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Perfectionnements relatifs aux générateurs da vapeur.
L'invention se rapporte à des perfectionnements aux géné- rateurs de vapeur munis de boites à feu à tubes d'eau, comme par exemple, les générateurs de vapeur représentes et décrits dans le brevet anglais ? 222097 du 10 avril 1923. L'objet principal de cette invention consista en une construction de générateur de vapeur du type désigné dans lequel les antretoi-
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ses habituelles de la boite à feu de la face arrière et de la porte de la boite à feu peuvent être supprimées. L'invention a en outre, pour objet de permettre l'emploi de la chambre à eau de la plaque arrière de la boite à feu comme réchauffeur d'eau d'alimentation.
Dans certaines constructions de boites à feu a- qutubulaires, y compris celle du brevet précité, des distri- buteurs d'eau et un collecteur d'eau ou de vapeur sont combinés avec des tubes d'eau de descente ou de montée constituant les parois latérales de la boite à feu ou du foyer, et avec les chambres à eau et à vapeur de la. chaudière, on sait que dans la pratique les entretoises de boites à feu sont une source d'en- nuis et dans les constructions antérieures comportant des pa- rois latérales de boites à feu à tubes à eau comme par exemple dans le brevet susmentionné du même inventeur, les entretoises usuelles latérales et de ciel sont supprimées. comme on l'a dit plus haut, grâce à la présente invention, ' les entretoises ordinaires de la chambre a eau de la plaque arrière peuvent également être entièrement, ou presque entière- ment supprimées.
La présente invention consiste en principe en un généra- teur de vapeur muni d'une boite à feu aquatubulaire dans laquel- le la chambre à eau de la Plaque arrière de la boite à feu est construite et combinée avec d'autres parties di générateur et de son équipement, de façon que ladite chambre constitue un ré- chauffeur d'eau d'alimentation.
Un générateur de vapeur selon l'invention comprend des distributeurs d'eau convenablement dis- posés et un ou plusieurs collecteurs d'eau ou de vapeur combinés avec des tubes réchauffeurs d'eau ou de vapeur, combinés avec des tubes réchauffeurs d'eau ou générateurs de vapeur sur les parois du foyer, les dits distributeurs et le ou les collecteurs communiquant librement par leurs extrémités avant avec le corps de la chaudière, tandis que leurs extrémités arrières sont fi- xées à la Plaque arrière de.la chaudière et fermées par des pla-
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ques amovibles.
Des dispositifs sont prévus pour protéger cet- te plaque arrière contre l'action directe des gaz du foyer. cette protection peut consister en une chambre à eau sous- traite à la pression de la chaudière et constituant le réchauf- feur d'alimentation indiqué ou bien la plaque arrière peut ê- tre protégée par un revêtement réfractaire ou calorifugé.
L'invention consiste en outre, en la construction, la com- binaison et la disposition de parties indiquées dans les reven- dications et spécialement décrites ci-après en renvoyant au dessin annexe* Fig.l est une élévation schématique de la plaque arrière d'une chaudière de locomotive selon l'invention, indiquant aus- si une pompe d'alimentation.
Fig.2 est une coupe longitudinale suivant la ligne A B de Fig. 1.
Dans les dessins, l, l sont les distributeurs d'eau et 2 est le collecteur de vapeur ou de vapeur et d'eau, 3 et 4 dé- signant respectivement les tubes de descente et de montée de l'eau sur les cotés de la boite à feu, fixés et communiquant par leurs extrémités supérieures avec le distributeur 1 et le collecteur 2 et par leurs extrémités inférieures avec le col- lecteur 5, comme dans le brevet antérieur rappelé ci-dessus.
De préférence, les tubes 3, et 4 sont disposés par paires. Les tubes de chaque paire sont réunis à leurs extrémités, ou forgés en une seule pièce pour ne constituer qu'un seul organe se ra@cor dant au distributeur ou au collecteur, selon le cas. 6 désigne le corps de la chaudière,. 7 les tubes à fumée, 8 la, plaque tu- bulaire avant et 9 la plaque arrière. Les distributeurs 1 et le collecteur 2 communiquant librement par leurs extrémités avant avec le corps de la chaudière, comme dans le brevet rappelé.
Selon la présente invention, les extrémités des distribu- teurs d'eau l et du collecteur 2, à l'extrémité arrière de la boite à fous sont fermées par des pièces amovibles la et 2a, ce
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qui permet l'accès dans les distributeurs et les collecteurs pour le mandrinage des tubes et le nettoyage. Lés distributeurs et le collecteur peuvent être fixés de toute manière approprias, par exemple directement comme on-le voit au dessin, à la plaque arrière 9, soit par des boulons, ou tout autre moyen passant à travers une bride 10 ou 10a de préférence repliée vers l'inté- rieur à l'extrémité du distributeur ou du collecteur, et à tra- vers la plaque arrière 9.
Ces brides 10-10a peuvent être obte- nues par soudure, ou autrement, en fixant l'extrémité de cha- que distributeur et de chaque collecteur res- Fictivement, une bague dont la surface extérieure est de pré- férence soudée à la surface intérieure du distributeur ou du collecteur.
Pour protéger la Plaque arrière contre l'action di- recte de la flamme et contre les gaz chauds du foyer on peut employer des revêtements réfractaires ou calorifuges ou bion on peut faire usage d'une chambre à eau 11 soustraite à la pression de la chaudière et dans ce dernier cas, l'eau d'ali- mentation peut passpr ou être chassée du réservoir d'eau du tender vers la chambre à eau de la chaudière à travers cette chambre 11 par l'intermédiaire de la pompe d'alimentation ou de l'injecteur (non représenté au dessin).
Dans le cas où il est fait usage d'une matière réfractair e pour protéger la plaque arrière, on peut employer des briques réfractaires, convenablement supportées, ou des carreaux, et entre ces briques ou carreaux et la plaque arrière, on peut disposer une ou plusieurs feuilles d'amiante ou autre matière isolante, le revêtement employé étant de préférence renforcé' par des armatures de grillage métallique et fixées à la plaque arrière par des boulons, de préférence galvanisés dont les têtes sont noyées dans ce revêtement Isolant.
La plaque avant 8 peut être protégée de la même façon par une matière réfractaire, comme on le voit en Fig.2, la désignant les briques ou carreaux réfractaires et 13 la doublure en amiante ou autre correspondan-
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te, interposée entre les briques réfractaires et la plaque 8.
.Comme mentionné ci-dessus, la Plaque arrière peut être pro- tégée par une chambre à eau 11, qui n'est Pas sous pression et qui peut être employée comme réchauffeur d'eau d'alimentation et c'est cette application de l'invention qui est représentée dans les dessins. La chambre 11 entre la plaque arrière inté- rieure 14 et la plaque arrière extérieure 9. cette dernière constituant la plaque arrière de la chambre du foyer., est mu- nie à son extrémité inférieure d'un raccord 15 avec le réser- voir d'eau ou la source d'eau d'alimentation.
Le raccord 15 a- boutit directement à ce réservoir ou à cette source pour per- mettre d'alimenter la chambre à eau 11 soit par gravité ou par l'écoulement naturel de l'eau, pour combler le vide créé par l'aspiration de la pompe alimentaire de la chaudière ou de l'injecteur dans cette chambre à eau, cet écoulement naturel se produisant aussi longtemps que la température de l'eau dasn la chambre ne s'élève pas de trop. Un autre raccord 16 venant de l'ouverture de décharge d'une pompe appropriée 17 sert à alimenter la chambre il par la citerne d'alimentation lors que la niveau de l'eau n'est pas maintenu par la simple alimenta- tion par gravité ou par écoulement naturel.
Des soupapes de re- tenue 18-19 sont prévues dans les raccords 15 et 16 et l'amenée de la pompe 17 est raccordée à un tube 20 venant de la source d'eau d'alimentation. Aune hauteur appropriée un raccord 21 part de la chambre à eau de la plaque arrière ou réchauffeur d'eau d'alimentation 11 vers l'entrée de la pompe d'alimenta- tion ou de l'injecteur qui est capable de fonctionnes en eau chaude et l'alimentation de vapeur pour cette pompe ou injec- teur et pour la pompe 17 Peut être prélevée dans le collecteur de vapeur et d'eau 2 par des tubes 22-23 munis de soupapes et fixés à la Plaque arrière 9 correspondant à des trous traver- sant cette Plaque pour aboutir dans le collecteur 2.
La vapeur d'échappement de la pompe 17 Peut être conduite par un tube 24
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à un serpentin condenseur dans le réservoir d'eau d'alimenta- tion de la machine ou dans le tender, la décharge de ce serpen- tin se trouvant au-dessus du niveau d'eau le plus élevé dans ce révervoir et pouvant être ramené vers le bas. Pour empêcher la pression dans la chambre à eau 11 de la plaque arrière, de s'é- lever au-dessus d'un point déterminé, par exemple au-dessus de 0,Kg.5 par cm2, il peut être prévu une soupape de sûreté 26 dans un tube 27 retournant vers le réservoir d'eau de la machi- ne ou du tender, et ce tube peut se terminer dans le réservoir en un serpentin de condensation comme pour les tubes 24.
La pompe 17 peut-être et est de préférence, munie d'un régulateur automatique mettant la pompe en action chaque fois que l'eau dans la chambre 11 descend au-dessous d'un certain niveau. Si la pression s'élevait au-dessus du point voulu par suite de la production de vapeur dans le réchauffeur d'eau d'e- limentation 11, la soupape 26 s'ouvrirait et l'eau réchauffée retournerait dans le réservoir d'alimentation par le tube 26.
Le niveau d'eau dans la chambre 11 s'abaisserait alors et la pompe 17 entrerait on fonctionnement et remplacerait l'eau chaude renvoyée dans le réservoir par de l'eau plus froide de ce moitié réservoir ce qui abaisserait la température dans la chambre 11 et par suite la pression qui y règne.
Pour permettre de nettoyer, à volonté la chambre à eau de la plaque arrière il, qui constitue dans cette réalisation de l'invention, un réchauffeur d'eau d'alimentation, il sera prévu un nombre convenable de bouchons de lavage 28 disposés dans la plaque arrière, un ou plusieurs d'entre eux se trouvait tout près du fond de la chambre à eau, et un ou plusieurs autres dans la Partie supérieure de la plaque arrière. En outre, il sera disposé de préférence un ou plusieurs trous d'homme dans la plaque arrière, fermés par des. couvercles appropriés 29 pour permettre d'y introduire et y manoeuvrer des grattoirs en cas de besoin pour enlever les incrustations formées sur les parois
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en contact avec l'eau.
Les distributeurs d'eau 1-1 et le collecteur de vapeur et d'eau 2 outre qu'ils sont fixés à la plaque arrière extérieure
9, sont fixés à la plaque arrière intérieure 14 où ils traver- sent cette plaque et servent ainsi à entretoiser les plaques 9 et 14. La bague du gueulard du foyer, s'il en est employée une, sera également fixée aux deux plaques et aidera encore à l'en- tretoisement. comme variante les plaques arrière intérieure et extérieure peuvent être profilées à la presse et fixées ensem- ble au gueulard 30.
Comme nous l'avons dit ci-dessus la construction selon la présente invention, permet de supprimer les entretoises ordinai- res de boites à feu dans la chambre à eau arrière 11 par suite de l'absence de toute pression sensible dans cette chambre, ce- pendant il est préférable de prévoir quelques entretoises 31 entre les plaques 9 et 14 comme indiqué dans la Fig.l.
Si on le désire, afin d'empêcher l'eau dans la chambre 11 de la plaque arrière, de se réchauffer trop fortement, la pla- que arrière intérieure 14 peut être protégée par un revêtement calorifuge ou réfractaire, comme par exemple des feuilles d'a- miante disposées entre cette plaque.14 et des briques ou car- reaux réfractaires.
Des modifications peuvent être apportées aux détails de construction sans sortir de l'invention.
REVENDICATIONS.
1)- Un générateur de vapeur muni d'une boite a feu aquatu- bulaire, dans lequel la chambre à eau de la plaque arrière de la boite à feu est construite et combinée avec d'autres parties du générateur à vapeur et de son équipement, de telle façon que cette chambre constitue un réchauffeur d'eau d'alimentation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Improvements relating to steam generators.
The invention relates to improvements to steam generators fitted with fireboxes with water tubes, such as, for example, the steam generators shown and described in the UK patent. 222097 of April 10, 1923. The main object of this invention was to provide a construction of a steam generator of the type designated in which the antretoi-
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the usual ones for the rear face firebox and the firebox door can be omitted. Another object of the invention is to allow the use of the water chamber of the rear plate of the firebox as a feed water heater.
In certain tubular firebox constructions, including that of the aforementioned patent, water distributors and a water or steam collector are combined with downhill or riser water tubes constituting the walls. sides of the firebox or hearth, and with the water and steam chambers of the. boiler, it is known that in practice the spacers of fireboxes are a source of annoyance and in previous constructions comprising sidewalls of fireboxes with water tubes as for example in the aforementioned patent of the same. inventor, the usual side and sky spacers are omitted. as mentioned above, by virtue of the present invention, the ordinary backplate water chamber struts can also be entirely, or almost entirely, omitted.
The present invention consists in principle of a steam generator provided with an aquatubular firebox in which the water chamber of the backplate of the firebox is constructed and combined with other parts of the generator and. of its equipment, so that said chamber constitutes a feed water heater.
A steam generator according to the invention comprises suitably arranged water distributors and one or more water or steam collectors combined with water or steam heating tubes, combined with water heating tubes or steam generators on the walls of the fireplace, said distributors and the manifold (s) communicating freely by their front ends with the body of the boiler, while their rear ends are fixed to the rear plate of the boiler and closed by pla-
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removable ques.
Devices are provided to protect this back plate against the direct action of the gases from the fireplace. this protection can consist of a water chamber subtracted from the pressure of the boiler and constituting the indicated feed heater or the back plate can be protected by a refractory or heat-insulated lining.
The invention further consists of the construction, combination and arrangement of parts indicated in the claims and especially described hereinafter with reference to the accompanying drawing * Fig. 1 is a schematic elevation of the back plate of the invention. a locomotive boiler according to the invention, also indicating a feed pump.
Fig.2 is a longitudinal section taken along line A B of Fig. 1.
In the drawings, l, l are the water distributors and 2 is the steam or steam and water manifold, 3 and 4 respectively denoting the water drop and rise tubes on the sides of the firebox, fixed and communicating by their upper ends with the distributor 1 and the collector 2 and by their lower ends with the collector 5, as in the prior patent mentioned above.
Preferably, the tubes 3, and 4 are arranged in pairs. The tubes of each pair are joined at their ends, or forged in a single piece to constitute a single member being connected to the distributor or to the manifold, as the case may be. 6 designates the body of the boiler ,. 7 the smoke tubes, 8 the front tube plate and 9 the back plate. The distributors 1 and the manifold 2 communicating freely by their front ends with the body of the boiler, as in the recalled patent.
According to the present invention, the ends of the water distributors 1 and of the collector 2, at the rear end of the lug box are closed by removable parts 1a and 2a, this
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which allows access to distributors and collectors for tube chucking and cleaning. The distributors and the manifold can be fixed in any suitable manner, for example directly as seen in the drawing, to the back plate 9, either by bolts, or any other means passing through a flange 10 or 10a preferably folded back. inward at the end of the distributor or manifold, and through the back plate 9.
These flanges 10-10a may be obtained by welding, or otherwise, by securing the end of each distributor and each manifold respectively, a ring whose outer surface is preferably welded to the inner surface. distributor or collector.
To protect the back plate against the direct action of the flame and against the hot gases of the hearth, refractory or heat-insulating linings can be used or a water chamber 11 withdrawn from the pressure of the boiler can be used. and in the latter case, the feed water can passpr or be expelled from the water tank of the tender towards the water chamber of the boiler through this chamber 11 by means of the feed pump or of the injector (not shown in the drawing).
In the case where a refractory material is used to protect the back plate, refractory bricks, suitably supported, or tiles can be used, and between these bricks or tiles and the back plate, one or more can be placed. several sheets of asbestos or other insulating material, the coating employed being preferably reinforced by metal mesh reinforcements and fixed to the back plate by bolts, preferably galvanized, the heads of which are embedded in this insulating coating.
The front plate 8 can be protected in the same way by a refractory material, as can be seen in Fig. 2, denoting it the refractory bricks or tiles and 13 the asbestos liner or the like.
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te, interposed between the refractory bricks and the plate 8.
As mentioned above, the backplate can be protected by a water chamber 11, which is not pressurized and which can be used as a feed water heater and it is this application of the invention which is shown in the drawings. The chamber 11 between the inner rear plate 14 and the outer rear plate 9. the latter constituting the rear plate of the hearth chamber., Is provided at its lower end with a connection 15 with the reservoir d. water or feed water source.
The connector 15 ends directly at this reservoir or at this source to allow the water chamber 11 to be supplied either by gravity or by the natural flow of water, to fill the vacuum created by the suction of water. the feed pump of the boiler or of the injector in this water chamber, this natural flow occurring as long as the temperature of the water in the chamber does not rise too high. Another fitting 16 coming from the discharge opening of a suitable pump 17 is used to supply the chamber il through the supply tank when the water level is not maintained by simple gravity feed. or by natural flow.
Check valves 18-19 are provided in fittings 15 and 16 and the inlet of pump 17 is connected to a tube 20 from the feed water source. At a suitable height a connection 21 goes from the water chamber of the back plate or feed water heater 11 to the inlet of the feed pump or injector which is capable of hot water operation and the steam supply for this pump or injector and for the pump 17 May be taken from the steam and water manifold 2 by tubes 22-23 fitted with valves and fixed to the back plate 9 corresponding to holes passing through this Plate to end in the manifold 2.
Exhaust steam from the pump 17 Can be conducted through a tube 24
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to a condenser coil in the feed water tank of the machine or in the tender, the discharge of this coil being above the highest water level in this tank and being able to be brought back down. To prevent the pressure in the water chamber 11 of the back plate, from rising above a determined point, for example above 0, Kg. 5 per cm2, a valve can be provided 26 in a tube 27 returning to the water tank of the machine or tender, and this tube can end in the tank in a condensing coil as for the tubes 24.
The pump 17 can be and preferably is provided with an automatic regulator which activates the pump whenever the water in the chamber 11 drops below a certain level. If the pressure were to rise above the desired point as a result of the production of steam in the feed water heater 11, the valve 26 would open and the heated water would return to the feed tank. through tube 26.
The water level in chamber 11 would then drop and pump 17 would come into operation and replace the hot water returned to the tank with colder water from this tank half which would lower the temperature in chamber 11 and consequently the pressure which reigns there.
To allow the water chamber of the back plate 11, which in this embodiment of the invention to be a feed water heater, to be cleaned at will, a suitable number of washing plugs 28 arranged in the chamber will be provided. back plate, one or more of them was near the bottom of the water chamber, and one or more more in the Upper part of the back plate. In addition, there will preferably be one or more manholes in the back plate, closed by. suitable covers 29 to allow the introduction and operation of scrapers if necessary to remove encrustation formed on the walls
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in contact with water.
Water distributors 1-1 and steam and water manifold 2 in addition to being attached to the outer back plate
9, are fixed to the inner back plate 14 where they pass through this plate and thus serve to brace the plates 9 and 14. The hearth throat ring, if one is used, will also be fixed to the two plates and will still help in the planting. alternatively the inner and outer backplates can be press-profiled and attached together to throat 30.
As we have said above, the construction according to the present invention makes it possible to eliminate the ordinary spacers for fireboxes in the rear water chamber 11 owing to the absence of any appreciable pressure in this chamber. - during it is preferable to provide some spacers 31 between the plates 9 and 14 as shown in Fig.l.
If desired, in order to prevent the water in the chamber 11 of the back plate from heating too strongly, the inner back plate 14 may be protected by a heat insulating or refractory coating, such as, for example, foils. 'a- miante disposed between this plate.14 and refractory bricks or tiles.
Modifications can be made to the construction details without departing from the invention.
CLAIMS.
1) - A steam generator with an aquatubular firebox, in which the water chamber of the backplate of the firebox is built and combined with other parts of the steam generator and its equipment , so that this chamber constitutes a feed water heater.
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