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" GENERATEW DE VAETJR "
La présente invention est relative aux générateurs.
@ de vapeur à vaporisation accélérée, à très haute pression, aveo surchauffe, du genre dans lequel le chauffage de l'eau et la vaporisation de celle-ci ont lieu dans un faisceau tubulaire réparti autour d'un foyer central. L'invention vise plus spécialement. sans toutefois s'y limiter, les générateurs du genre ci-dessus dans lesquels- le foyer central est constitué par une ou plusieurs enceintes métalliques à l'intérieur desquelles s'effectue directement la combustion d'un gaz généralement constitué par de l'air carburé aveo un combustible gazeux liquide ou solide.
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L'invention a pour buts ou résultats industriels : - d'empêcher les pertes de chaleur par rayonnement, - de permettre un réglage facile du débit de vapeur dans les meilleures oonditions de rendement, . de faciliter l'allumage du combustible à la mise en service du foyer,
Aux effets ci-dessus, le générateur objet de l'in- vention se caractérise surtout en ce que les faisceaux tubu- laires de chauffage et de vaporisation de l'eau sont disposés dans des chambres annulaires coaxiales au foyer et à travers lesquelles la ciroulation des gaz chauds a lieu de l'intérieur à l'extérieur, les faisceaux tubulaires étant reliés en série d'une chambre a. l'autre et la circulation de l'eau ayant lieu de l'extérieur vers l'intérieur,
de telle sorte que la paroi externe de l'ensemble soit toujours à basse température.
Cette définition de prinoipe de l'invention se¯ prête à des formes de réalisation diverses et notamment aux suivantes, intéressantes par l'importance des effets techni- ques auxquels elles donnent lieu m a) la plus petite des chambres annulaires a pour paroi interne la paroi du foyer constituée par un tube cylindrique en métal ou en alliage de métaux résistant aux hautes tempé- ratures'et de telle sorte que cette paroi incandescente ohauffe par rayonnement le faisceau tubulaire qui, dans aucune chambre, ntest en contact direct avec les flammes.
b) chacun des faisceaux tubulaires est constitué par un olusieurs serpentins alimentés en eau en parallèle et reliés en série avec les serpentins du faisceau suivant, la section de ces serpentins étant déterminée pour que, pour le plus gros débit de vapeur envisagé pour le générateur, la vitesse de circulation d'eau ne donne pas lieu à des pertes de charges inadmissibles et permette les échanges thermiques dans les meilleures conditions de rendement;
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o) l'extrémité ouverte de la chambre de combustible est disposée devant un fond commun à.toutes les chambres annulaires de chauffage et sur lequel sont prévues une ou plusieurs bou- gies pour l'allumage électrique des gaz combustibles à la mise en service du générateur. d) les bougies dt.allumage sont entourées de chambres de refroidissement dans lesquelles circule l'eau à sa sortie du faisceau tubulaire le plus froid..
Le dessin annexé, quelque peu schématique, repré- sente, à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation d'un générateur conforme à l'invention :
La figure 1 est une vue en élévation avec coupa partielle du générateur objet de l'invention,
Las figures 2 et 3 sont des vues en plan. montrant respectivement les fonds de gauche et de droite du dit généra- teur.
Ainsi qu'on le voit sur ces figures, le générateur objet de l'invention comporte une chambre centrale d'allumage et de combustion 1 de forme cylindrique et don les parois sont faites en un métal résistant aux hautes températures.
Ce tube reçoit, à son extrémité de droite, un mélange de combustible pulvérisé et d'air (le combustible pulvérisé en mélange avec de l'air), tandis que son extrémité de gauche se trouve à une distance convenable d'une bougie d'allumage 3 montée sur le fond 3 du générateur et qui est destinée à enflammer le mélange combustible lors de ,la mise en marche du générateur.
Autour de la chambre centrale d'allumage et de combustion 3 sont disposées les chambres annulaires concen- triques pour la circulation des gaz de combustions
Dans l'exemple représenté, la générateur ne comprend que trois chambres désignées par les chiffres de référence 4, 5 et 6, mais il est évident que ce nombre n'est- pas essentiel pour l'invention et qu'il peut âtre différent d'un @as à
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Lesdites chambres annulaires'sont séparées l'une de l'autre par des cloisons cylindriques 7 comportant une solution de continuité, soit à l'une,
sait à l'autre de leurs ex- trémités de manière que les gaz de combustion circulant dans le générateur puissent passer librement d'une capacité annulaire dans l'autre. Dans chacune des dites chambres annulaires sont disposés des tubes à eau enroulés en serpentin.
Dans le mode de réalisation figuré, on a prévu, dans la ohambre extérieure 6, deux serpentins 8 et 8' de hauteur et de pas identiques, le calibre du tube enroulé en serpentin étant également identique. Un même nombre de serpentins 9 et 9', 10 et 10' est prévu dans les chambres respectives 5 et 4, Les serpentins 8 et 8' sont munis, sur leurs extrémités de gauche, de raccords 11 et 11' faisant saillie sur le générateur et fixés sur le fond de 'gauche du dit générateur, au moyen de bagues filetées appropriées.
Ces raccorda 11 et 11' relient les serpentins 8 et 8' à la chambre de refroidissement 15 de la bougie d'allumage et les raccords 16 et 16' relient cette chambre auxserpentins 9 et 9' de la chambre annulaire 5. De plus, les serpentins 9 et 9' de la chambre 5 se raccordent aux serpentins correspondants 10 et 10' de la capacité annulaire 4 au moyen de tubulures 12 et 12' en forme d'U.
Ainsi qu'on le voit sur le dessin, le serpentin,= 8 de la chambre 6 est raccordé au serpentin 9 de la chambre 5, lequel est raooordé à son tour au serpentin 10 de la chambre 4.
Il en est de même en ce qui concerne le serpentin 8' qui se raccorde dans des conditions identiques aux serpentins respectifs 9' et 10' des chambres successives 5 et 4.
.On peut donc considérer le faisceau tubulaire de la chaudière comme constitué par deux serpentins seulement' (8, 9.
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0 .%na part, et 8!, :9t, 3,0' at4gutre part) chacun de ces
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serpentins traversant les trois ohambres annulaires successives pour la circulation des gaz de combustion du générateur consi- déré.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au nombre de serpentins figuré sur le dessin et qu'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, prévoir dans chacune dos- ahanbres successives un nombre voulu quelconque des dits serpentins, Il oonvient, toutefois, que les serpentins de chaque chambre aient un pas et une hauteur sensiblement identiques et qu'ils se raccordent, de la manière qui vient d'être décrite, aux serpentins correspondants des chambres voisines, serpentins dont le nombre est de préférence le même dans toutes les chambres.
Dans le générateur considère, l'eau d'alimentation est amenée, au moyen des tubulures d'admission 13 et 13'. à chacun des serpentins logés dans la chambre extérieure, tandis que la vapeur s'échappe du générateur par les tubulures, 14 et 14' faisant saillie sur le fond de gauche et se raccordant aux extrémités de gauche des serpentins disposés dans la chambre immédiatement voisine de la chambre centrale d'allumage.
Dans ces conditions, l'eau est introduite dans le générateur au moyen des tubulures 13 et 13'. Elle traverse les serpentins 8 et 8' de la chambre extérieure 6. Elle pénètre ensuite par les raccords 11 et 11' dans la ohemise de réfrigération 15 de la bougie d'allumage 2 et elle passe de cette chemise par les tubulures 16 et 16' dans les deux serpentins 9 et 9' de la chambre voisine 5, Puis, après avoir circulé de gauche à droite dans ces serpentins, elle passe à travers les raccords en U 12 et 12' prévus sur le fond de droite du générateur pour passer ensuite dans les serpentins 10 et 10' de la ohambre 4 dont elle s'échappe sous forme de vapeur à travers les tubulures 14, 14'.
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D'autre part, l'air carburé est injecté en 17 dans la chambre centrale 1 constituée par un corps cylindrique fait en métal résistant aux hautes températures. Cet air s'enflamme au contact de la bougie électrique 2 et les gaz de combustion traversent successivement les trois chambres annulaires 4, 5 et 6 en transmettant leurs calories aux serpentins successifs 10 et 10', 9.et 9'. 8 et 8'.
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"GENERATEW DE VAETJR"
The present invention relates to generators.
@ of steam with accelerated vaporization, at very high pressure, with superheating, of the kind in which the heating of the water and the vaporization of this one take place in a tube bundle distributed around a central hearth. The invention is aimed more specifically. without being limited to them, generators of the above type in which the central hearth is constituted by one or more metal enclosures inside which the combustion of a gas generally consists of air takes place. fueled with a liquid or solid gaseous fuel.
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The invention has for industrial aims or results: - to prevent heat loss by radiation, - to allow easy adjustment of the steam flow rate under the best performance conditions,. to facilitate the ignition of the fuel when the fireplace is put into service,
For the above effects, the generator object of the invention is characterized above all in that the tubular bundles for heating and vaporizing the water are arranged in annular chambers coaxial with the hearth and through which the circulation hot gas takes place from the inside to the outside, the tube bundles being connected in series with a chamber a. the other and the circulation of water taking place from the outside to the inside,
so that the outer wall of the assembly is always at low temperature.
This definition of principle of the invention lends itself to various embodiments and in particular to the following, interesting by the importance of the technical effects to which they give rise ma) the smallest of the annular chambers has the inner wall of the wall of the hearth constituted by a cylindrical tube made of metal or a metal alloy resistant to high temperatures, and in such a way that this incandescent wall heats by radiation the tube bundle which, in any chamber, is not in direct contact with the flames.
b) each of the tube bundles is made up of several coils supplied with water in parallel and connected in series with the coils of the following bundle, the section of these coils being determined so that, for the largest flow of steam envisaged for the generator, the water circulation speed does not give rise to inadmissible pressure drops and allows heat exchanges under the best performance conditions;
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o) the open end of the fuel chamber is placed in front of a base common to all the annular heating chambers and on which are provided one or more spark plugs for electric ignition of the combustible gases when the heater is put into service. generator. d) the spark plugs are surrounded by cooling chambers in which the water circulates as it leaves the coldest tube bundle.
The appended drawing, somewhat schematic, shows, by way of example only, an embodiment of a generator according to the invention:
Figure 1 is an elevational view in partial section of the generator object of the invention,
Figures 2 and 3 are plan views. showing respectively the left and right backgrounds of said generator.
As seen in these figures, the generator object of the invention comprises a central ignition and combustion chamber 1 of cylindrical shape and the walls are made of a metal resistant to high temperatures.
This tube receives, at its right end, a mixture of pulverized fuel and air (the pulverized fuel mixed with air), while its left end is at a suitable distance of one spark plug. ignition 3 mounted on the base 3 of the generator and which is intended to ignite the combustible mixture when the generator is started.
Around the central ignition and combustion chamber 3 are arranged the concentric annular chambers for the circulation of the combustion gases.
In the example shown, the generator only comprises three chambers designated by the reference numerals 4, 5 and 6, but it is obvious that this number is not essential for the invention and that it can be different from 'an @as at
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Said annular chambers are separated from one another by cylindrical partitions 7 comprising a solution of continuity, either to one,
knows to the other of their ends so that the combustion gases circulating in the generator can pass freely from one annular capacity to the other. In each of said annular chambers are arranged water tubes wound in a coil.
In the illustrated embodiment, two coils 8 and 8 'of identical height and pitch are provided in the outer ohambre 6, the caliber of the tube wound as a coil being also identical. The same number of coils 9 and 9 ', 10 and 10' is provided in the respective chambers 5 and 4, The coils 8 and 8 'are provided, on their left ends, with fittings 11 and 11' projecting from the generator and fixed on the left bottom of said generator, by means of suitable threaded rings.
These connectors 11 and 11 'connect the coils 8 and 8' to the cooling chamber 15 of the spark plug and the connectors 16 and 16 'connect this chamber to the snakes 9 and 9' of the annular chamber 5. In addition, the coils 9 and 9 'of the chamber 5 are connected to the corresponding coils 10 and 10' of the annular capacity 4 by means of U-shaped pipes 12 and 12 '.
As can be seen in the drawing, coil, = 8 of chamber 6 is connected to coil 9 of chamber 5, which in turn is connected to coil 10 of chamber 4.
The same applies to the coil 8 'which is connected under identical conditions to the respective coils 9' and 10 'of the successive chambers 5 and 4.
We can therefore consider the tube bundle of the boiler as consisting of only two coils' (8, 9.
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0.% Na part, and 8 !,: 9t, 3,0 'at4gutre part) each of these
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coils passing through the three successive annular chambers for the circulation of the combustion gases of the generator in question.
It is understood that the invention is not limited to the number of coils shown in the drawing and that it is possible, without departing from the scope of the invention, to provide in each successive back ahanbres any desired number of said coils. , It is appropriate, however, that the coils of each chamber have a pitch and a substantially identical height and that they are connected, in the manner which has just been described, to the corresponding coils of the neighboring chambers, coils the number of which is preferably the same in all rooms.
In the generator considered, the feed water is brought, by means of the inlet pipes 13 and 13 '. to each of the coils housed in the outer chamber, while the steam escapes from the generator through the nozzles, 14 and 14 'projecting on the left bottom and connecting to the left ends of the coils arranged in the chamber immediately adjacent to the central ignition chamber.
Under these conditions, the water is introduced into the generator by means of the pipes 13 and 13 '. It passes through the coils 8 and 8 'of the outer chamber 6. It then enters through the fittings 11 and 11' into the refrigeration jacket 15 of the spark plug 2 and it passes from this jacket through the pipes 16 and 16 ' in the two coils 9 and 9 'of the neighboring chamber 5, Then, after having circulated from left to right in these coils, it passes through the U-shaped fittings 12 and 12' provided on the bottom right of the generator to then pass in the coils 10 and 10 'of the ohambre 4 from which it escapes in the form of vapor through the pipes 14, 14'.
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On the other hand, the carburized air is injected at 17 into the central chamber 1 formed by a cylindrical body made of metal resistant to high temperatures. This air ignites on contact with the electric spark plug 2 and the combustion gases pass successively through the three annular chambers 4, 5 and 6, transmitting their calories to the successive coils 10 and 10 ', 9. and 9'. 8 and 8 '.
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