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Chaudière à un ou plusieurs tubes-foyers.
Les chaudières à vapeur emmurées connues à un ou plusieurs tubes-foyers possèdent d'ordinaire deux carneaux latéraux maçonnés et une couverture faite de maçonnerie et de matières de remplissage ; lorsqu'elles sont de grandes dimen- sions, elles possèdent encore un carneau inférieur entre les carneaux latéraux. L'utilisation des gaz de la combustion n'est déjà pas favorable dans les carneaux ou canaux à gaz de fumée maçonnés, parce qu'il se produit un fort rayonnement de chaleur par la maçonnerie ; de plus, dans la fixation des dimensions des carneaux, il y a contradiction entre le besoin
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de section réel et la condition de facilité de visite ; les sections sont tellement grandes que la transmission de chaleur par l'enveloppe ou le corps de chaudière est faible.
Finale- ment le rendement de la chaudière est abaissé par de l'air faux (pénetration d'air dans les carneaux par des crevasses de la maçonnerie).
On a obvié aux inconvénients de l'emmurage en le supprimant totalement. On ne conserve alors comme surface de chauffe de chaudière, rien que celle des tubes-foyers, et ne couvre le corps de chaudière entier que d'une enveloppe calorifuge, tandis que les gaz de fumée qui s'éboulent à des temperatures relativement élevés sont rendus utiles dans une surface de chauffe complementaire (réchauffeur de gaz de fumée, surchauffeur). Ces chaudières à tubes-foyers totale- ment isolées ont un rendement très favorable, mais elles présentent également des défauts. Lors de la mise en service et la mise en feu journalière, il se produit des tensions graves, dues à la chaleur, dans le corps de chaudière, parce que la masse d'eau située au-dessous des tubes-foyers n'est pas chauffée.
Pour obvier à un manque d'étanchéité, on doit maintenir l'eau de la chaudière artificiellement en circula- tion et utiliser pour cela des moyens spéciaux (pompe de cir- culation, tuyères de réchauffement). Dans le fonctionnement à vapeur saturée, l'eau s'échauffe fréquemment dans le réchauf feur à gaz de fumée jusqu'à la limite de vaporisation, et pour cette raison le réchauffeur doit être protégé par des moyens de sûreté. Au cause des températures élevées des gaz perdus, la surface de chauffe complémentaire doit être faite de matières premières de qualité supérieure, ce qui la rend plus coûteuse .
D'après la présente invention, ces inconvénients sont supprimés par une combinaison de la chaudière à tubes-
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foyers emmurée et de celle totalement isolée, de façon que la partie supérieure de l'enveloppe ou corps de chaudière, sur une étendue en moyenne approximativement de deux tiers du corps entier, n'est pas chauffée, mais se trouve protégée con- tre des pertes de chaleur par un revêtement calorifuge ; sous la partie restante inférieure du corps de chaudière, dans la zone de laquelle se trouve essentiellement la masse d'eau pla- cée sous les tubes-foyers, on a disposé un carneau inférieur à gaz de fumée.
Dans une forme d'exécution préférée de l'objet de l'invention, la partie de l'enveloppe ou corps de chaudière supérieure isolée s'étend en bas, approximativement jusqu'à un plan horizontal passant par le bord inférieur du tube-foyer, et la largeur du carneau inférieur est égale à la largeur to- tale de la partie de corps de chaudière située au-dessous dudit plan. Le carneau inférieur peut consister en un canal à travers lequel les gaz de fumée coulent en même direction ; ce canal peut avoir une cloison longitudinale. Au lieu de cela, le carneau inférieur peut aussi être constitué par un canal à gaz de fumée allant de l'arrière à l'avant, et d'un canal allant de l'avant à l'arrière. La section de canal ne doit pas dépasser, tout au moins pas sensiblement la section totale du tube-foyer.
L'isolement de la partie supérieure du corps de chau- dière possède extérieurement un revêtement de tôle, qui, selon l'invention, s'étend en bas jusqu'à la face extérieure de la maçonnerie du carneau inférieur, et de préférence jus- qu'au sol du bâtiment de la chaudière.
Dans la nouvelle chaudière, on pourra aussi combiner avec le carneau inférieur, une des surfaces de chauffe complé- mentaires connues (réchauffeur à gaz de fumée, surchauffeur), ou l'on pourra employer les deux sortes d'appareils, savoir
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un surchauffeur disposé de manière connue entre le tube-foyer et le carneau inférieur, et un réchauffeur à gaz de fumée montée derrière le carneau inférieur.
Par la nouvelle combinaison, les avantages des deux types de chaudières à tubes-foyers connus sont réunis, et leurs défauts sont évités. Les pertes par rayonnement des chaudières emmurées et leur risque d'air faux sont réduits au minimum, car au-dessus du sol du bâtiment de la chaudière, il n'existe qu'une très faible partie de maçonnerie, laquelle est protégée additionnellement par le revêtement de tôle qui éven- tuellement descend jusqu'au sol. Le carneau inférieur de la nouvelle chaudière pourra toujours recevoir une section cor- respondant au besoin réel. Sa largeur totale est fixée par la limite entre l'isolement et l'emmurage, et par simple choix de la hauteur en rapport, on arrive à lui donner la section qu'exi- ge le calcul. Cette section est sensiblement rectangulaire, donc de beaucoup plus simple de forme que les carneaux latéraux actuels.
La masse d'eau en présence au-dessous des tubes-foyers n'a pas besoin d'être maintenue en circulation artificiellement (comme c'est le cas avec les chaudières entièrement isolées), mais elle est continuellement chauffée et cela plus fort qu'a- vec les chaudières emmurées usuelles. Le risque de tensions graves, dues à la chaleur, est supprimé. La température des gaz perdus est moins elevee qu'avec les chaudières entièrement isolées, et il suffira donc d'une surface de chauffe complémen- baire plus petite, qui pourra s'établir avec des matières premières de qualité moyenne ; avec le fonctionnement à vapeur saturée, il n'y a plus aucun risque d'échauffement de l'eau du réchauffeur à la limite de vaporisation.
La nouvelle chau- dière trouvera un nombre d'applications variées plus grand que la chaudière emmurée et celle entièrement isolée.
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Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une coupe lohgitudinale d'une chaudière à tubes'-foyers! avec surfaces de chauffe complémentaires.
Fig. 2 est une coupe horizontale du carneau inférieur.
Fig. 3 est une coupe transversale de la chaudière dans la zone du carneau inférieur.
Les dessins montrent une chaudière à tube-foyer 1, avec un tube-foyer 2. Au fond arrière 1' de la chaudière se rattache par exemple une chicane maçonnée 3, qui en arc embrasse le tube-foyer et qui s'étend jusqu'à un surchauffeur 4 pouvant se mettre hors de service par un clapet 5. La chi- cane 3 continue sous la chaudière sous forme de chicane 6, et partage en un canal 8', allant en avant, et en un canal 8", revenant en arrière, le carneau inférieur, limité latéralement par les murs 7 qui n'ont qu'une hauteur très faible.
Au canal 8" mentionné en d.ernier lieu se rattache un espace d'un réchauf- feur de gaz de fumée 10, séparé par une cloison 9 ; devant le réchauffeur est disposée une chicane 11 pourvue d'un clapet de mise hors de service 12, tandis que les gaz de la combus- tion sont conduits dans la zone des tubes du réchauffeur par leurs ailettes transversales rectangulaires. A l'extrémité avant de la chaudière se trouve une fosse à cendres volantes 13 avec porte 14.
Comme on le voit dans la figure 3, la partie supé- rieure de l'enveloppe ou corps de chaudière (environ les deux tiers de la totalité du corps) n'est pas chauffée, mais elle est par un revêtement isolant 15 protégée contre des pertes de chaleur. Elle s'étend en bas approximativement jusqu'au plan horizontal passant par le bord inférieur du tube-foyer, tandis que toute la largeur de la partie de corps située au- dessous dudit plan est occupée par le carneau inférieur 8'-8".
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Le revêtement isolant 15 peut être fermé par exemple par un fer profilé 16, qui s'applique au corps de chaudière, et il pourra par une couche inbermediaire 17 de diatomite, laine d'asbeste, etc., s'appuyer sur les murs 7. La fermeture et le raccordement pourront pourtant s'établir différemment. La tôle de revêtement 18 de l'isolant 15 s'étend elle-même jus- qu'à couvrir les murs 7, ou elle porte une tôle complémentaires 19, qui couvre partiellement ou totalement les surfaces exté- ricures dégagées des aurs 7.
Les gaz de la combustion dégagés sur la grille cou- lent à travers le tube-foyer 2 ; montent à droite de la chicane 3 (fig. 3), en dépassent le clapet fermé 5, jusqu'au surchauf- feur 4;passent à travers cet appareil et descendent à gauche ce la chicane 3 dans le premier carneau inférieur 8' ; rebrous- sent chemin sur la fosse 13 et reviennent en arrière à travers le second carneau inférieur 8" Ils coulent devant la chicane 11 ( fig. 1 et 2 ) - le clapet 12 étant fermé - à travers une moitié du rechauffour à gaz de fumée 10 ; tournent au-dessus ae cet appareil et descendent à travers la seconde moitié du réchauffeur, derrière la chicane 11, dans la cheminée .
Lorsque les deux clapets 5 et 12 sont ouverts, le surchauffeur 4 et le réchauffeur 10 sont hors de service, ce dont on profite avantageusement lors de la première mise en feu et lors de l'allumage journalier, qui s'opèrent alors ra- pidement et dans de bonnes conditions. Lorsqu'il n'y a que le clapet 5 qui est ouvert, les gaz de la combustion passent à tragers cette ouverture de clapet et ne passent donc pas à travers le surchauffeur 4, mais traversent au contraire le ré- chauffeur 10. S'il n'y a que le clapet 12 qui est ouvert, les gaz lèchent le surchauffeur 4, mais non pas le réchauffeur 10.
Les chaudières à tubes-foyers emmurées connues con- viennent essentiellement pour fonctionnement à vapeur saturée
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(production de vapeur pour la cuisson etc.), et dans les chau- dières entièrement isolées, l'utilisation des deux surfaces de.chauffe complémentaires est d'importance décisive pour le rendement ; pour cette raison, elles entrent notamment en ligne de compte pour la production de force. La nouvelle combinaison pourra s'adapter utilement à des applications nombreuses. Elle pourra éventuellement travailler sans surface de chauffe com- plémentaire, et pourra de plus être équipée, par exemple pour le fonctionnement à vapeur saturée, rien que d'un réchauffeur à gaz de fumée, ainsi que dans le cas d'un besoin de vapeur important pour emploi comme force motrice, équipée en outre d'un surchauffeur.
REVENDICATIONS --------------
1- Chaudière à tubes-foyers, à un ou plusieurs tubes- foyers, caractérisée en ce que la partie supérieure de l'en- veloppe de chaudière, sur une étendue en moyenne approximati- vement de deux tiers de l'enveloppe entière, n'est pas chauf- fée, mais se trouve protégée contre des pertes de chaleur par un revêtement isolant, et que sous la partie restante inférieu- re de l'enveloppe de chaudière, dans la zone de laquelle se trouve essentiellement la masse d'eau placée sous les tubes- foyers, est disposé un carneau inférieur à gaz de fumée.