la gaine (Il, 2) limitée par les parois 1' et 2 entre lesquelles passe, pour y être préchauffé, l'air oomburant amené au brûleur.
Au point de fixation du tube 5 à la paroi 2, il existe autour du tube 4 un passage annulaire qui, du cote du centre de la chaudière, n'est pas complètement fermé par la garniture 8. Ainsi, une petite quantité d'air comburant relativement frais peut n'écouler de la gaine 1', 2 dans la chambre de combustion où se trouve le serpentin
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(suivant les flèches f, f'), ce qui refroidit le tube 4 et l'empêche de se détériorer,
La soudure du tube porte-bulbe sur le tube du serpentin est faite très soigneusement afin d'assurer un contact aussi parfait que possible entre les deux tubes monte de cette manière et exposé directement à la flamme, l'organe sensible indiquera une température très voisine (différant de 20 C au maximum)
de celle de l'eau contenue dans le tube.
Comme le tube est exposé à la flamme de la même manière que le serpentin, il tend à se réchauffer très rapidement.
Comme, d'autre part, cetube est en contact intime avec le serpentin grâce a la soudure, les températures du tube porte- bulbe et du serpentin tendent à s'équilibrer,
Si la'partie du serpentin à laquelle est fixé le tube 4 est le siège d'un écoulement d'eau continu, et si l'alimentas tion diminue, la température de l'eau augmente, ou le flux d'eau sera remplacé par un flux de vapeur et d'eau, et l'organe sensible réagit à l'augmentation de la température. S'il arrivait que la quantité d'eau devant alimenter la chaudière devint insuffisante - la quantité d'eau contenue dans le mélange vapeur-eau tendrait à diminuer ! la transmission de chaleur diminuerait alors et la température de l'organe sensible augmenterait immédiatement.
Si la chaudière venait à être mise en service sans aucune alimentation en eau, la montée en température de l'orga- ne sensible serait très rapide, intervenant presqu'instantané- ,ment pour arrêter le fonctionnement du brûleur bien avant qu'une température dangereuse n'ait pu se produire sur les surfaces de chauffe..
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Le dispositif interviendrait également si, pour une raison quelconque, la chaudière était encrassée par des incrustations ou des dépôts internes quelconques. On sait que les dépôts sur les parois chauffées d'une chaudière diminuent le coefficient de transmission thermique. De ce fait, la paroi du serpentin, et de même la parut du tube porte-bulbe s'échaufferont et le mécanisme de sécurité fonctionnera.
La chaudière étant en marche, on réglera le dispositif sensible à la température de manière à faire intervenir une alarme et une mise à l'arrêt de la chaudière dès que la température dépasse de 10 degrés la température de réglage correspondant au fonctionnement normal.
Le dispositif sensible à la température sera choisi à action positive en sorte qu'en cas de détérioration, son fonctionnement soit assuré dans le sens de la sécurité.
. Si la sécurité doit être doublée, on peut sans inconvénient placer un deuxième dispositif de sécurité identique,
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"Ildouritd device for lack of water and obstructions for" instant spray h'wdJ} rOLl "
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Proposed qualification; PATENT
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The present invention relates to a sor device. , rite against lack of water and obstructions, for boilers with instantaneous vaporization, water tube and 'single pass,
Among the security systems known until now, some are based on the direct measurement of the temperature of the fluid, others, on the measurement of the flow rate of the water which passes through the coil.
The first of these systems are inoperative in the event that, due to a power failure or a local obstruction, no water arrives at the temperature-sensitive organ * The seconda which cannot , without risk of damage, be placed before the boiler drain valve, are ineffective when this valve is left open
At least one additional security system is therefore required,
There are other safety systems whose operation is based on measuring the expansion of the coil or of a determined section of the heating surface.
These systems escape the previous criticisms but they are insensitive and pose problems of adjustment due to the corrosions and deposits which occur between the claws which control the length of the portion of coil measured. The indications of the system are thereby falsified and this can lead to unexpected trips without. talk about calibration difficulties, etc.
The system according to the invention does not exhibit any of the aforementioned drawbacks. It is based on direct control
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coil temperature. To this end, according to the invention, the temperature-sensitive member is housed in a tube welded to the outer surface of a section of the boiler coil, with the plaster most exposed to overheating an case of lack of water.
The construction details of the device and the description of its operation will appear on reading the following description, illustrated by the drawings in which Figure 1 is a partial axial section of an instantaneous vaporization boiler equipped with a heating device. security according to the invention.
Figure 2 is a transverse view of the same boiler, taken on line 2-2 of Figure 1.
Figure 3 is a cross section of the coil and of: the sheath of the temperature-sensitive organ, and of the solder which joins them, '
The boiler shown is essentially constituted by a coil with stages and multiple turns, consisting of a single tube 3, enclosed in a cylindrical casing 2 surrounded by a second casing 1 'and by an outer casing 1, the all resting on a base 10. In the upper part of the assembly, in a region not shown in the drawings, there is a burner arranged on the geometric axis' around which the coil is wound. The burner sends a jet of flame directed from top to bottom following arrow F.
The coil is traversed by a stream of water which heats up as it passes through it, until the temperature corresponding to the operating pressure is reached, This liquid phase reheating is then
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completed by a partial vaporization and, at the end of the circuit, the coil is traversed by a mixture of water and steam.
The safety device provided according to the invention consists of a metal tube 4 closed at one end welded by a solid weld 6 to the coil 3, over a certain length of the latter, at the place most exposed to overheating in the event of lack of water. The tube 4 constitutes a tubular sheath for a temperature sensitive member (not shown) such as a capillary bulb or an expansion cartridge with incorporated contact, a thermocouple, or any other similar temperature sensitive device, connected to a external warning device and / or a burner control device,
Towards the outside of the boiler,
the tube 4 is extended by a cuff 9 to which the connecting raooord of the sensitive device adapts to the organs which must respond to its indications. In the region where the tube 4 would be exposed to hot combustion gases, between the casing 2 and the coil 3, the tube 4 passes into a tube 5 of larger diameter, leaving a certain clearance between them, maintaining the tube 4 in the tube 5 being provided by a non-hermetic sleeve 8. By one of its ends, the outer tube 5 is fixed to the inner wall 2 of the sheath (II, 2) bounded by the walls 1 'and 2 between which passes, to be preheated there, the oomburant air supplied to the burner.
At the point of attachment of the tube 5 to the wall 2, there is an annular passage around the tube 4 which, on the side of the center of the boiler, is not completely closed by the gasket 8. Thus, a small quantity of air relatively cool oxidizer may not flow from the duct 1 ', 2 into the combustion chamber where the coil is located
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(following the arrows f, f '), which cools the tube 4 and prevents it from deteriorating,
The welding of the bulb holder tube to the coil tube is made very carefully in order to ensure as perfect contact as possible between the two tubes goes up in this way and exposed directly to the flame, the sensitive organ will indicate a very close temperature (differing by 20 C at most)
of that of the water contained in the tube.
As the tube is exposed to the flame in the same way as the coil, it tends to heat up very quickly.
As, on the other hand, this tube is in intimate contact with the coil thanks to the solder, the temperatures of the bulb holder tube and of the coil tend to equilibrate,
If the part of the coil to which the tube 4 is attached has a continuous flow of water, and if the supply decreases, the temperature of the water increases, or the flow of water will be replaced by a flow of steam and water, and the sensitive organ reacts to the increase in temperature. If it happened that the quantity of water to feed the boiler became insufficient - the quantity of water contained in the steam-water mixture would tend to decrease! the heat transmission would then decrease and the temperature of the sensitive organ would immediately increase.
If the boiler were to be put into service without any water supply, the temperature rise of the sensitive organ would be very rapid, intervening almost instantaneously to stop the operation of the burner well before a dangerous temperature. could not occur on the heating surfaces.
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The device would also intervene if, for some reason, the boiler was clogged with encrustations or any internal deposits. It is known that deposits on the heated walls of a boiler reduce the coefficient of thermal transmission. As a result, the wall of the coil, and likewise the appearance of the bulb holder tube, will heat up and the safety mechanism will operate.
With the boiler running, the temperature-sensitive device will be adjusted so as to trigger an alarm and shutdown the boiler as soon as the temperature exceeds the setting temperature corresponding to normal operation by 10 degrees.
The temperature-sensitive device will be chosen with positive action so that in the event of deterioration, its operation is ensured in the sense of safety.
. If the safety must be doubled, it is possible without inconvenience to place a second identical safety device,