BE370825A - - Google Patents

Description

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  Générateur de vapeur. 



   Cette invention a trait aux machines servant à transférer la chaleur et plus particulièrement aux géné- rateurs agences pour transformer efficacement la chaleur   d'un   combustible en vapeur. 



   Elle a pour objet une construction perfectionnée possédant un rendement thermique élevé et pouvant être fabriquée facilement et économiquement. 



   Une des caractéristiques de l'invention réside dans la disposition dans la quelle la chambre de   combus -   tion est entièrement entourée par le liquide qu'on dési- re chauffer. 



   Une autre caractéristique réside dans la disposi- tion grâce à laquelle les gaz les plus chauds de la oham- bre de combustion sont amenés en relation   infime   d'é- change de chaleur avec   langent   à chauffer au point où cet   agent   doit être porté à sa température la plus élevée ou finale, tandis que les produits de combustion qui ont 

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 déjà.   cède   une partie de leur chaleur sont amenés on râla.'- tion intime d'échange de chaleur avec l'agent liquide à l'endroit où cet agent possède sa température la plus basse. 



   L'invention a en entra pour objet un récupérateur ou préchauffeur d'air dans lequel la chaleur que possèdent encore les gaz da combustion après qu'ils ont quitté l'a- gent à chauffer est encore diminuée par un échange de oha- leur entre les produits de la combustion et l'air admis à la chambre de combustion. 



   D'autres caractéristiques de l'invention seront mi- ses en évidence au Cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins annexes dans lesquels : 
La fig. 1 est une coupe verticale   d'un   générateur de vapeur suivant 1-1 (figs. 2 et 7). 



   La fig.2 est une coupe transversale suivant 2-2   (fig.   1). 



     La.     fige 3   est une vue perspective représentant l'in- térieur de la construction du générateur. 



   La fig. 4 est une vue perspective des conduits ou tubes plats. 



   La.   fige 5   est un détail de ces   tubee   et représente la chicane. 



   La   fig. 6   est un autre détail représentant le joint des conduits ou tubes plats. 



   La fige 7 est une coupe transversale du récupéra- teur. 



   La fig. 8 est une coupe du mécanisme d'alimentation en combustible ou brûleur. 



   La générateur de vapeur suivant l'invention com-   prend   un corps cylindrique 20 constituant une chambre de combustion A et une enveloppe ou corps externe courbe 21 constituant   utour   de la chambre de combustion un espace eau on corps de chaudière principal B. Les parois ex- trêmes 22 et 23 de oette enveloppe sont espacées des      

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 extrémités de la chambre de combustion A, de sorte que ces extrémités sont aussi entourées d'eau. Les corps in- terne 80 et externe 21 sont tous deux supportés par une structure de base composée   d'aune   série de tubes ou oon- duits plats   oonstituant   un dispositif d'échange de chaleur entre les gaz de combustion et l'agent de ohauffage li- quide.

   Ces tubes sont préférablement faits de métal en feuille et juxtaposés d'une manière propre à constituer à la fois des espaces pour le liquide et pour les produits   gazeux.   



   Comma représenté dans la fig. 4, ces tubes ont une forme généralement rectangulaire, chacun d'eux étant com- posé de deux feuilles métalliques ou tôles embouties 25 et 36 espacées l'une de l'autre pour constituer les es-   paoes   à eau intermédiaires 27. Les tôles 25 et 26 sont munies de rebords marginaux 28 coudés vers l'intérieur et fixée l'un à l'autre comme indiqué dans la fig. 6. A la partie supérieure de chaque tube et de chaque coté du milieu longitudinal de ce tube sont   disposées   des   ouver-   tures   89   dont le rôle est de faire communiquer l'espace à eau B avec l'intérieur du tube, Aux bords inférieurs de chaque tube se trouvent des ouvertures correspondan- tes 36 qui communiquent avec le réservoir à eau infé- rieur 66. 



   Une série de tubes plats du type représenté dans la fig. 4 sont disposés côte à côte au-dessous de la chambre de combustion A et les espaces compris entre les tubes adjacents constituent des conduits de fumée verti- eaux 67. Ces conduits communiquent par les ouvertures 68 avec la chambre de combustion A et communiquent aussi par les ouvertures 69 aveo un oarneau 70   s'étendant   longi- tudinalement   au-dessous   de tous les tubes. Les conduits 67 sont fermés aux borda par des bandes d'espacement 71a qui sont convenablement fixées aux tubes adjacents de façon   à   constituer des joints hermétiques. 

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   Pour rendre sinueux le passage des gaz de   fûmes   de la chambre do combustion au carneau 70 par   l'intermédiai-   re des conduits de fumée, des chicanes horizontales sont disposées à l'intérieur de ces conduits. Ces chicanes sont de préférence constituées par des saillies externes 71 des tubes, obtenues en emboutissant les tôles 25 et 26 comme représenté dans la fig. 2. les parties embouties étant disposées d'uen façon contrariée. Les parties em- bouties des tubes adjacents sont en contact en 72, ce qui oblige les gaz de combustion   à     passer   latéralement et à descendra dans les conduits 73 constituée entre les ex- trémités des chicanes.

   Le carneau 70 aboutit à un récupé- rateur 39 dont le rôle est de transférer la chaleur que possèdent encore les gaz ou fumées à l'air admis à la chambre de combustion. 



   Le récupérateur est une construction en tôle ana- logue à, celle de l'échangeur de chaleur précédemment dé- crit et comprend une série de tubes plats constituant des conduits alternants pour le passage des gaz d'une part et de l'air admis d'autre part. Les tubes sont assem- blés de façon   à   constituer une série de conduits internes verticaux 48 pour l'air admis et une série de conduits intermédiaires 41 pour les fumées.

   Les conduits internes 48 communiquent à leur extrémité supérieure avec- des col- lecteurs   d'air   supérieurs horizontaux 47 et à leur extré- mité inférieure avec des collecteurs d'air horizontaux   49.   Les conduits intermédiaires 41 débouchent dans un carneau supérieur 43 et dans un carneau inférieur 40, les- quels   aarneaux   sont disposés entre les collecteurs 47 et 49, respectivement. 80 désigne une conduite reliée aux collecteurs inférieurs 49 et admettant (le l'air sous pression au récupérateur. Les gaz chauds admis au   oarneau   40 arrivent du carneau   70,   qui est de préférence disposé à l'alignement du carnneau 40.

   Pour augmenter la longueur du parcours (le l'air admis et des gaz chauds dans le ré-   @   

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   oupérateur,   ce dernier est de préférence muni   d'une   série de chicanes. Ainsi, comme représenté, la chicane 42 s'é- tend à   traira   un des conduits à gaz 41 et à traira les passages inférieurs 49 et 40. Une seconde chicane 44 est espacée longitudinalement de la première et agencée pour s'étendre en travers des passages supérieurs 43 et 47, mais se termine en un point tel que les passages inférieurs 49 et 40 restent inobstrués. Une troisième chicane 35 est disposée de la même façon que la première 42. 



   La disposition qui vient d'être décrite a pour ef- fet que les fumées pénétrant dans le carneau inférieur 40 sont dirigées par la chicane 42, montent dans le conduit 41 et pénètrent dans le carneau supérieur 43. Les gaz sont alors dirigés vers le bas par la seconde chicane 44 à travers la série suivante de conduits verticaux 41 et arrivent au carneau inférieur 40, d'où ils sont de nouveau dirigés vers le haut par la troisième chicane 35 et fina- lement ramenés vers le bas au carneau 40 qui les délivre au. carneau d'échappement 45. L'air admis se meut en sens inverse des fumées.

   A son arrivée du ventilateur il pénè- tre dans les collecteurs inférieurs 49 et la chicane 35, l'oblige à monter dans les conduits 48 et à pénétrer dans les collecteurs supérieurs 47   d'ou   il est ramené vers le bas par la chicane 44, puis de nouveau vers le haut par la chicane 42, puis de nouveau vers le bas par la paroi extrême 46 du récupérateur et sort finalement par les lu- mières d'échappement 49a La paroi 46 du récupérateur est de préférence légèrement espacée de la paroi adjacente de l'échangeur de chaleur,et cet espace intermédiaire est utilisé pour le passai du tuyau en Y ou culotte 81 des lumières d'échappement 49a à la chambre de combustion du brûleur. 



   Dans la chambre de combustion A est disposée une chicane constituée par un tube cylindrique 50 dont l'ex- trémité interne 51 est fermée et dont l'extrémité externe 

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52 fait saillie   au-delà   de la paroi extrême 23. Le tube- chicane 50 présente une série d'ouvertures 53 dans sa par- tie supérieure, sa partie inférieure étant   pleine.   Le com- bustible peut être introduit dans la chambre de combustion de toute manière   oonvenable.   De préférence, on prévoit à cet effet un brûleur agencé pour fonctionner indifférem- ment avec de l'huile combustible ou du gaz sans exiger de modifications. 



   Comma représenté dans la fig. 8, ce brûleur comprend une tuyère centrale 60 disposée à l'intérieur dun tuyau 61 dont l'extrémité avant 62 va en se rétrécissant ooni- quement près de l'orifice de sortie de la tuyère   60.   Le tube 62 débite dans un diffuseur ou tube de Venturi 63 qui est entouré par une boîte tubulaire 64, elle-même en- tourée par une chemise de circulation d'eau 65. L'eau pé- nètre dans cette chemise par un tuyau d'admission 74 et en sort par un tuyau 75. L'air préchauffé arrivant par la culotte 81 du récupérateur pénètre sous pression dans la boîte   tubulaire   64 entourant le diffuseur 63 et passe à l'intérieur de ce diffuseur pour fournir   l'air   nécessaire pour assurer une combustion complète. 



   J'appareil fonctionne comme suit. Le combustible (de l'huila ou du gaz) ost introduit par la tuyère 60 de toute manière convenable et l'air de combustion arrive par la boîte tubulaire   64.     La.   disposition ast telle que le nuage de combustible sortant de la tuyère 60 est entière- ment entouré par l'air préchauffé fourni, ce qui assure une combustion très efficace de ce combustible. La. oombus- tion a lieu dans le tube-chicane cylindrique 50 dont le rôle est d'assurer une distribution régulière des pro- duits de la. combustion. Ces produits s'échappent par les ouvertures 53 et sont ainsi dirigés vers le haut dans la chambre de combustion cylindrique A de façon à venir heur- ter la paroi 20, puis sont dirigés vers le bas de part et d'autre du tube-chicane 50.

   Les produits de combustion dont la   température   est maximum sont ainsi dirigés   @   

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 contre la paroi   20   où l'eau possède son maximum de tempé- rature,   d'ou.   il résulte que cette eau est oonvertie effi-   oaoement   en vapeur. 



   Lorsqu'ils arrivent à la partie inférieure de la chambre de combustion, les gaz chauds pénètrent dans les conduits verticaux 67 oonstitués entre les tubes-plaques adjacents et sont finalement reçus par le carneau 70. Dans les conduits verticaux 67, les gaz chauds sont contraints à effectuer un parcours en zigzag en raison de la dispo- sition des chicanes 71. Ils passent alors à travers le récupérateur par le   oarneau   40, les espaces 41, etc... et s'échappent finalement par le carneau 45   à   la oheminée ou autre dispositif d'échappement après que leur température a été abaissée pratiquement à la température ambiante. 



   On remarquera que cet appareil est construit de telle sorte que les gaz les plus chauds entrent en contact aveo la partie de l'appareil qui contient l'eau la plus chaude et que, à mesure qu'ils se refroidissent, ces gaz sont conduits progressivement à des parties de l'appareil contenant de l'eau de moins en moins chaude. Cette dispo- sition facilite le transfert rapide et oomplet de la cha- leur en raison du fait qu'elle assure la différence de température maximum. 



   Le brûleur est muni d'une chemise de circulation d'eau 65 comme indiqué précédemment, laquelle ohemise sert à absorber à la fois la chaleur directe et la cha- leur rayonnante et protège ainsi la tuyère à combustible. 



  L'eau que renferme cette caemise peut être employée con- jointement avec une chaudière isolée pour conatituer un réservoir d'eau chaude sans gêner en aucune façon le fonctionnement du générateur. Les tuyaux d'admission 74 et d'échappement 75 peuvent par conséquent être reliés à un réservoir d'eau chaude de la manière usuelle. Si l'on ne désire pas alimenter un réservoir d'eau chaude, on peut relier ces tuyaux aux tuyaux de retour en un point 

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 compris ontre les radiateurs et le point auquel l'eau de retour sortit ordinairement   réintroduit a   dans la machine. 



  Dans tous les cas, la chaleur du brûleur est convertie en travail utile et n'est pas perdue, ce qui augmenta le ren- dement de l'appareil. 



   Une des caractéristiques du présent appareil réside dans la disposition grâce à laquelle la flamme et les gaz chauds sont distribués uniformément à toutes les parties de la surface de la chambre de combustion et que leur densité de flamme est la même au moment   o   ils entrent en contact avec les divers tubes, ce qui égalisa la charge sur la longueur entière du générateur. Une autre   caracté-   ristique de cet appareil réside dans l'application d'un récupérateur pour préchauffer l'air fourni à la chambre de combustion. Grâce à ce récupérateur, la température des gaz de combustion peut être abaissée à un point tel que la quantité de chaleur perdue dans ces gaz est très faible.    



  REVENDICATIONS. -    
1.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion horizontale, un carneau s'étendant horizon- talement au-dessous de cette ohambre, une série de conduits verticaux parallèles disposes entre cette chambre et le carneau, une chambre à eau entourant la chambre de   oombus-   tion, un réservoir   à   eau situé au-dessous des conduits et une série de conduits à eau reliant la chambre à eau au réservoir à eau, ces conduits étant placés entre les conduits à gaz et on relation d'échange de chaleur avec ces derniers. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion cylindrique horizontale, une chicane oylin- drique disposée dans cette chambre et présentant des trous à sa partie supérieure, un dispositif pour intro- duire du combustible et de l'air dans cette chicane, une <Desc/Clms Page number 9> série de plaques verticales constituant des conduits à eau et à gaz alternants, les conduits à gaz étant reliés à la chambre de combustion, à la partie inférieure de cette chambre, un carneau disposé au-dessous desdites pla- ques et également relié aux conduits à gaz et des chambres à eau entourant la chambre de combustion et le carneau et reliées au conduit à eau.

   3.- Une machine thermique comprenant une enveloppe ou corps creux externe et un corps creux interne consti- tuant entre eux un espace à eau, un dispositif d'échange de chaleur (disposé au-dessous du corps interne) oompor- tant intérieurement des conduits à air et à liquide alter- nants, les conduits à liquide étant reliés à l'espaoe compris entre les corps interne et externe.

   4.- Une machine thermique comprenant, à titre de structure de base, une série de plaques vert icales espa- cées constituant des conduits à gaz et des conduits à eau alternants, un corps à eau surmontant ladite struc- ture et communiquant avec les conduits à eau, une chambre de combustion disposée dans le corps à eau et communiquant avec les conduits à gaz, un dispositif pour introduire du combustible dans la chambre de oombustion, un disposi- tif pour diriger les gaz de combustion vers le bas,et un dispositif pour conduire ces gaz à travers une série de conduits verticaux, ces derniers étant disposés entre les conduits à liquide.

   5.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion horizontale, une chicane cylindrique dis- posée à l'intérieur de cette chambre et présentant des trous radiaux dans sa moitié supérieure, la chambre de combustion étant munie d'une série d'orifices d'échappement s'étendant le long de cette chambre, à sa partie inférieu- re, une chambre à eau entourant la chambre de combustion, ment une série de plaques verticales laterale espacées dont les borda sont fixés les uns aux autres pour constituer <Desc/Clms Page number 10> clos conduits à gaz et à liquide alternants, les conduits à liquide débouchant dans la chambre à eau et les con- duits à gaz débouchant dans la chambre de combustion par lesdits orifices, et des passages situés au-dessous des- dites plaques et communiquant respectivement avec les conduits à gaz et les conduits à liquide.

   6.- Dans une machine thermique, une série de pla- ques verticales espacées horizontalement et dont les bords sont fixés les ans aux autres hermétiquement pour constituer les conduits à fluide alternants, les conduitws alternants présentant des ouvertures qui les relient res- pectivement à une chambre à eau et à une chambre de com- bustion, et une série de chicanes disposées à l'intérieur des conduits à gaz et s'étendant en travers de ces con- duits et entre les plaques adjacentes.

   7.- Dans une machine thermique, une série de pla- ques verticales espacées horizontalement et dont les borde sont fixés les uns aux autres, ces plaques étant munies de parties embouties constituant des chicanes pour les gaz, une chambre de combustion communiquant avec les con- duits à gaz,et une chambre à eau communiquant avec les conduits à eau.

   8.- Dans une machine thermique, une série de pla- ques parallèles dont les bords sont fixés les uns aux autres hermétiquement pour constituer des conduits à fluide alternants, les conduits alternants présentant des ouvertures qui les relient respectivement à une chambre à eau et à une chambre de combustion et une série de chi- canes disposées dans les conduits à gaz et s'étendant entièrement en travers de ces conduits, transversalement au mouvement du fluide à travers ces conduits.

   9,- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion, une chambre à eau entourant cette chambre, une série de plaques parallèles constit uant des conduits alternants, ces plaques étant fixées les unes aux autres <Desc/Clms Page number 11> hermétiquement par leurs bords de façon à constituer une série de conduits à gaz parallèles et une série de conduits à eau alternant avec les conduits à gaz, ces plaques étant disposées de façon à faire communiquer les conduits à gaz avec la chambre de combustion et à faire communiquer les conduits à eau avec la chambre à eau, et les plaques adjacentes étant munies de parties embouties faisant saillie dans les conduits à gaz et se touchant de façon à constituer des ohicanes transversales à l'inté- rieur de ces conduits.

   10.- Une machine thermique comprenant un corps ex- terne, un corps creux interne disposé à l'intérieur du corps creux externe et constituant une chambre de combus- tion, un carneau placé à un certain écartement du corps interne et sensiblement parallèle à ce corps, une série de plaques comprises entre le corps interne et le carneau et s'étendant transversalement à ces organs/pour consti- tuer une série de conduits minces, ces plaques étant re- liées aux corps interne et externe de façon que les con- duits adjacents constitués entre les plaques communiquent respectivement avec le corps interne et le corps externe, et un passage à eau entourant le carneau et relié aux plaques de telle sorte que les conduits communiquant avec le corps externe communiquent aussi avec le passage à eau,

   tandis que les conduits communiquant avec le corps in- terne communiquent aussi avec le carneau à gaz. il.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion tubulaire, une chambre à eau entourant la chambre de combustion, un carneau à gaz espacé de la chambre de combustion et sensiblement parallèle à cette chambre, un passage à eau entourant le carneau à gaz et une série de plaques espacées reliant la chambre de com- bustion et le carneau à gaz et disposées transversalement à ces organes, pour constituer des conduits à gaz et à eau alternants, les conduits à gaz reliant la chambre <Desc/Clms Page number 12> de combustion et le carneau et les conduits à eau reliant la chambre à eau et les passages à eau,

   et des éléments prévus à l'intérieur des conduits à gaz (entre les pla- ques) pour obliger les gaz à suivre un chemin tortueux de la chambra de combustion au carneau.

   12.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion tubulaire, une chambre à eau entourant cet- te chambre de combustion, un carneau à gaz espacé de la chambre de combustion, un passage à eau entourant le car- neau à gaz ,et une série de conduits disposés transversa- lement à la chambre de combustion et au carneau à gaz et constituant alternativement clos conduits à gaz et des conduits à eau, les premiers étant reliés à la chambre de combustion et au carneau et les seconds étant reliés à la chambre à eau et au passage à eau.

   13.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion horizontale, une ohambre à eau entourant cette chambre de combustion, ladite chambre de combustion présentant une série d'orifices d'échappement à sa partie inférieure, une série de paires de plaques verticales, les deux plaques de chaque paire ayant leurs bords fixés l'un à l'autre pour constituer des conduits à gaz et à liquide alternants, ces plaques étant disposées trans- versalement par rapport à la longueur de la chambre de combustion, les conduits à liquide communiquant avec la chambre à eau et les conduits à gaz communiquant avec la chambre de combustion par les susdits orifices d'échap- pement, et un carneau inférieur situé au-dessous des plaques et communiquant avec les conduits à gaz.

   14.- Une machine thermique comprenant une chambre de combustion horizontale, une chambre à eau entourant cette chambre de combustion, une série de plaques paral- lèles disposées transversalement aux deux chambres et au-dessous d'elles et constituant des conduits à eau entre les paires de plaques consécutives et des conduits <Desc/Clms Page number 13> à gaz entre les plaques de chaque paire, la chambre de combustion étant ouverte à sa partie inférieure et oom- muniquant avec les conduitsà gaz, et la chambre à eau présentant des ouvertures à sa partie inférieure et com- muniquant avec les conduits à eau, un réservoir à eau s'étendant au-dessous de toutes les plaques et communi- quant avec les conduits à eau,

   et un carneau longitudinal s'étendant à la partie supérieure et le long des plaques et communiquant avec les conduits à gaz.

   15. - Dans une structure du genre décrit, une cham- bre de combustion horizontale allongée ayant une forme sensiblement cylindrique, ouverte longitudinalement à sa partie inférieure et munie d'ailes horizontales s'éten- dant vers l'extérieur, un corps creux métallique muni de côtés sensiblement verticaux et d'une paroi supérieure courbe entourant la ohambre de combustion, les bords des- dites ailes entrant en contact avec les côtés du corps et étant reliés à ces c8tés de façon à constituer une cham- bre à eau autour de la chambre de combustion, un réservoir métallique horizontal situé à une certaine distance au- dessous de la chambre de combustion et muni intérieurement, à sa partie supérieure, d'un carneau longitudinal,

   et une série de plaques métalliques disposées transversalement entre le côtésupérieur du réservoir et le côté infé- rieur de la chambre de combustion et ses ailes et fixées à ces organes, lesdites plaques étant disposées papaires dont les éléments ont leurs bords tournés l'un vers l'au- tre pour espacer les plaques l'une de l'autre et fixée à demeure l'un à l'autre pour constituer un conduit étan- che à l'eau entre les deux plaques, les paires de pla- ques étant espacées de façon à constituer des conduits à gaz, les ailes présentant des ouvertures qui commu- niquent avec les conduits à eau et des ouvertures ana- logues étant prévues dans la partie supérieure du ré- servoir et communiquant avec les conduits à eau,

   une communication directe étant établie entre le côté ouvert <Desc/Clms Page number 14> inférieur de la chambre de combustion et les conduits à gaz constitués entre les paires do plaques ainsi qu'en- tre ces conduits et la carneau inférieur.

   16.- Dans une construction contenant les éléments en combinaison comme spécifié sous 15, les plaques de chaque paire de plaques étant munies d'éléments horizon- taux espacés les uns des autres obtenus en emboutissant la plaque vers l'extérieur à une série de niveaux verti- calement espacés sur la hauteur des plaques, les éléments emboutis d'u.na plaque étant en contact avec les éléments emboutis de la plaque opposée de façon à constituer des chicanes qui obligent les produits de la combustion à suivre un chemin tortueux de la chambre de combustion au carneau.