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"APPAREILGENERATEUR DE VAPEUR Il
La présente invention concerne les procédés de génération de vapeur d'eau, et d'autres vapeurs., ainsi que les générateurs employés à cet effet.
On a déjà proposé d'augmenter l'efficacité de générateurs de vapeur.''par un appareil auxiliaire qui sert'à chauffer l'eau d'alimentation et qui peut être placé dans la cheminée du foyer du générateur, ou en tout autre point convenable. Les économiseurs du type commun représentent un perfectionnement distinct dans l'effet utile de générateurs ; mais ils présentent un certain nombre d'inconvénients.
Ainsi, par exemple, la circulation, d'eau o-u autre liquide:
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à travers les, tubes est relativement lente car, seule, l'eau réellement transformée en vapeur dans le générateur a à être remplacée par l'introduction de nouvelles quantités d'eau d'alimentation, Ce flux relativement lent rend les éléments d'économiseur sujets à la formation de tartre et, lorsque les prises de vapeur au générateur sont très variables-, il arrive parfois qu'une cessation temporaire de prise de vapeur, avec une cessation correspondante du flux d'eau à travers l'économiseur, n'est pas accompagnée par une réduction correspondante dans la quantité de chaleur ' appliquée aux générateure et, d'une façon correspondante, dans la quantité de chaleur perdue disponible pour chauffer l'économiseur.
Il en résulte qu'il y a risque que de la vapeur bloque les éléments d'économiseur à moins qu'ils soient placés dans une zone de température si basse qu'ils en deviennent inefficaces-.
L'invention a pour objet la combinaison d'un moyen de chauffage de liquide-, jouant le rôle d'un écono- miseur,avec des générateurs de vapeur principaux, combi- naison qui évite en partie ou en. totalité les inconvénients inhérents aux économiseurs. dont on a fait usage jusqu'ici.
Un autre objet de l'invention consiste en une amélioration de la circulation des générateurs de vapeur principaux, ce qui fait que la combinaison augmente l'effet utile ou efficacité du générateur, non seulement par une action d'économiseur mais encore par une augmentation réelle de l'effet utile dans le générateur lui-même.
L'invention consiste essentiellement en un ou plusieurs générateurs de vapeur principaux et en un cir- cuit de chauffage auxiliaire., y associé, pourvu d'une cir- culation indépendante, positive, d'où l'eau en circulation est fournies aux générateurs de vapeur, suivant leurs be- soins. Dans les formes d'exécution préférées de l'invention,
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la pression dans le circuit auxiliaire est sensiblement égale, ou légèrement supérieure, à celle régnant dans le générateur de vapeur.
Bien. que, sous ses aspects plus généraux, l'invention ne concerne aucun type particulier de circuit de chauffage auxiliaire à circulation positive, elle comprend, dans ses. formes d'exécution préférées et plus spécifiques., des circuits économiseurs auxiliaires dans lesquels l'eau est mise en circulation à travers les éléments de chauffage sous la forme d'une nappe et, dans certaines des formes d'exé- cution, de préférence sous la forme d'une nappe à l'intérieur d'éléments de chauffage tubulairea que l'on appellera pour plus de brièveté des "tubes à nappe La Mont" et qui peuvent, avec avantage, englober certaines ou la plupart des caractéristiques structurales des générateurs de vapeur tubu- laires La Mont, tels qu'ils sont décrits dans les brevets antérieurs.
français N 522.001, en date du 6 Août 1920 et N 614.915, en date du 28 novembre I925.
Des économiseurs à tubes à nappe, avec le transfert extraordinairement élevé de chaleur que le principe de la nappe rend. possibles, en particulier lorsqu'ils sont associés avec une disposition convenable de tubes* de manière à donner des vitesses de gaz avantageuses et des profondeurs hydrauliques, moyennes., sont particulièrement importants dans des circuits économiseurs et présentent dans ces circuits des augmentations d'effet utile même plus grandes que dans des générateurs de vapeur, puisque l'on fait commu- nément fonctionner les économiseurs au moyen de sources. de chaleur à une température initiale relativement beaucoup plus basse que dans le cas. de. générateurs de vapeur..
En conséquence, l'effet utile élevé des circuits économiseurs à tubes à nappe La. Mont permet une très grande augmentation dans l'effet utile total, puisque la température des gaz
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de la cheminée, dans le cas où 1.économiseur est placé dans la cheminée d'un générateur, ou des. autres gaz perdus chauds, peut être réduite à un chiffre très bas.
Dans l'économiseur ordinaire, dans lequel l'eau est mise en circulation directement en série à travers l'économiseur dans le générateur, le but visé n'est pas d'en- gendrer de la vapeur dans l'économiseur et toute vapeur qui peut être engendrée en minimes quantités est introduite dans le générateur de vapeur principal. En fait, s'il est permis à un économiseur conventionnel d',engendrer des quantités relativement considérables de vapeur, il y a une tendance sérieuse pour les tubes à se trouver bloqués par de la vapeur, ce qui ou bien peut être cause qu'ils brûlent ou bien, même si cela ne se produit pas, réduit l'effet utile du transfert de chaleur des éléments..
Il est par conséquent de pratique courante, dans les types ordinaires d'économiseurs, d'empêcher la formation de quantités consi- dérables quelconques. de vapeur*
Les circuits économiseurs auxiliaires, à circula= tion positive, de la présente invention peuvent marcher sur ce même principe général, a'est-à-dire en vue d'engendrer aussi peu de vapeur que possible. Avec un circuit économi- seur à circulation positive ,il est néanmoins possible de séparer aisément et rapidement la vapeur et de réunir la vapeur avec celle du générateur principal, ou de l'utiliser séparément.
Un tel circuit, qui joue le rôle d'un écono- miseur et d'un générateur auxiliaire et qui, à certains moments, peut jouer exclusivement l'un de ces rôles ou exclusivement l'autre, ou une combinaison des deux, sera appelé ci-après un "circuit économiseur générateur** et c'est un avantage de certaines des formes d'exécution plus spécifiques de l'invention que des économiesprécieuses peuvent être effectuées en utilisant des circuits économiseurs
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générateurs.
Ceci est particulièrement vrai lorsque l'on fait usage de circuits à tubes à nappe du type La Mont, pour cette raison qu'avec de hautes températures de chemi- née, telles que celles qu'on rencontre fréquemment avec des types communs de générateurs à ébullition en masse larsqu'.on force beaucoup leur allure; la quantité de chaleur diapo- nible. dans les gaz de la cheminée et pouvant être absorbée par des tubes à nappe convenables, excède de beaucoup la quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer l'eau d'ali- mentation pour le générateur de vapeur. Dans des cas de ce genre, de la vapeur peut être engendrée en plus ou moins grandes quantités dans un circuit économiseur générateur à tubes à nappe et on peut par cela même réaliser une utili- sation maximum de la chaleur des gaz.
De plus, le système est extrêmement souple et un circuit éoonomiseur générateur de dimensions modérées peut satisfaire à, de fortes varia- tiona dans la température ou le volume, ou tant la tempéra- ture que le volume, des gaz. de la cheminée. La. circulation constante d'eau, empêche que les tubes brûlent et aide à les maintenir exempta de tartre et il peut être pris soin de fortes fluctuations dans la teneur en chaleur et le volume des gaz, de la cheminée par la génération d'une plus ou moins grande quantité de vapeur dans le circuit économiseur générateur..
La quantité d'eau mise en circulation à travers les circuits économiseurs, au les circuits économiseurs générateurs, de l'invention peut varier dans de larges limites. :La quantité de circulation est, dans la plupart des cas, un compromis. Pour un rendement thermique maximum, la circulation ne doit pas être, pratiquement, plus grande que la quantité d'eau d'alimentation introduite, de façon que l'eau pénétrant dans la portion la plus froide des éléments d'économiseur de trouve à. une température minimum
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et soit par cela même capable de soustraire un maximum de chaleur aux gaz de la cheminée, en particulier dans le cas où ces derniers passent sur les éléments d'économiseur en sens contraire du flux d'eau en contact avec eux,
ce qui eat la disposition la plus efficace et préférée. Il n'est cependant pas possible de prendre soin de fluctuations considérablesdes besoins en eau. d'alimentation d'un géné- rateur de vapeur avec une circulation qui est si faible et, si l'on utilise des tubes pleins, la vitesse de l'eau à travers les tubes peut être insuffisante, pour empêcher le blocage par la vapeur et pour assurer une action de nettoy- age désirable afin de maintenir les tubes exempts de tartre,, Lorsqu'on fait usage d'éléments d'économiseur à tubes à nappe, on peut réduire grandement la circulation parce que le' trajet de la nappe exige un volume d'eau beau- coup plus petit que'celui nécessaire avec des tubes pleins.
Néanmoins, dans tous les cas, la circulation doit être déterminée afin de donner un maximum de sécurité et de ren- dement thermique et l'invention ne concerne pas essentiel- lement des quantités de circulation définies quelconques qui doivent être déterminées, pour chaque cas individuel selon les conditions de fonctionnement rencontrées dans l'installation particulière considérée.
Lorsqu'on utilise des circuits économiseurs, ou des circuits économiseurs générateurs, à tubes pleins, ils maintiendront, en général, une pression, sensiblement égale à celle régnant dans le générateur principale ou plutôt légèrement supérieure de façon à effectuer l'ali.- mentation. Cependant, lorsqu'on fait usage de circuits économiseurs à nappe, il n',est habituellement pas pratique de maintenir, dans les éléments d':
économiseur eux-mêmes, une pression égale à celle du générateur à mains que l'économiseur soit également un générateur de quantités
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considérables de vapeur, En conséquence, dans le circuit économiseur à tubes à. nappe, ordinaire, de la présente invention, des vannes convenables doivent être prévues conjointement avec la pompe de circulation, ou.
autre dispositif de circulation, de façon que, bien que la pres- sion dans les éléments d'économiseur eux-mêmes, et dans bien des cas dans toutes les connexions entre les éléments et l'aspiration de la pompe, soit bien inférieure à celle régnant dans le générateur et puisse, en fait, n'être que peu supérieure, si elle l'est, à la pression atmosphérique, la pression dans la portion du circuit comprise entre le refoulement de la pompe et les éléments à.
nappe soit égale ou, habituellement, légèrement supérieure à celle du générateur de vapeur, Ceci peut être effectué par des valves d'étranglement convenables intercalées dans les connexions de circulation et, dans certains cas extrêmes, peut être maintenu par la chute de pression à travers les ajutages ou orifices d'injection des éléments à nappe, bien que, pour la plupart des buts, cette chute de presaion soit insuffisante et soit difficile à régler,
Le maintien de la pression voulue et des quan.ti- tés d'eau passant du circuit économiseur- dans le généra- teur ou, dans le cas de plusieurs générateurs, dans les différents générateurs, peut-être effectué par un contrôle manuel ou par un.contrôle automatique, ou par une combinai- son des deux.
Il est préférable, dans la plupart des cas, /d'économi- d'établir dea niveaux d'eau convenables dans les éléments/ seur à nappe ou dans leurs et dans le générateur de vapeur et faire fonctionner leurs connexions vannes, contrôlant la quantité d'eau, fournie par le circuit économiseur ou générateur et la pression dans le circuit de refoulement de la. pompe d'après ces divers niveaux. Il sera clair, pour l'homme du métier qu'un très grand nombre de modifications de contrôle possibles peuvent être utilisées
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pour produire cet effet.
Certaines dispositions qui ont été trouvées désirables dans certains cas sont représen- tées sur les dessins ; mais il va sans dire que l'invention n'y est nullement limitée et que, au contraire, on peut faire usage de tout contrôle convenable, le contrôle ou les combinaisons de contrôles convenables étant déterminées dans chaque cas particulier, compte tenu des conditions de fonctionnement auxquelles on a affaire.
Des circuits économiseurs à nappe suivant la présente invention, dans lesquels la pression existant dans les éléments à nappe et dans les connexions entre ceux-ci et Inspiration de la pompe est considérablement plus basse que celle régnant dans le générateur de vapeur, présentent un avantage très important. En premier lieu, l'aspiration de la pompe de circulation n'est pas sous une grande pression et le problème de boites à bourrage convenables pour empêcher les fuites est grandement simplifié et, dans le cas où la pression n'est pas supérieure à celle de l'atmosphère, pratiquement inexistante
La même pression plus basse permet l'introduc- tion dans cette partie du circuit de corps cylindriques ou autres récipients relativement gros, sans construction excessivement lourde.
Bien qu'il y ait avantage à mainte- nir la circulation réelle à travers les éléments à nappe à une très faible quantité en comparaison de la quantité d'eau d'alimentation introduite, il y a un avantage dis- tinct à assurer un volume de réserve suffisamment grand, dans le circuit, pour prendre soin de fluctuations brusques dans la demande. Ceci peut être obtenu simplement, dans des circuits économiseurs à nappe, au moyen de corps cy- lindriques ou autres réservoirs à parois relativement minces que l'on peut inaérer dans la portion à basse pression du circuit.
Les gros. volumes. d'eau qui peuvent être ainsi retenus dans le circuit sans diminuer son efficacité
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thermique rendent également simple et facile de séparer les impuretés de l'eau d'alimentation par des procédés d'épuration bien connus. Un avantage supplémentaire de circuits économiseurs à tubes à nappe est parconséquent qu'on peut y incorporer des moyens, simples et sur lesquels on peut compter, pour enlever des solides de l'eau d'ali- mentation sans la nécessité d'une construction- coûteuse.
Les avantages d'une basse pression dans une por- tion du circuit économiseur sont obtenus d'une façon parti- culièrement simple et aisée avec des circuits économiseurs à nappe. Il va néanmoins sans dire qu'on peut obtenir, mais pas aussi facilement,, un semblable avantage dans des cir- cuits économiseurs. à éléments pleins. L'invention comprend par conséquent des circuits ayant des zones de basse pres- sion, abstraction faite de ce que les circuits utilisent des éléments à nappe ou des éléments pleins.
Dans la description générale qui a été donnée ci-dessus, il a été question d'éléments à. nappe et d'élé- ments pleins comme de deux systèmes nettement divisés et qualitativement différents, Cependant, en fait, il n'y a pas une ligne de démarcation, absolument nette puisque, si la quantité d'eau introduite dans le haut d'un élément aug- mente graduellement la nappe qui se forme d'abord augmente- ra d'épaisseur jusqu',à ce que l'élément approche d'un état dans lequel il est difficile de déterminer si c'est un élé- ment plein où s'il. existe une véritable nappe sur toute la longueur de l'élément tubulaire,' Ainsi, par exemple, à me- sure que la. quantité d'eau introduite dans un tube augmente graduellement,
le tube peut être plein sur une courte dis- tance à partir du haut et l'eau peut ensuite former gra- duellement une nappe:. L'invention n'est par conséquent pas limitée à deux types, nettement distincts de circuits économiseurs et comprend n'importe quel circuit économiseur
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à circulation positive, qu'il s'agisse d'élément à nappe ou d'élément pleine ou de quelque condition intermédiaire.
Les combinaisons qui sont possibles en particulier avec des circuits économiseurs générateurs rendent l'inven- tion extrêmement souple dans son application. en particu- lier à des installations actionnées par plusieurs sources de chaleur qui peuvent être intermittentes ou sujettes à fluctuations ainsi qu'à des installations dans lesquelles il existe un besoin très variable de vapeur. De telles combinaisons s'ajustent delles-mêmes. aux besoina ou deman- des variables et maintiennent partout une efficacité thermi- que élevée.
Des circuits économiseura de la présente in- vention peuvent être associés avec tous types connus de générateurs de vapeur, qu'ils soient à tubea à nappe, aquatubulaires. ignitubulaires ou à. vaporisation instantanée et cette large gamme d'applications possibles est un des avantages de l'invention.
Sur les dessins ci-joints:
Fig. 1 est une coupe schématique à travers un générateur et un économiseur générateur à.tubes à nappe situés dans la même cheminée;
Figo 2 est une coupe similaire d'un type modifié de générateur à tubes à nappe et d'économiseur à tubes à nappe ayant un flux de gaz en série;
Fig. 3 représente un générateur à tubes à nappe et un économiseur chauffé séparément;
Figo 4 représente une chaudière aquatubulaire ver- ticale avec un économiseur dans la cheminée;
Fig. 5 représente une chaudière aquatubulaire à faisceau incliné, avec un économiseur dans la cheminée;
Fig. 6 représente une combinaison d'un générateur aquatubulaire à circulation positive ou forcée et un type commun de générateur aquatubulaire à circulation par convec-
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tion ;
Fig. 7 représente la combinaison de deux chau- dières aquatubulaires séparées, associées avec un circuit économiseur unique;
Fig. 8 représente la combinaison d'une paroi d'eau, d'un type commun de générateur aquatubulaire et d'un éco- nomiseur ignitubulaire et
Fig. 9 représente l'application d'un circuit économiseur de la présente invention à un type commun de générateur aquatubulaire et de réchauffeur d'eau d'ali- mentation.
Dans toutes les figurea dea dessins, les diffé- rents niveaux d'eau, sont indiqués par des lignes marquées w. I.
Dans la construction illustrée à la fig. 1, on a représenté un type conventionnel de générateur à tubes à nappe ayant des collecteurs supérieurs 1, des collecteurs inférieurs 2, des tubes 3, un pot 9 et une pompe 4. La circulation se fait de la- pompe 4, par le tuyau 3' dans les collecteurs supérieurs 1 qui sont pouvus d'orifices d'où l'eau descend en nappe par les tubes 3 dans les collecteurs inférieurs 2 et dans le pot où la vapeur est séparée et emmenée par le tuyau'.2 pourvu d'une vanne de contrôle 7, l'eau en excès étant ramenée à la pompe par le tuyau 8.
L'économiseur, qui est situé dans la cheminée, au-dessus du générateur à tubes à nappe, consiste en des collecteurs supérieurs Il des collecteurs inférieurs 12, des tubes 13, un pot 19. une pompe 14 et des tuyaux de circulation 15 et 18 reliant celle-ci aux collecteurs supé- rieurs 11 et au pot 19, respectivement. Une prise de vapeur au pot 19 est effectuée par la-tuyau 16 pourvu d'une vanne de contrôla 17 et relié au tuyau de vapeur principal 6. Les circuits d'eau de l'économiseur et du générateur sont reliés
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par le tuyau 21, qui va du tuyau 15 au tuyau 8 et est pourvu d'une vanne de contrôle 22. L'eau d'alimentation pour les deux systèmes est introduite dans le tuyau 15 par le tuyau 23 qui est muni d'une vanne de contrôle 24.
Les pots.1 et 19 sont pourvus, respectivement, de dispositifs de contrôle de niveau d'eau 10 et 20 qui. à leur tour. actionnent les vannes 22- et 24.
Dans le fonctionnement, l'eau est mise en circu- lation dans le circuit générateur au moyen de la pompe 4, la vapeur engendrée s'en allant par le tuyau 6. En même temps, de l'eau est mise en circulation dans le circuit économiseur au moyen de la pompe 14, la pression des deux circuits étant sensiblement la même.
Il est évident bien entendu, que la pression dans le tuyau 5 est légèrement plus élevée que dans le tuyau $ pour compenser la chute de pres- sion à travers les orifices des collecteurs supérieurs 1 et, d'une façon-correspondante, la pression dans le tuyau 15 est légèrement supérieure à celle régnant dans le tuyau 18. A mesure que le niveau de l'eau baisse dans le pot 9 et le tuyau 8, le contrôleur de niveau d'eau 10 fonctionne pour ouvrir la vanne 22 en permettant ainsi à l'eau de pas- ser du tuyau 21 dans le tuyau 8 et, par conséquent, dans la circulation du circuit générateur.
Il en résulte un abais- sement du niveau d'eau dans le pot 19 de l'économiseur et le tuyau 18 y associé., ce qui fait que le contrôleur de niveau 20 fait fonctionner la vanne 24 pour introduire de l'eau d'alimentation dans le tuyau 15 d'où elle est mise en circulation à travers les collecteurs 11 et les tubes 13 et est chauffée par les gaz passant à la cheminée.
On peut faire marcher le circuit économiseur soit comme un véritable économiaeur ou comme un économiseur générateur, en ouvrant ou fermant la vanne 17. Si l'on fait marcher le circuit avec les tubes 13 pleins d'eau, il
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est possible de faire marcher le circuit soit comme un véritable économiseur ou comme un économiseur générateur.
Cependant, si les collecteurs 11 sont pourvus d'orifices ou ajutages d'injection, et si le circuit fonctionne comme un circuit à. tubes à nappe, on laisse de préférence la vanne 17 ouverte et le circuit fonctionne alors comme un économiseur générateur, toute vapeur engendrée étant séparée dans le pot 19 et passant par le tuyau 16 dans le tuyau 6 où elle se mélange avec la vapeur provenant du générateur principal.
:La pression maintenue dans le tuyau 15 par la pompe 14 est telle que toute l'eau d'alimentation doit passer à travers les tubes 13 avant de pénétrer dans le circuit générateur principal et est par conséquent réchauffée, en soustrayant une quantité correspondante de chaleur aux gaz. passant par dessus les tubes 13. la température de l'eau pénétrant dans les. collecteurs 11 est maintenue à. un minimum, car elle est refroidie par l'eau d'alimentation arrivante pour lea deux circuits, et il est par conséquent possible de réduire la. température des gaz de la cheminée à un point très bas, avec un effet utile total élevé d'une façon correspondante.
De fortes fluctuations dans le chauf- fage et dans l'allure. à laquelle fonctionne le générateur principal sont aisément ménagées car, même si l'on augmente l'allure au point que les gaz de la cheminée sont très chauds, l'économiseur générateur peut facilement prendre soin de la chaleur en excès. par l'évolution d'une plus grande quantité de vapeur qui s'ajoute à celle du générateur prin- cipal et est utilisée.
Il va sans dire que Fig. 1 et les autres figao des dessina sont purement schématiques et que bien des ca- ractéristiques structurales et accessoires, qui sont inutiles pour montrer les nouvelles méthodes de fonctionnement de
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l'invention, ont été omis pour plus de simplicité. Bien entendu, dans une installation réelle, des caractéristiques structurales et des accessoires tels que soupapes de sûreté, purgeurs, etc..., seront inclus dans la construction. D'une façon générale, les circuits, générateur et économiseur générateur à tubes à nappe représentés à la fig. 1 peuvent être pourvus de n'importe lesquels des caractéristiques ou accessoires qui sont décrits et représentés dans les brevets antérieurs précités.
A mesure que la température des gaz chauffants décrotta leur volume diminue et il est désirable, dans bien des cas, de réduire d'une façon correspondante le passage offert aux gaz. afin de maintenir la grande vitesse qui est désirable pour effectuer un transfert de ahaleur efficace.. Sur les dessins, cet effet est obtenu en dimi- nuant l'espacement des tubes 13 dans la, direction du flux de gaz. Il est bien entendu, évident qu'on peut utiliser une semblable disposition avec les tubes 3 et, d'une façon générale, des modifications de la structure et de la dispo- sition des générateurs qui peuvent se montrer désirables sont comprises dans la présente invention.
A la fig. 2, on a représenté un générateur à tu- bes à nappe et un économiseur à tubes à nappe y associé mais rien n'est prévu pour engendrer et séparer des volumes considérables de vapeur dans le circuit économiseur. Les mêmes éléments qu'à la fige 1 portent les mêmes chiffres: de référence que sur celle-ci. Au lieu de prévoir un orifi- ce pour la sortie de,la vapeur du pot 19 de l'économiseur., tant l'eau que toute vapeur qui peut être formée passent, par le tuyau 18. dans le grand réservoir 25 où les impure.- tés introduites par l'eau d'alimentation peuvent se séparer.
La pression, dans les tubes d'économiseur eux-mêmes est bien inférieure à celle qui règne dans le générateur principal et,
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en conséquence, une valve d'étranglement convenable, 26, est prévue dans le tuyau 15 pour réduire la pression à un point convenable.
Cette construction présente de nombreux avantages.
En premier lieu, il est possible d'établir un grand réser- voir de décantation. 25. de construction relativement bon marché puisqu*il n'est soumis. qu'à une pression relative- ment basse et peut même être à la pression atmosphérique ou- à une pression inférieure à celle-ci, ce qui rend ainsi possible une' construction relativement légère'et peu coûteu- se. De même, le problème du maintien de l'étanchéité de la, boîte à bourrage de la pompe est pratiquement supprimé, en raison de la basse pression.
Un autre avantage réside en le fait que, puisque la pression. dans les éléments.13 est bien inférieure à celle qui règne dans le générateur principal, la température de l'eau est .basse, d'une façon correspondante, dans toute la longueur des tubes et, par conséquent, les gaz de la. cheminée peuvent être réduits à une température excessivement basse et, d'une façon générale, à une température, considérablement inférieure à celle qui est possible lorsqu'on fait marcher des. économiseurs généra- teurs à la. même pression que le. générateur principal, comme c'est représenté à, la. fig. 1..
Un contrôle d'alimentation modifié est représen- té, le contrôleur de niveau d'eau. 10 commandant non seule- ment la vanne 22 mais aussi la vanne d'alimentation 24 qui introduit de l'eau d'alimentation dans les deux systèmes,.
Il est évident, bien en-tendu, qu'on peut prévoir un contrôleur de niveau d'eau distinct sur le réservoir 25 pour commander la vanne- 24, comme c'est représenté à la - fig, 1. En fait,, on peut fa.ire usage de l'une au de l'autre méthode, de contrôle concurremment avec l'un ou l'autre système et on peut leur subs.tituer toute autre, méthode de
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contrôle convenable. A cet égards, les dessins ne sont pas destinés à limiter l'invention, mais simplement à illustrer un certain nombre de formes d'exécution convenables.
A la fig. 3, on a représenté un circuit économi- seur chauffé séparément, relié à une source de chaleur perdue intermittente telle, par exemple, qu'une installa- tion de gaz. à. l'eau, une vanne convenable 26 étant prévue pour contrôler le flux de gaz- chauffantao Le circuit écono- miseur générateur est relié au circuit générateur princi- pal de la même manière qu'à la fig. 1 et les mêmes parties sont désignées. par les mêmes. chiffres. de référence.
Une utilisation très efficace de chaleur perdue est rendue possible par le fait quel, chaque fois que les. gaz. perdus passent à travers l'économiseur générateur, leur chaleur est absorbée et est efficacement utilisée soit sous la forme de chaleur sensible de l'eau introduite dans le circuit générateur de vapeur principal, ou sous la forme de vapeur lorsque la quantité de chaleur perdue est suffisante pour produire de la vapeur. De fortes, fluctuations dans la quantité et la durée de chaleur perdue peuvent être aisé- ment ménagées- par la disposition représentée qui est très souple et est applicable à un certain nombres de types d'installation différents.
Au lieu de chaleur perdue, on peut faire usage, et c'est avantageux dans certains cas, d'un économiseur chauffé séparément. J'est ainsi, par exemple, qu'on peut faire usage d'un combustible bon marché, tel par exemple que du charbon fin de qualité inférieure ou du coke en petits morceaux, exigeant un chauffage uniforme et stable. 'et que le gêné râleur de vapeur principal peut être chauffé au char- bon pulvérisé au au pétrole, ou par quelqu'autre source de chaleur que l'on peut faire varier rapidement..
La température relativement basse qui est produite par le
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chauffage au combustible de qualité inférieure est effica- cement utilisée car le circuit économiseur générateur peut fonctionner efficacement à des allures très faibles,,
Un seul circuit économiseur générateur chauffé séparément peut être associé avec un seul générateur prin- cipal, ou bien plusieurs circuits économiseurs. peuvent être associés avec un seul générateur,, ou un seul circuit économiseur avec plusieurs générateurs.. On déterminera la disposition la plus satisfaisante et la plus efficace dans un cas quelconque* et l'invention n'est aucunement limitée à la disposition particulière représentée.
Fig. 4 représente. une combinaison d'un économi- seur générateur à circulation positive avec une chaudière aquatubulaire verticale du type Wickes. Cette dernière,, qui est de disposition conventionnelle, consiste en un corps supérieur 27, un corps inférieur 28, des tubes à eau avant des tubes à eau arrière 30 et une chicane 31. La cir- aulation-, dans la chaudière Wickes est la circulation par convection usuelle et se fait ordinairement de haut en bas dans les tubes 30 et de bas en haut dans les tubes 29. De la vapeur est séparée dans le corps 27 d'où elle sort par le tuyau 32, contrôlé par la vanne 33.
L..économiseur, qui est placé dans la cheminée, est d'une disposition semblable à celle représentée à la fig. 1 et consiste en des collecteurs supérieurs 11, des collecteurs inférieurs.13. un pot 19 et des tubes 13.
L'espace à vapeur du pot 19 est relié à l'espace à vapeur du corps 27 par le tuyau 16, pourvu du clapet de retenue 34.
De l'eau provenant du pot 19 passes par le tuyau 18, dans la pompe 14 d'où elle revient aux collecteurs supérieurs, 11 par le tuyau 15. L'eau d'alimentation est introduite dans le tuyau 15, près des. collecteurs. supérieurs. 11, au moyen du tuyau 23 contrôlé par la vanne 24 qui est,, à son tour,
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aationnée, par le contrôleur de niveau d'eau 30 agissant sur le niveau de l'eau dans le tuyau 18 et le pot 19. Une vanne 35 est également prévue dans le tuyau 15 lorsqu'on. désire faire marcher 1'économiseur comme un économiseur à tubes à nappe, sans engendrer de vapeur.
La circulation dans le circuit économiseur est précisément la même que cel- le décrite à propos de fig. 1 et toute vapeur engendrée se mélange avec la vapeur engendrée dans la chaudière Wickes. Cependant, le clapet de retenue 34 prend la place de la. vanne, manoeuvrable à. la main, 17 de fige 1 et empêche le retour de vapeur de la chaudière Wickes au cir- cuit économiseur si ce dernier, à un moment quelconque est à une pression plus basse.
L'eau d'alimentation est introduite du tuyau 15 dans la chaudière Wickes par le tuyau 36 contrôlépar la vanne 37 qui, à son tour, est actionnée par le contrôleur de niveau d'eau 38 fonctionnant sur le corps supérieur 27.
De préférence-, le tuyau 36 pénètre dans le corps 28 et se déverse directement au bas des tubes 29 afin d'effectuer une amélioration maximum de circulation dans la chaudière Wickes. Dans bien des cas. il est désirable de munir le tuyau d'ajutagesqui projettent réellement dans les tubes 29.
Dans le fonctionnement, de l'eau est mise en circulation à travers le circuit économiseur, soit à l'état de tubes pleins ou de tubes à nappe, et toute vapeur qui est engendrée s'en va, par la tuyau 16 et le clapet de retenue 34, dans le corps 27. Lorsque le circuit économiseur fonc- tionne comme un économiseur générateur à tubes. à nappe, le fonctionnement est le même.
Cependant, lorsqu'on le fait fonctionner comme un économiseur à tubes à nappe, sans génération de vapeur, la pression régnant normalement dans les tubes 13 sera inférieure à celle qui règne dans la chau- dière Wickes et, en conséquence,' il est nécessaire d'intro-
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duire un transformateur de pression entre la jonction des tuyaux 15 et 36 et les collecteurs supérieurs 11 afin de permettre le maintien d'une pression plus élevée dans. le tuyau 36 que dans les tubes. 13. Une simple valve d'étran- glement 35a peut être utilisée comme transformateur de pression; ou bien on peut lui substituer tout autre dispositif convenable.
L'alimentation en eau de la chaudière Wickes est contrôlée par le. contrôleur de niveau d'eau 38 qui détermine la quantité d'eau fournie par le tuyau 15 tandis que l'alimentation, du circuit économiseur est contrôlée par le contrôleur de niveau d'eau 20, la disposition de contrôle étant semblable à celle représentée à la fig. 1.
On notera que l'invention n'est pas limitée aux dispositions particulières de contrôles et autres dispositifs qui sont représentés sur les dessins. C' est ainsi, par exem- ple, qu'à la fig. 1 on a représenté une vanne 17 manoeuvrée à la main pour contrôler le débit de vapeur du circuit économiseur générateur tandis qu'à la fig. 4 un clapet de retenue 34 joue le même rôle. Bien entendu, on peut faire usage d'un clapet de retenue dans la disposition de fig. 1 et d'une vanne actionnée à la main dans la disposition de fig. 4; ou bien on peut faire usage, dans l'un ou l'au- tre cas, d'une combinaison de vanne manoeuvrée à la main et de clapet de retenue.
D'autres modes de contrôle, tels qu'une commande automatique de la valve. 35a peuvent égale- ment être utilisés. La. disposition représentée à la fig. 4 est une disposition extraordinairement efficace. puisqu'elle rend pratique de faire fonctionner une chaudière. du type Wickes à des allures relativement vives qui, autre- ment, seraient ruineuses. en raison du fait que la chaudière Wickes ne peut ordinairement être forcée à vive allure
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sans pertes sérieuses à la cheminée. La disposition très efficace d'éléments économiseurs sert à absorber la chaleur des gaz de la cheminée, même lorsque des allures extraor- dinairement vives sont nécessaires.
Un sérieux inconvénient de la chaudière Wickes est ainsi surmonté et l'invention rend possible d'utiliser des chaudières Wickes. pour des buts pour lesquels elles ne convenaient que médiocrement. Un autre avantage de la disposition représentée est qu'elle peut être incorporée à des installations existantes avec un minimum de reconstruction, ce qui rend ainsi possible l'utilisation économique des anciennes installations qui avaient perdu de leur utilité et rend également possible de faire donner économiquement de gros efforts à des chau- dières qui avaient été étudiées pour des charges beaucoup plus petites.
La vitesse des gaz est maintenue dans tout l'économiseur par une diminution progressive de la dimension des passages à gaz pour tenir compte de la réduction, de volume due au refroidissement.
Dans la disposition représentée, un seul écono- miseur est associé avec un seul générateur; mais il va de soi qu'un seul économiseur peut être associé avec plusieurs générateurs.
Fig. 5 représente un circuit économiseur' associé avec une chaudière aquatubulaire à. tubes inclinés, de dis- position conventionnelle, La chaudière consiste en un corps cylindrique 37 des collecteurs avant 38 des collecteurs arrière 39 et des tubes 40, des tuyaux 41 et 42 reliant le corps aux collecteurs 38 et 39 respectivemento De la vapeur est prise par le tuyau 43. contrôlé par la valve d'étran- glement 44. La. circulation est du. type à. conveation usuel.
Le circuit économiseur est semblable à celui re- présenté à. la fig. 2 et les parties- correspondantes portent les mêmes chiffres de référence. Dans le fonctionnement, l'eau d'alimentation est introduite par le tuyau 23, contrô-
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lé par la. vanne 24, qui est actionnée par le contrôleur de niveau d'eau 20, et elle est mise en circulation au moyen de la. pompe 14 à travers. les tubes, 13, la pression étant réduite par le transformateur de pression 26situé dans le tuyau 15.
Les tubes ou éléments à nappe 13 fonc- tionnent par conséquent à une très basse pression qui peut n'être que peu, sinon pas, supérieure à la pression atmos- phérique., Il est ainsi possible de réduire la température des gaz. de cheminée à. un chiffre excessivement bas et on peut prévoir un réservoir de décantation, et à eau, relati- vement grand, 25 sans que cela entraîne à une construction coûteuse. La basse pression rend également relativement simple le problème. de boîtes à bourrage étanches dans la pom- pe 14.
L'eau pour le générateur aquatubulaire est amenée par le tuyau 45 qui relie le tuyau 15 avec le tuyau 420 Une vanne convenable 46 prévue dans le tuyau 45 est action- née par un contrôleur de. niveau. d'eau 47 fonctionnant sur le corps cylindrique. Les avantages- d'une. basse pres- sion dans les. éléments de c.hauffage du circuit économiseur représenté à la :fige 5 sont, naturellement, les mêmes que ceux décrits à propos de fige 2. Des dispositions de circuit économiseur similaires, sont possibles, avec d'autres. types communs. de chaudières, et on n'a. représenté sur les dessins qu'une ou deux chaudières, typiques,, l'invention n'étant pas limitée à cela ni à la combinaison particulière représentée.
Ainsi par exemple, à la fig. 4 on a représen- té un circuit économiseur générateur associé, avec une chau- dière du type Wickes.. tandis qu'à la. figo 5 on a représenté. un véritable circuit économiseur à nappe concurrement avec une chaudière aquatubulaire à tubea inclinés. Bien entendu, un circuit économiseur à plus basse pression peut être associé. avec une chaudière du type Wickes, ou un circuit
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économiseur générateur avec une chaudière- aquatubulaire inclinée comme celle représentée à la fig. 5.
D'une façon générale, on- déterminera le type particulier de circuit économiseur, ou économiseur générateur, à employer dans une installation particulière quelconque selon les conditions de fonctionnement et les caractéristiques, structurales de l'installations Dans'les figs. précédentes, des dispositions spéciales de circuits économiseurs ressemblant aux généra- teurs à tubes à nappe La Mont, quant à leur disposition générale, ont été représentées.. Pour bien des buta, sinon pour la plupart de ceux-ci, ce type général de circuit éco- nomiseur, ou de circuit économiseur générateur, est le plus convenable et constitue la dis.position préférée.
D'autres types de circuits économiseurs à circulation positive peu- vent toutefois être employés et présentent, dans certains cas des avantagea,, Une telle disposition est représentée à la fig. 6, où une chaudière Edgemoor à tubes droits est représentée, réétudiée pour donner une circulation positive et agissant comme un économiseur générateur, en association avec une chaudière aquatubulaire du type Ladd..
La chaudière Edgemoor consiste en un corps supé- rieur 48 formant réservoir de vapeur, un corps inférieur 49, des tubes générateurs 50 un corps arrière 51, des tubes de circulation en retour 52-et une pompe 53. Les tubes 52, se rassemblent dans un collecteur 54 qui est relié à l'aspiration de la pompe 53 par le tuyau 55. Du refoulement de la pompe 53 part le tuyau 56 qui aboutit au corps 49. Le circuit est complété par les tuyaux 57 et 58 qui relient les espaces à vapeur et à eau, respectivement, des corps 48 et ¯5]La. Le tuyau 56 est pourvu d'une vanne 59 actionnée par un contrôleur de niveau d'eau 60 qui fonctionne sur le. corps 48.
Une disposition conventionnelle de sur chauffeur
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et réchauffeur à'eau d'alimentation est représentée associée avec la chaudière Edsemoor. Ce réchauffeur consiste en des tuyaux 61 qui relient àe 1 Iccller-teur-s. 62 et z l'eau d'alimentation. étant introduite par le tuyau 64 dans ce dernier collecteur et l'eau chaude, ensemble avec toute va,peur formée, passant dans le corps 51 par les tuyaux 65.
De la vapeur saturée provenant du corps 51 peut ou bien
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étire prise directement par le tuyau 66,. contrôlé par la vanne 67, ou bien, dans le fonctionnement usuel., passer par la tuyau 68 dans le collecteur 69 du surchauffeur et, de là, par les. tubas: 70 du surchauffeur pour sortir dans le tuyau à vapeur surchauffée 71.
Il. est représenté une chaudière aquatubulaire conventionnelle du type Ladd, consistant en un corps supé- rieur 72, un corps inférieur 73 et trois faisceaux de tubes 74,75 et 76 avec chicanes 77 et 78 y associées.
Comme c'est l'habitude dans la construction type Ladd, le corps inférieur es.t divisé en une grande chambre 79 et une
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petite chambre '9a' par une cloison BQ,. les faisceaux tubu- laires 74 et 75 reliant le corps supérieur 72 avec l'espace 79 tandis que le faisceau tubulaire arrière 76 relie l'es-
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pace ¯7L9' avec le corps supérieur. Lteau d'alimentation est introduite du refoulement de la pompe 53, par le. tuyau-
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81 dans l'espace 798. du corps inférieur. Une vanne !31!J, prévue dans le tuyau 81, est actionnée par un contrôleur de niveau d'eau 83 fonctionnant aur le corps supérieur 72.
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La circulation, du générateur L.ad#. est la airculation par convection usuelle dans. les. fe.iacea.u..'C tubulaires. z° et z50 L'eau &*alimentation s'éléve par le faîsaeau 76 clans. le corps. supérieur en aidant cette circulation.
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La combinaison d'un seul circuit économiseur générateur avec deux types.' communs de chaudière aquatubu- leiri est représentée à. la fig. 7. L'une des deux c.hau.diè- .' res représentées est une chaudière à tubes courbes, du type
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Stirling: consistant en des corps supérieurs 84, 85 et 86 et en un corps inférieur 87 qui est relié aux corps supé- rieurs par les faisceaux tubulaires 88. 89 et 90, respec- tivement, Les espaces à vapeur et à eau des. corps 85 et 86 sont reliés- par des tuyaux 91 et 92, respectivemento.
Le second générateur est une chaudière aquatubulaire du type conventionnel à corps transversal et à tubes incli- nés, consistant en un corps 93, formant réservoir de vapeur, des collecteurs 94 et 95, un corps collecteur 96, des tubes générateurs 97 et des tubes. de retour 98, les. corps 93 et 96 étant reliés avec les collecteurs 95 et 94 par les tuyaux 99 et 100 respectivement.
De la vapeur est prise de la manière usuelle aux corps 86 et 93 par des tuyaux de vapeur non représenté&. Un tirage induit est produite pour la circulation des gaz, à travers les générateur s, par les deux ventilate.urs de cheminée 101 et 102- respectivement, qui refoulent dans des conduits 103 et 104 pourvus respec- tivement de registres de contrôle 105 et 106. Les deux conduits se rejoignent en une seule. chaminéa 107 dans laquel- le est situé un économiseur générateur àtubes a nappe.
Le générateur consiste en un collecteur général supérieur 108, des collecteurs supérieurs 109. des collecteurs inférieurs 110, des tubes 111 et un pot ou collecteur général 112. La circulation se fait, de haut en bas, du point le plus bas du pot 112, par le tuyau 113, à la pompe 114 d'où l'eau s'élève par le tuyau 115 dans le collecteur général supérieur 108. L'eau d'alimentation est introduite dans le tuyau 115 par le tuyau 116 contrôlé par la vanne 117 qui, à son tour, est actionnée par un contrôleur de niveau d'eau 118 fonc- tionnant sur le tuyau 113. Toute vapeur engendrée est sépa- rée dans le pot 112 et s'en va par un tuyau de vapeur 119 contrôlé par une vanne 120.
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De l'eau d'alimentation pour les deux générateurs aquatubulaires est prise au tuyau 115 par le té 121 et les tuyaux 122 et 123 pourvus respectivement de vannes 124 et
125 Qui, à leur tour,. sont actionnées par les contrôleurs de niveau, d'eau 126 et 127 fonctionnant sur les corps 85 et 93, respectivement.
Dans le. fonctionnement, on peut chauffer séparé- ment et faire fonctionner indépendamment chacun des géné- rateurs aquatubulaires, la Quantité d'eau d'alimentation introduite étant constamment contrôlée par les contrôleurs.. de niveau- d'eau respectifs.
La chaleur perdue dans les gaz de cheminée provenant des deux générateurs est effica- cement utilisée dans le circuit économiseur générateur, qui engendre de la vapeur sensiblement 'à la même pression que les deux générateurs vapeur qui peut, si on le désire,, être mélangée avec celle provenant de ces derniers, En 'même temps, de l'eau d.'alimentation pour les trois systèmes est introduite dans le tuyau 115 et, de la, dans la partie supérieure des éléments 111. Il en résulte que la tempéra- ture de l'eau'pénétrant dans la partie supérieure des tubes ou éléments 111 est très basse en raison de la proportion relativement grande d'eau d'alimentation par rapport à l'eau mise en circulation par la pompe 114.
Une utilisa- tion très efficace de la chaleur de la cheminée est par cela même assurée.
Le tirage à. travers les générateurs aquatubulaires est contrôlé par les registres 105 et 106 et, en fait, tout le fonctionnement des générateurs aquatubulaires est sensiblement indé.pendant quoique,si on le désire,,les générateurs puissent être chauffés ensemble. On a représen- té une batterie de deux générateurs aquatubulaires de types- différents; mais, évidemment les générateurs peu- vent être du même type et on peut en associer avec un se
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circuit économiseur générateur un nombre beaucoup plus grand.
En fait, l'invention trouve. un de ses champs d'uti- lité les plus importants conjointement avec des batteries de générateurs de type commun qui, dans bien des cas,, sont pourvus d'une cheminée commune, La disposition préférée de circuit économiseur générateur qui ressemble, dans la plupart de ses caractéristiques structurales, au générateur à tubes à nappe du type La Mont, convient particulièrement pour des types d'installation de ce genre car les tubes longs et étroits peuvent être placés aisément et rapidement dans les cheminées, qui assurent le tirage- pour les batteries et c'est un avantage que, dans le cas d'anciennes installa- tions, des circuits économiseurs générateurs de la présente invention peuvent être installés sans reconstruction radicale.
Fig. 8 représente une combinaison d'un circuit économiseur, dans lequel il est fait usage d'un économi- seur ignitubulaire, avec un générateur de vapeur aquatubu- laire et un générateur à parois d'eau y associés. Le géné- rateur à parois d'eau est du type à circulation positive décrit dans le brevet français antérieur N 614.915, précité, et ne fait partie de la présente invention qu'en combinaison avec un circuit économiseur.
Le générateur consiste en un corps supérieur 128. un corps inférieur 129 et des tubes 130. Un second corps formant réservoir de vapeur, 131, est relié au corps infé- rieur par les tuyaux de retour 1320 Un tuyau, de circulation- 133 relie l'espace à vapeur du corps 128 avec l'espace à va- peur du corps 131 et sert à permettre la circulation tant de la vapeur que de l'eau. La. disposition du générateur est similaire à celle du générateur Edgemoor à tubes droits,, bien connu.
Les parois du foyer sont protégées par des parois d'eau consistant en des collecteurs, supérieurs 134. 135 et
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156, des collecteurs- inférieurs. 157, 138 et 1.59 et des tu- bes 140, 141 et 142. Le foyer est pourvu de quatre parois d'eau dont trois seulement sont représentées sur les. dessins.
L'eau est mise en circulation, dans les tubes- par la pompe
143 qui prend de l'eau aux divers collecteurs. inférieurs par le tuyau 144 et la distribue, aux collecteurs supérieurs. par le tuyau branchements 145, La vapeur et l'eau dé- chargées des. extrémités inférieures. des tubes des parois. d'eau aont séparées. dans les collecteurs, inférieurs. 137, 138 et 139 et la vapeur s'en va par le tuyau à branchements.
146 qui se relie au tuyau de vapeur 147 venant du corps.
131. Le tuyau 146 est pourvu d'une vanne convenable 148.
Dans la. cheminée du. foyer, est placé un économi- seur ignitubulaire consistant en une chemise 149, un fond supérieur 150,un fond 'inférieur 151 et des tubes- de fumée 152. Une plaque perforée 153 est montée à une courte dis.- tance au-dessous du fond supérieur 150 et s'adapte libre- ment autour des tubes de fumée, de sorte que des orifices sensiblement annulaires. sont formés entre les tubes et la plaque. L'économiseur est par cela même divisé, en une petite chambre à eau supérieure., entre le fond 150 et la plaque 153, et une chambre principale plus grande, entre la plaque 153 et le fond inférieur 151.
Dans cette chambre, inférieure, un niveau d'eau est maintenu au moyen du contrôleur de ni- veau d'eau 154 agissant sur la vanne 155 prévue dans la conduite d'eau d'alimentation 156. Si on le désire, le ni- veau d'eau peut être maintenu dans. le réservoir 158 au lieu de l'être dans la chambre principale.
De l'eau est mise en circulation de l'espace à eau de l'économiseur, par le tuyau 157, à un réservoirde décantation ou de traitement, 158 et de là, au moyen de 'la pompe 159, par le tuyau 160 à la chambre à eau supérieure de l'économiseurs L'eau qui se trouve dans cette chambre supérieure ruisselle ensuite à
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truvers les orifices annulaires en formant une nappe sur l'extérieur des tubes de fumée et l'on obtient les avan- tages d'une haute absorption de chaleur qu'assure la nappe.
Toute vapeur engendrée s'en va par le tuyau 161 soit dans le tuyau de va-peur principal 147 ou dans un tuyau distinct 162, le premier étant pourvu d"une vanne 163 et le seconde d'une vanne 164 tandis qu'une troisième vanne 165 est pla- cée dans le tuyau 161, entre les deux tuyaux de sortie.
Il est par conséquent possible de faire passer la vapeur de l'économiseur soit par le tuyau 162 ou dans le tuyau 147, ou partie par l'un des tuyaux et partie par l'autre selon que cela peut être exigé par les conditions de fonctionne- rnent particulières auxquelles, on a affaire,
De l'eau d'alimentation pour la chaudière aqua- tubuld.ire est prise au tuyau 160 par le tuyau 166 lui l'a- mène dans le corps inférieur 129, un tuyau de branchement 167 amenant l'eau au tuyau 144 dans le système de parois d'eau. Ce dernier tuyau peut être avantageusement pourvu d'une Tanne 168 commandée par un contrôleur de niveau d'eau 169 fonctionnant sur l'un quelconque des collecteurs inférieurs, de la paroi d'eau et représenté à..
titre d'exemple, sur les dessins, comme fonctionnant sur le collecteur in- férieur 139. Un contrôle d'alimentation similaire péutêtre employé aoncurremment avec la chaudière aquatubulaire.
Dans le fonctionnement. l'eau d'alimentation pour les trois systèmes est prise au circuit économiseur par le tuyau 156,est, chauffée dans l'économiseur avec ou sans génération de vapeur, est épurée par le réservoir de décantation ou de traitement 158 et est ensuite refoulée par la pompe 159 à travers le circuit économiseur ainsi que dans les circuits- de la chaudière aquatubulaire et le système des parois d'eau. On peut faire marcher le circuit écono- miseur à la même pression que celle existant dans la chau-
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dière à parois d'eau et la chaudière aquatubulaire! ou bien une pression plus basse peut exister dans les élémenta de chauffe réels du circuit économiseur, Ceci peut être obtenu en fermant partiellement la valve d'étranglement
170, située dans le tuyau 160.
lorsque, bien entendu, la pression dans l'économiseur est inférieure à celle qui règne dans les deux autres générateurs, toute vapeur engendrée doit pouvoir s'en aller par le tuyau 162, ce que l'on peut obtenir par une manoeuvre convenable des vannes 164 et 165.
Il est fréquemment très avantageux de faire fonctionner l'économiseur à une pression inférieure à celle régnant dans les générateurs, puisqu'il est ainsi possible de faire usage d'une construction beaucoup plus légère d'écono- miseur et de réservoir de traitement que cela serait pos- sible si l'on faisait usage de hautes pressions et, en même temps, la pression plus basse, avec température plus basse, correspondante dans l'économiseur, permet la réduction des gaz. de cheminée à une température qui est considéra- blement inférieurs à celle possible lorsque l'économiseur marche à la même pression que le générateur principal.
Gela. effectua une notable économie de chaleur, en particulier lorsque l'on fait marcher le générateur principal et les pa- rois d'eau à de très grandes allures qui auraient normalement pour résultat une perte de chaleur considérable due à. la haute température des gaz. de cheminée.
Fig. 9 représente une application simple d'un circuit économiseur de la présente invention à une chau- dière aquatubulaire à tubes inclinés, de type commua., pour- vue d'un réchauffeur d'eau d'alimentation. La chaudière consiste en un corps 171, des collecteurs avant 172, des collecteurs, arrière 173 et des tubes 174. Des chicanes convenables 175 sont placées, pour produire une vitesse de gaz. uniforme, la section du passage allant en décroissant
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dans. la direction du'flux de gaz pour compenser la réduc- tion du volume des gaz chauffants.
Un économiseur générateur comprenant des collec- teurs supérieurs 176, des collecteurs infrieura 177 et des tubes 17& est placé dans la cheminée et la chambre de chauf- fe diminue progressivement, comme section, dans la direction du flux de gaz, afin de maintenir une vitesse uniforme dans le courant de gaz 'diminuant régulièrement de volume.
De l'eau et de la vapeur sont déchargées des collecteurs inférieurs. 177 dans le réservoir 178 par le tuyau 179, Du bas de ce réservoir, de l'eau est fournie au col- lecteur arrière 173 du générateur par le tuyau 180, la pom- pe 181 et le tuyau 182. La. pompe est actionnée par un moteur électrique ou une turbine à vapeur 183, contrôlé par le contrôleur de niveau d'eau 184 sur le corps 171. La vapeur qui est séparée dans le réservoir 178 s'en va, par le tuyau 185, pourvu d'un clapet de retenue 186.
On peut faire fonctionner le circuit économiseur à la même pression que le générateur,, auquel cas la vapeur venant du tuyau 185 peut ê@tre amenée dans la conduite 187 de la chaudière par le tuyau 188 le débit combiné passant par le tuyau de vapeur principal 189 contrôlé par la valve d'étranglement 190 et pénétrant finalement dans l'étage à haute pression d'une turbine 191.
Un réchauffeur d'eau d'alimentation 192, pourvu du purgeur usuel 193 et de la couche filtrante 194, est dis- posé de façon à prendre le trop-plein du réservoir 178 par le tuyau 195, pourvu d'une vanne, De l'eau d'alimenta- tion est introduite par le tuyau 196, pourvu d'une vannet et l'introduction est contrôlée par un contrôleur de ni- veau d'eau 197 fonctionnant sur le réchauffeur d'eau d'ali- mentation. De la vapeur est prise à la section de pression intermédiaire de la turbine et amenée,. par le tuyau 198, dans
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le réchauffeur d'eau d'alimentation, où elle chauffe l'eau qui arrive.
..eau venant de la portion inférieure du ré- chauffeur d'eau d'alimentation est refoulée au moyen de., la pompe alimentaire 200, par le tuyau 199, dans le collec- teur supérieur 176 du- circuit économiseur..
Dans le. fonctionnement normal, la pompe alimen- taire 200 marche à vitesse constante et fuit circuler c.onti- nuellement de l'eau, par le tuyau 199, dans l'économiseur qui peut être du type à tubes. pleins, à tubes à nappe, ou d'un type intermédiaire quelconque. L'aspiration de la pom- pe 200 es.t constamment mise en charge, ou sons pression d'eaux par le , contrôleur de niveau d'eau 197 qui détermine la quantité d'eau d'alimentation admise.
L'eau, en passant à travers les. tubes 178 de l'économiseur. est chauffée et ,peut engendrer de la vapeur à une pression égale à celle du générateur, ou à une pression plus basse,, Lorsqu'on fonctionne à la même pression, avec le tuyau de vapeur 185 relié par le tuyau 188 à la conduite de vapeur du générateur principal, le clapet de retenue 186 empêche. un retour de vapeur et assure un fonctionnement uniforme et régulier.
L'eau séparée de la vapeur dans le réservoir 178 est amenée. en quantités variables dans le générateur principal selon la vitesse defonctionnement de la pompe 181 (lui, à son tour, est contrôlée par le niveau de l'eau dans le corps 171.
Normalement, la pompe 200 est réglée pour livrer une quantité d'eau suffisante pour satisfaire au débit maximum de la pompe 181, bien que cela ne soit pas essentiel. Chaque fois que le débit, ou allure d'alimentation, de la pompe 181 tombe au-dessous de la vitesse à laquelle l'eau coule dans le réservoir 178, le niveau de l'eau dans ce dernier monte et il déborde dans le réchauffeur d'eau d'alimentation où l'eau peut être de nouveau chauffée, en même temps que l'eau. d'alimentation froide arrivante, au moyen de la vapeur prise
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à la turbine.
Ensuite, l'eau partiellement chauffée est remise en circulation à travers l'économiseurs La quan- tité de vapeur prise à la turbine peut être.contrôlée par la vanne 201 qui peut être avantageusement une vanne automa- tique et peut être commandée par le contrôleur de niveau d'eau 197 ou par la pression régnant dans le réchauffeur d'eau d'alimentation, ou par 'des moyens thermostatiques-.
L'installation illustrée à la fig. 9 représente un moyen simple d'utiliser des installations qui sont déjà en usage et qui peuvent être pourvues de réchauffeurs d'eau d'alimentationo. Un minimum de reconstruction ou de transfor- mation est nécessaire. Dans le cas d'installations neuves, il est habituellement inutile de prévoir un réchauffeur d'eau d'alimentation car l'économiseur,, en raison de sa haute efficacité, est ordinairement 'suffisant pour assurer la quantité convenable de préchauffage. Cependant, chaque fois qu'on peut le désirer, un réchauffeur d'eau d'alimenta- tion peut être associé avec des économiseurs de la présente invention.
Aux figs. 1 à 8, le contrôle de l'alimentation ' de générateur principal est usuellement représenté comme effectué par l'ouverture et la. fermeture d'une vanne dans la tuyauterie allant du c.ircuit économiseur au générateur.
Mais, à la fig. 9, le contrôle est représenté comme effectué par une variation de la vitesse de la pompe alimentant le générateur et une méthode similaire peut être utilisée concurremment avec les autres dispositions représentées sur les autres figs. des dessins. Les dessins sont destinés à représenter un certain nombre dé dispositions. de contrôle possibles; mais, bien entendu, ils ne peuvent épuiser le champ des combinaisons praticables et il reste clairement entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails précis ni aux dispositions particulières représentés sur les dive-
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ses figures.
Sur les figs. la régulation de l'alimentation se fait par l'ouverture et la fermeture de vannes ou par une variation de la vitesse d'une pompe. Le contrôle peut également être effectué par un fonctionnement intermittent de la pompe de circulation du circuit économiseur; c'est-à- dire que, lorsque l'alimentation doit cesser, la. pompe peut être amenée à s'arrêter et que,quand l'alimentation doit reprendre, la pompe se remet en marche. Des combinai- sons de contrôle de vitesse de pompe et d'ouverture de vannes peuvent, bien entendu, être également employées et sont couvertes par l'invention.
L'invention a été représentée concurremment avec un certain nombre de types communs de chaudières qui ne sont qu'un petit nombre d'exemples. des nombreuses combinai- sons possibles. L'invention n'est donc nullement limitée, dans son application, à des combinaisons avec les généra- teurs représentéso C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu des. générateurs aquatubulaires. ou à tubes à nappe. qui ont été représentés, les circuits économiseur ou économiseur générateur de la présente invention peuvent être associés avec bien des types de chaudières ignitubuiaires, et des combinaisons de ce genre présentent pour certains usages des avantages marqués.
Le type préféré de circuit économiseur, dans le- quel l'eau est mise en circulation à travers les éléments de chauffage sous la forme d'une nappe, à une pression qui est relativement basse et qui permet l'établissement de ré- servoirs de décantation et d'épuration de construction économique, n'est pas limité, dans son applications à des générateurs, du type aquatubulaire, à tubes à nappe, ou ignitubulaire. Au contraire, la possibilité d'une épura- tion très poussée, par des moyens- physiques ou chimiques,
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rend. ce type d'économiseur avantageux pou tc-t û:)l.zsé concurremment avec des chaudières à vaporisation instan- tanée où le problème de l'entartrage est parfois également sérieux.
Un autre avantage de la disposition préférée réside dans le fait que les réservoirs de traitement relati- vement grands qui sont possibles. lorsque la pression est basse, Remettent le support de volumes d'eau considérables..
Gela- a de l'importance dans le cas où l'alimentation du générateur est intermittente, car l'économiseur peut conti- nuer à marcher et à soustraire de la chaleur aux gaz, la chaleur étant accumulée dans le volume d'eau- contenue dans- le circuit économiseur. Dans le cas où le circuit économi- seur engendre également de la vapeur, la vapeur constitue automatiquement un accumulateur de chaleur. Un avantage de la disposition préférée de l'invention est que de la chaleur est soustraite aux gaz. de la cheminée d'une façon- continue quand bien même l'alimentation du générateur peut
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varier comme quantité, ou être intermittente.
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**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.