Appareil pour l'échange de chaleur. Depuis la réalisation des radiateurs d'au tomobiles à nid d'abeilles, des efforts suivis ont été tentés pour l'obtention d'appareils thermiques au moyen d'éléments d'échange de température formés suivant la même concep tion. Les études faites à ce sujet n'ont pas donné de résultats pratiques permettant de fabriquer industriellement les divers appa reils de transmission de chaud ou de froid d'après le principe du nid d'abeilles.
L'objet de la présente invention est un appareil pour l'échange de chaleur, caracté risé en ce qu'il présente au moins un faisceau de tubes dont au moins les extrémités sont de section polygonale.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil suivant l'invention. Sur ce dessin: Fig. 1 est un tube à extrémités polygo nales, partie en coupe longitudinale, cer taines formes d'exécution de l'appareil selon l'invention présentant un faisceau de tels tubes; Fig. 2 est une section suivant la ligne A-B de la fig. 1; Fig. 3 à 8 sont d'autres formes de tubes, partiellement en coupe longitudinale, desti nés à constituer d'autres formes d'exécution de l'appareil selon l'invention;
Fig. 9 est une section suivant la ligne A-B dé la fig. 8; Fig. 9bis est une section à travers un tube à surface d'échange agrandie; Fig. 10 est une coupe longitudinale d'une première forme d'exécution de l'appareil selon l'invention; Fig. 11 est une coupe horizontale suivant la ligne C-D de la fig. 10; Fig. 12 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution de l'appareil selon l'invention;
Fig. 13 est une coupe suivant la ligne D-I' de la fig. 12; Fig. 14 est une coupe longitudinale d'une troisième forme d'exécution de l'appareil se lon l'invention; Fig. 15 est une coupe suivant la ligne G-H de la fig. 14; Fig. 16 représente une autre forme d'exé cution de l'appareil destinée à être utilisée comme radiateur de chauffage; Fig. 17 est une coupe longitudinale d'une cinquième forme d'exécution constituant une chaudière verticale;
Fig. 18 est une coupe, partie suivant la ligne<I>1-J,</I> partie suivant la ligne F-J', de la fig. 17; Fig. 19 est une coupe longitudinale d'une sixième forme d'exécution constituant une chaudière horizontale; Fig. 20 est une coupe longitudinale d'une septième forme d'exécution constituant une chaudière à chargement central; Fig. 21 est une coupe, partie suivant la ligne 1@ -L, partie suivant la ligne K'-L', de la fig. 20;
Fig. 22 est une coupe longitudinale d'un faisceau tubulaire d'une forme d'exécution de l'appareil, constituant une chaudière de loco motive; .
Fig. 23 est une coupe suivant la ligne <B><I>31-N</I></B> de la fig. 22.
Les fig. 1 et 2 montrent un tube isolé d'un faisceau, de section circulaire et à ex trémités polygonales 2. Ces extrémités peu vent être concentriques par rapport au tube 1, comme représenté, ou excentrées. Les ex- trémités du tube de la fig. 3 sont constituées par des coupelles 3 rapportées par soudure au tube 1. Dans le tube de la fig. 4, un des pans de chacune des extrémités polygonales comporte une échancrure 4 destinée au pas sage d'un fluide lorsque le tube est fermé aux deux bouts.
Les tubes ondulés 5 suivant la fig. 5 absorbent l'effet de la dilatation, ce qui est particulièrement important pour des tubes d'une certaine longueur.
Dans la fig. 6, la surface d'échange du tube est augmentée par des ailettes héli coïdales 6 rapportées à l'extérieur du tube. Dans la fig. 7, des ailettes 7 intérieures for ment chicanes créant une action retardatrice au passage du fluide circulant dans le tube, en l'obligeant à faire un parcours plus grand, d'où meilleur échange de température. Le tube 8 représenté aux fig. 8 et 9 contient des tubes 9 parallèles entre eux et à l'axe du tube 8. Ces tubes 9 sont fixés au tube 8 et rendus étroitement solidaires entre eux pour augmen ter ainsi la surface d'échange.
Le tube 54 re présenté à la fig. 9bis est de section polygo nale sur toute sa longueur et renferme un tube cylindrique 55 en contact avec lé tube 54 par des cornières 56, ce qui assure une surface d'échange très grande pour un en combrement minimum.
L'appareil représenté en fig. 10 et 11 est constitué par un faisceau tubulaire 10 formé au moyen de tubes tels que celui de la fig. 1, assemblés les uns à côté des autres en joi gnant les extrémités polygonales suivant leur contour, par exemple par soudure. Ce fais ceau 10 est placé dans une virole cylindrique 11 dont les bords 12 sont joints par soudure avec le contour 13 des extrémités du faisceau. d'une façon étanche, en rabattant les bords de la virole sur ce contour. Dans l'appareil des fig. 12 et 13, les bords de la virole ne sont pas rabattus, mais une plaque 16 est interposée entre la virole et les pans extérieurs des po lygones.
Des plaques 17 obturent les deux bouts des tubes qui sont du type représenté en fig. 4, afin de communiquer entre eux par des échancrures 4. Les tubes ainsi réunis as surent une surface maximum dans un vo lume très réduit. De plus, le faible écart en tre les tubes augmente la transmission entre le fluide situé en dedans et celui situé en dehors des tubes.
La virole cylindrique 11 comporte une tu bulure d'entrée 14 et une tubulure de sortie 15. Les plaques 17 portent l'une un orifice d'entrée 18 et l'autre un orifice de sortie 19. Dans le faisceau, le fluide parcourt le chemin. indiqué par les flèches, ce qui assure l'utilisa tion la plus efficace des calories ou frigories à absorbèr ou à transmettre.
Les fig. 14 et 15 montrent une forme d'exécution constituant un appareil frigori- fère. Il comprend un faisceau analogue à ce lui de l'appareil des fig. 10 et 11. Le fluide réfrigérant entre dans une virole par une tu- bulure 14 et en , ressort par une tubulure 15. <B>En</B> circulant autour des tubes du faisceau, il refroidit rapidement et efficacement le fluide ou l'air circulant dans les tubes du faisceau. Le fluide ou l'air refroidi est conduit et ré parti ensuite suivant sa destination.
L'appareil de la fig. 16 constitue un ra diateur de chauffage présentant les éléments décrits ci-après. La surface d'échange de ce radiateur est constituée par toute l'enveloppe extérieure 20 et par toute la surface intérieure des tubes du faisceau 20a dans lesquels cir cule l'air à réchauffer. Cette très grande sur face d'échange sous un volume réduit, dimi nue l'encombrement du radiateur dans des proportions importantes. Cet ensemble peut être placé dans la pièce à chauffer ou bien à refroidir en encoignure sur une colonne 21 percée à sa base d'ouvertures 23 pour laisser entrer l'air à refroidir ou à chauffer. La dé pression causée par le radiateur fait monter l'air dans la colonne, il passe et se réchauffe dans l'intérieur des tubes du faisceau et se diffuse à la partie supérieure.
L'ensemble de la tuyauterie de départ et de retour peut être dans le plafond ou dans la corniche.
L'appareil représenté en fig. 17 et 18 est une chaudière verticale comprenant un faisceau tubulaire formé par des tubes tels que ceux de la fig. 7, soit avec des chicanes hélicoïdales 7. Les extrémités polygonales des tubes ne sont pas représentées. La chau dière comporte un socle 24 ayant une ouver ture 25 pour le passage du corps d'un brûleur, par exemple au mazout. La partie supérieure du socle est fermée par une tôle qui porte une ouverture 27 pour le passage de la flamme du brûleur. La combustion se fait dans un foyer Water-Jacket 28 constitué par une enveloppe à double paroi dans laquelle circule l'eau à réchauffer ou à vaporiser.
Cette enveloppe est protégée, dans la partie soumise au plus fort rayonnement de la flamme du brûleur, par une pièce réfractaire 30. Une ouverture 31, à la partie inférieure du Water-Jacket, est des tinée à l'allumage et au réglage de la flamme. Cette ouverture peut être obturée par un tam pon en tôle. L'enveloppe extérieure du faisceau tubu laire constitue la partie intérieure du Water- Jacket. La communication s'effectue à l'aide d'orifices 33 ménagés dans cette enveloppe à la partie inférieure du faisceau tubulaire.
Pour la mise en communication avec les appa reils d'utilisation, des orifices sont ménagés, l'un 34 à la partie inférieure du Water- Jacket, l'autre 35 à la partie supérieure du faisceau tubulaire. L'enveloppe extérieure du faisceau tubulaire est prolongée en forme de boîte à fumée 37, munie d'un couvercle 38 qui permet l'accès facile au faisceau pour le nettoyer. Une pièce réfractaire entoure le faisceau tubulaire ainsi que la boîte à fumée. Le nombre des chicanes 7 est fonction du résultat que l'on veut obtenir par rapport à la dépression à la cheminée. Les gaz de combus tion, après avoir léché la paroi intérieure du Water-Jacket, traversent le faisceau tubu laire sous.l'action de la dépression de la che minée.
Le dispositif hélicoïdal, formé par les chicanes 7 imprime aux gaz un mouvement de giration et augmente le chemin à parcourir, ce qui a pour résultat une diminution remar quable de la température des fumées évacuées. La chaudière ainsi constituée peut servir aussi bien pour la production d'eau chaude que de vapeur. Dans le premier cas, elle fonc tionne en thermo-syphon ou à circulation ac tivée.
La circulation en thermo-syphon est la suivante: Entrée de l'eau par l'orifice 34 à la partie inférieure du Water-Jacket, passage dans le corps de la chaudière par les ouver tures 33 et départ vers les appareils d'utili sation par la tubulure de sortie 35. Dans le cas d'une circulation activée, l'eau à réchauf fer circule à contre-courant, c'est-à-dire qu'elle arrive à la partie supérieure de la chaudière, descend dans le Water-Jacket par les trous 33 et sort vers les appareils utilisa teurs par l'orifice 34 de la partie inférieure de la chaudière.
Pour la vapeur, la circulation est la même que celle du therm.o-syphon. L'utilisation de la chaudière comme appareil de vaporisation est très intéressante, la cham bre de vapeur étant traversée par les tubes du faisceau et l'écart entre ces tubes étant très faible, la vapeur se trouve surchauffée.
L'appareil représenté en fig. 19 est une chaudière horizontale qui est une améliora tion de celle représentée à la fig. 17 et con court au même but, mais avec un rendement meilleur, dû- au double parcours des gaz qui permet un meilleur dépouillement de ceux-ci. Cette chaudière est à recommander dans les endroits où la hauteur disponible est limitée. La chambre de combustion présente les mê mes caractéristiques que celle de la fig. 17, les tubes à extrémités polygonales sont as semblés en faisceau tubulaire placé dans le prolongement de la virole formant foyer.
L'assemblage du faisceau avec le cylindre extérieur de la chaudière se fait par une pla que circulaire 39 découpée au gabarit du pro fil extérieur des extrémités polygonales non représentées des tubes. Ce premier faisceau est réuni, à son extrémité, à une plaque à pourtour circulaire 40, découpée en son cen tre au gabarit extérieur du faisceau. La pla que 40 porte, sur une partie annulaire péri phérique, une série d'ouvertures polygonales pour la fixation des extrémités de tubes for mant le second parcours. Ces tubes du second parcours sont plus longs que ceux du premier parcours, de toute la longueur du foyer, et viennent se fixer dans une troisième plaque 41 de forme annulaire, dont le bord- extérieur est soudé à la virole 42. La fixation des tubes dans les plaques 39, 40 et 41 se fait par sou dure étanche et homogène.
La boîte à fumée est constituée par deux viroles concentriques 44 et 45 fermées, d'une part, par la troisième plaque 41 jusqu'où les tubes du deuxième parcours amènent les gaz de la combustion et, d'autre part, par un fond plein 46 de forme annulaire. La partie centrale de la vi role intérieure est libre et sert de logement au bec d'un brûleur. Cette chaudière présente une amélioration par rapport à celle représen tée à la fig. 17, pour la raison suivante: Pour arriver à son point d'utilisation au nez du brûleur, l'air se réchauffe au contact de la virole intérieure de la boîte à fumée, d'où une amélioration sensible du rendement de la chaudière.
L'utilisation et la circulation sont les mêmes que celles énumérées pour la chau dière suivant la fig. 17.
La forme d'exécution représentée aux fig. 20 et 21 est une chaudière destinée au chauffage à feu continu: Cette chaudière dif fère de celles des fig. 17, 18 et 19 par le mode de combustion employé. Pour les chau dières suivant les fig. 1.7, 18 et 19, le com bustible est l'huile lourde, pour la chaudière suivant les fig. 20 et 21, le combustible employé est du charbon. La construction de cette chaudière est analogue à celle de la fig. 19, avec la différence que le tube foyer 47 et le faisceau tubulaire 48 du premier parcours sont excentrés et que les tubes du deuxième parcours sont placés concentrique ment au tube 47 constituant le foyer.
L'avan tage de cette chaudière sur celles actuellement en usage est le suivant: Encombrement moin dre pour une surface d'échange plus grande, d'où rendement nettement supérieur grâce au coefficient de transmission élevé, solidité et par conséquent durée plus grande que pour les chaudières en fonte destinées au même usage. On remarquera que l'on n'a pas repré senté les extrémités polygonales des tubes dans les deux faisceaux.
Le faisceau tubulaire représenté aux fig. 22 et 23 est formé de tubes tels que ceux représentés en fig. 1. Le nombre de tubes va rie suivant la forme polygonale de l'extré mité des tubes. Ce faisceau fait partie d'une chaudière de locomotive constituant une forme d'exécution de l'appareil selon l'inven tion. Les deux extrémités 50 du faisceau sont prolongées par des fourreaux 51 de section circulaire qui englobent la forme polygonale de l'ensemble des tubes, par un retreint con venable, la liaison intime et étanche étant as surée par soudure. La longueur des fourreaux est variable.
Les faisceaux ainsi obtenus sont fixés, par les fourreaux 51, par mandrinage dans des plaques 52,1a longueur des fourreaux dépen dant, dans ce cas, de la longueur de la bro che de l'appareil à mandriner. On peut natu rellement choisir un autre mode de fixation des faisceaux, par exemple par apport d'une bague tronconique sur les fourreaux, la fixa tion dans les plaques 52 se faisant alors par emboîtage conique, métal sur métal, genre Bérendorff. La longueur des fourreaux sera fonction, d'une part, de la longueur réser vée au retreint sur la forme polygonale et, d'autre part, de la largeur de la bague tron conique.
La chaudière de locomotive consti tuée au moyen de ces faisceaux présente les avantages d'un coefficient de transmission de chaleur très élevé et d'une surface de chauffe maximum avec un encombrement minimum.
Si l'on examine le faisceau tubulaire dé crit ci-avant, au point de vue de sa résistance à la pression, on constate que cette pression agit sur les parties 53 formant solution de continuité entre la partie cylindrique et la partie polygonale de chacun des tubes du faisceau. L'ensemble du faisceau étant cons titué par juxtaposition et soudure des parties méplates des extrémités polygonales de cha cun, des tubes, cela permet de supprimer l'u sage de la plaque tubulaire et le travail de la pression est entièrement absorbé par le tube lui-même. Les tubes étant joints par leurs ex trémités soudées, ajustées à un dixième de millimètre près, on peut considérer que le tra vail de la soudure est nul.
A surface d'é change égale, la chaudière de locomotive re présentée partiellement en fig. 22 et 23 pèse beaucoup moins et est d'un prix plus aborda ble pour un rendement supérieur, qu'une chaudière à tubes simples.
Apparatus for heat exchange. Since the production of honeycomb automobile radiators, continuous efforts have been made to obtain thermal appliances by means of temperature exchange elements formed according to the same design. The studies carried out on this subject have not given practical results allowing the various devices for transmitting heat or cold to be manufactured on an industrial scale according to the honeycomb principle.
The object of the present invention is an apparatus for heat exchange, characterized in that it has at least one bundle of tubes, at least the ends of which are of polygonal section.
The accompanying drawing shows, by way of example, several embodiments of the apparatus according to the invention. In this drawing: Fig. 1 is a tube with polygo nal ends, part in longitudinal section, certain embodiments of the apparatus according to the invention having a bundle of such tubes; Fig. 2 is a section taken along line A-B of FIG. 1; Fig. 3 to 8 are other shapes of tubes, partially in longitudinal section, intended to constitute other embodiments of the apparatus according to the invention;
Fig. 9 is a section taken along line A-B of FIG. 8; Fig. 9bis is a section through a tube with an enlarged exchange surface; Fig. 10 is a longitudinal section of a first embodiment of the apparatus according to the invention; Fig. 11 is a horizontal section along the line C-D of FIG. 10; Fig. 12 is a longitudinal section of another embodiment of the apparatus according to the invention;
Fig. 13 is a section taken along line D-I 'of FIG. 12; Fig. 14 is a longitudinal section of a third embodiment of the apparatus according to the invention; Fig. 15 is a section taken along the line G-H of FIG. 14; Fig. 16 shows another embodiment of the apparatus for use as a heating radiator; Fig. 17 is a longitudinal section of a fifth embodiment constituting a vertical boiler;
Fig. 18 is a section, part along line <I> 1-J, </I> part along line F-J ', of FIG. 17; Fig. 19 is a longitudinal section of a sixth embodiment constituting a horizontal boiler; Fig. 20 is a longitudinal section of a seventh embodiment constituting a central loading boiler; Fig. 21 is a section, part along line 1 @ -L, part along line K'-L ', of FIG. 20;
Fig. 22 is a longitudinal section through a tube bundle of one embodiment of the apparatus, constituting a locomotive boiler; .
Fig. 23 is a section taken along the line <B><I>31-N</I> </B> of FIG. 22.
Figs. 1 and 2 show a tube isolated from a bundle, of circular section and with polygonal ends 2. These ends can be concentric with respect to the tube 1, as shown, or eccentric. The ends of the tube of FIG. 3 are formed by cups 3 attached by welding to the tube 1. In the tube of FIG. 4, one of the sides of each of the polygonal ends has a notch 4 intended for the wise passage of a fluid when the tube is closed at both ends.
The corrugated tubes 5 according to FIG. 5 absorb the effect of expansion, which is particularly important for tubes of a certain length.
In fig. 6, the exchange surface of the tube is increased by helical fins 6 attached to the outside of the tube. In fig. 7, internal fins 7 form baffles creating a retarding action on the passage of the fluid circulating in the tube, forcing it to make a longer path, hence better temperature exchange. The tube 8 shown in FIGS. 8 and 9 contains tubes 9 parallel to each other and to the axis of the tube 8. These tubes 9 are fixed to the tube 8 and made closely integral with each other to thus increase the exchange surface.
The tube 54 re presented in FIG. 9a is of polygo nal section over its entire length and contains a cylindrical tube 55 in contact with the tube 54 by angles 56, which ensures a very large exchange surface for a minimum bulk.
The apparatus shown in fig. 10 and 11 consists of a tube bundle 10 formed by means of tubes such as that of FIG. 1, assembled next to each other by joining the polygonal ends along their contour, for example by welding. This bundle 10 is placed in a cylindrical shell 11, the edges 12 of which are joined by welding with the outline 13 of the ends of the bundle. tightly, by folding the edges of the ferrule over this contour. In the apparatus of FIGS. 12 and 13, the edges of the ferrule are not folded back, but a plate 16 is interposed between the ferrule and the outer sides of the polygons.
Plates 17 close off the two ends of the tubes which are of the type shown in FIG. 4, in order to communicate with each other by notches 4. The tubes thus united as surent a maximum surface in a very small volume. In addition, the small distance between the tubes increases the transmission between the fluid located inside and that located outside the tubes.
The cylindrical shell 11 comprises an inlet bulb 14 and an outlet nozzle 15. The plates 17 carry one an inlet port 18 and the other an outlet port 19. In the bundle, the fluid passes through the path. indicated by the arrows, which ensures the most efficient use of calories or frigories to be absorbed or transmitted.
Figs. 14 and 15 show an embodiment constituting a refrigerating appliance. It comprises a beam similar to that of the apparatus of FIGS. 10 and 11. The refrigerant fluid enters a shell through a tube 14 and leaves it through a tube 15. <B> By </B> circulating around the tubes of the bundle, it quickly and efficiently cools the fluid or the tube. air circulating in the tubes of the bundle. The fluid or the cooled air is conducted and then returned to its destination.
The apparatus of FIG. 16 constitutes a heating radiator having the elements described below. The exchange surface of this radiator consists of the entire outer casing 20 and the entire inner surface of the tubes of the bundle 20a in which the air to be heated circulates. This very large exchange surface in a reduced volume, reduces the size of the radiator in significant proportions. This assembly can be placed in the room to be heated or else to be cooled in the corner on a column 21 pierced at its base with openings 23 to allow the air to be cooled or heated to enter. The low pressure caused by the radiator causes the air to rise in the column, it passes and heats up in the interior of the tubes of the bundle and diffuses to the upper part.
All supply and return piping can be in the ceiling or in the cornice.
The apparatus shown in fig. 17 and 18 is a vertical boiler comprising a tube bundle formed by tubes such as those of FIG. 7, or with helical baffles 7. The polygonal ends of the tubes are not shown. The boiler comprises a base 24 having an opening 25 for the passage of the body of a burner, for example fuel oil. The upper part of the base is closed by a sheet which carries an opening 27 for the passage of the burner flame. Combustion takes place in a Water-Jacket 28 consisting of a double-walled envelope in which the water to be heated or vaporized circulates.
This casing is protected, in the part subjected to the strongest radiation from the burner flame, by a refractory part 30. An opening 31, at the lower part of the Water-Jacket, is closed on ignition and adjustment of the flame. This opening can be closed by a sheet metal buffer. The outer casing of the tube bundle constitutes the inner part of the Water-Jacket. Communication is effected by means of orifices 33 formed in this casing at the lower part of the tube bundle.
For the communication with the devices of use, orifices are formed, one 34 at the lower part of the Water Jacket, the other 35 at the upper part of the tube bundle. The outer casing of the tube bundle is extended in the form of a smoke box 37, provided with a cover 38 which allows easy access to the bundle for cleaning. A refractory part surrounds the tube bundle as well as the smoke box. The number of baffles 7 depends on the result to be obtained with respect to the depression at the chimney. The combustion gases, after licking the inner wall of the Water-Jacket, pass through the tube bundle under the action of the chimney depression.
The helical device, formed by the baffles 7 gives the gases a gyrating movement and increases the distance to be covered, which results in a remarkable reduction in the temperature of the exhaust fumes. The boiler thus formed can be used both for the production of hot water and for steam. In the first case, it works as a thermosiphon or with active circulation.
The circulation in the thermo-siphon is as follows: Water inlet through port 34 at the bottom of the Water-Jacket, passage through the boiler body through openings 33 and outlet to the use devices through the outlet pipe 35. In the case of an activated circulation, the hot water circulates against the current, that is to say that it arrives at the upper part of the boiler, goes down into the Water-Jacket through holes 33 and exits to the user devices through orifice 34 in the lower part of the boiler.
For the steam, the circulation is the same as that of the thermo-siphon. The use of the boiler as a vaporization device is very advantageous, the steam chamber being crossed by the tubes of the bundle and the distance between these tubes being very small, the steam is superheated.
The apparatus shown in fig. 19 is a horizontal boiler which is an improvement of that shown in FIG. 17 and con runs to the same goal, but with a better yield, due to the double path of the gases which allows a better stripping of these. This boiler is to be recommended in places where the available height is limited. The combustion chamber has the same characteristics as that of fig. 17, the tubes with polygonal ends are as appeared in a tubular bundle placed in the extension of the ferrule forming the hearth.
The assembly of the bundle with the outer cylinder of the boiler is made by a circular plate 39 cut to the template of the outer pro wire of the polygonal ends of the tubes not shown. This first bundle is joined, at its end, to a circular-rimmed plate 40, cut out at its center to the outer template of the bundle. The pla that 40 carries, on a peripherical annular part, a series of polygonal openings for fixing the ends of the tubes forming the second path. These tubes of the second path are longer than those of the first path, over the entire length of the hearth, and are fixed in a third plate 41 of annular shape, the outer edge of which is welded to the shell 42. The fixing of the tubes in the plates 39, 40 and 41 is done by tight and homogeneous hard sou.
The smoke box is formed by two concentric shells 44 and 45 closed, on the one hand, by the third plate 41 up to where the tubes of the second path bring the combustion gases and, on the other hand, by a solid bottom 46 ring-shaped. The central part of the interior vi role is free and serves as a housing for the burner nozzle. This boiler presents an improvement over that shown in FIG. 17, for the following reason: To reach its point of use at the nose of the burner, the air heats up on contact with the inner shell of the smoke box, resulting in a significant improvement in the efficiency of the boiler.
The use and circulation are the same as those listed for the boiler according to fig. 17.
The embodiment shown in FIGS. 20 and 21 is a boiler intended for continuous fire heating: This boiler differs from those of figs. 17, 18 and 19 by the combustion mode used. For the boilers according to fig. 1.7, 18 and 19, the fuel is heavy oil, for the boiler according to fig. 20 and 21, the fuel used is coal. The construction of this boiler is similar to that of fig. 19, with the difference that the focus tube 47 and the tube bundle 48 of the first path are eccentric and that the tubes of the second path are placed concentrically to the tube 47 constituting the focus.
The advantage of this boiler over those currently in use is as follows: Smaller footprint for a larger heat exchange surface, resulting in significantly higher efficiency thanks to the high transmission coefficient, solidity and therefore longer duration than for cast iron boilers intended for the same use. It will be noted that we have not represented the polygonal ends of the tubes in the two bundles.
The tubular bundle shown in Figs. 22 and 23 is formed of tubes such as those shown in FIG. 1. The number of tubes will vary depending on the polygonal shape of the end of the tubes. This bundle forms part of a locomotive boiler constituting an embodiment of the apparatus according to the invention. The two ends 50 of the bundle are extended by sleeves 51 of circular section which encompass the polygonal shape of all the tubes, by a suitable constriction, the intimate and tight connection being ensured by welding. The length of the sleeves is variable.
The bundles thus obtained are fixed, by the sleeves 51, by mandrelling in plates 52.1a, the length of the sleeves depending, in this case, on the length of the spindle of the device to be mandrel. It is of course possible to choose another method of fixing the bundles, for example by providing a frustoconical ring on the sleeves, the fixing in the plates 52 then taking place by conical fitting, metal to metal, of the Berendorff type. The length of the sleeves will be a function, on the one hand, of the length reserved for the constriction on the polygonal shape and, on the other hand, of the width of the conical section ring.
The locomotive boiler constructed by means of these bundles has the advantages of a very high heat transfer coefficient and a maximum heating surface with minimum space requirement.
If we examine the tube bundle described above, from the point of view of its resistance to pressure, we see that this pressure acts on the parts 53 forming a solution of continuity between the cylindrical part and the polygonal part of each of the bundle tubes. The whole of the beam being constituted by juxtaposition and welding of the flat parts of the polygonal ends of each tube, this makes it possible to eliminate the use of the tube plate and the work of the pressure is entirely absorbed by the tube itself. -even. The tubes being joined by their welded ends, adjusted to a tenth of a millimeter, it can be considered that the welding work is zero.
With the same exchange surface, the locomotive boiler shown partially in fig. 22 and 23 weigh much less and are more affordable for higher efficiency than a single tube boiler.