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LE MINISTRE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ET DES CLASSES MOYENNES,
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre les délais en matière de propnété .industrielle et la durée des brevets d'invention ; Considérant qu'aucune réclamation n'a été introduite, dans le délai réglementaire, à la suite de cette publicaticr ,
Considérant qu'il résulte des justifications fournies à l'appui de la requête que le brevet No 410.995 Perfectionnements aux appareils dtépuration des gaz n' a pu être exploité , par suite de l'état de guerre, pendant une période équivalent à cinq années d'exploitation normale ;
Considérant, d'autrepart, que le maximum de prolongation prévu par l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 est fixé à cinq ans; ARRETE:
ARTICLE PREMIER. - La duréedu brevet No 410.995 Perfectionnements aux appa- reils d'épuration des gaz accordéà Babcock et Wilcox Ltd
ART. 2. - La prolongation est accordée sous condition du paiement, dans le mois de son octroi, de la taxe spé- ciale prévue à l'art. 6 de l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 précité.
ART. 3. - Le présent arrêté sera annexé au titre du brevet.
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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux appareils d'épuration de gaz.
Cette invention se rapporte de manière générale à la construction des appareils d'épuration de gaz et, plus particulièrement, aux appareils dépuration de gaz dans les- quels un gaz humide est lavé au moyen d'un liquide de lavage de plus grande pureté que le liquide entraîné par le gaz et subit une action séparatrice par suite de laquelle le liquide en suspension se sépare du gaz. L'invention s'applique notam- ment à l'épuration de la vapeur humide en vue de réduire la quantité de matières solides entraînées du générateur et se déposant dans le surchauffeur, turbine ou autre endroit où leur présence est indésirable.
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Le but général de l'invention est de procurer un appareil d'épuration de gaz du genre spécifié, caractérisé par des dispositifs perfectionnés pour laver le gaz humide et pour éliminer le liquide séparé par l'action séparatrice subséquente. Un autre but est de procurer des appareils du genre spécifié, de construction perfectionnée, qui convien- nent particulièrement pour être montés dans des corps al- longés de section transversale circulaire. Un autre but est de procurer un vaporisateur de construction perfectionnée comprenant des appareils d'épuration de gaz.
Les divers traits de nouveauté qui caractérisent l'invention sont spécifiés dans les revendications annexées qui font partie de la présente description. Pour mieux faire comprendre l'invention, ses avantages au point de vue du fonctionnement et les buts spécifiques atteints par son emploi, on se réfèrera ci-après aux dessins annexés qui montrent des formes d'exécution préférées de l'invention.
Dans les dessins:
Fig. 1 est une coupe verticale d'un vaporisateur construit selon l'invention;
Fig. 2 est une vue agrandie, partie en coupe, des organes de drainage du séparateur et de lavage du gaz, re- présentés sur la Fig. 1;
Fig. 3 est une vue en bout des organes montrés sur la Fig. 2;
Fig. 4 est une vue agrandie de la partie supérieure de la Fig. 1;
Fig.,5 est une coupe horizontale suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4 ;
Fig. 6 est une coupe verticale d'un corps de chau- dière à vapeur construit selon l'invention;
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Fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6;
Fig. 8 est une vue de côté agrandie, partie en coupe, des organes de drainage du séparateur et de lavage du gaz, représentés sur les Figs. 6 et 7; et
Figs. 9 et 10 sont des vues analogues à la Fig. 7, montrant des variantes de construction du corps de chaudière.
Sur les Figs. 1 à 5, le chiffre de référence 1 dé- signe un corps de vaporisateur vertical allongé de section transversale circulaire, comportant un serpentin de chauf- fage submergé 2 disposé dans sa partie inférieure, une ou- verture centrale de sortie de vapeur 3 disposée à son som- met et un raccord de drainage d'eau 4 disposé au fond. En fonctionnement, le serpentin 2 est alimenté d'un fluide de chauffage approprié qui sert à vaporiser l'eau ambiante.
La vapeur humide engendrée contient dans l'humidité entrai- née par la vapeur une quantité considérable de matières so- lides en solution ou suspension qu'il est avantageux d'éli- miner avant d'envoyer la vapeur au point d'utilisation.
Suivant l'invention, le corps du vaporisateur con- tient des organes perfectionnés destinés à laver la vapeur et à en séparer ensuite sensiblement toute l'humidité en suspension, de manière que la vapeur quittant le vaporisateur soit à l'état épuré sensiblement sec. La vapeur humide ascen- dante doit traverser un écran ou rideau d'eau de plus gran- de pureté que l'humidité entraînée par la vapeur, de manière que l'humidité en suspension soit remplacée par de l'humidité de plus grande pureté. A cet effet on envoie sous pression de l'eau d'alimentation à un tuyau 5 traversant le corps de vaporisateur de bas en haut jusqu'à un point situé au-dessus du niveau de l'eau y contenue.
L'extrémité supérieure du
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tuyau 5 est reliée à un raccord transversal 6 comportant une tuyère 7 maintenue au moyen d'une fourrure 8 dans l'extré- mité supérieure du raccord, en alignement axial avec l'ex- trémité de débit du tuyau 5. La tuyère 7 fait partie d'une tête de pulvérisateur 9 servant à distribuer l'eau d'ali- mentation sur toute la section transversale du corps de vaporisateur. La tuyère.7 porte à son extrémité supérieure ou de débit deux plaques distributrices coniques 10 et 11 ver- ticalement espacées; la plaque inférieure 10 entoure la tuyère 7 et est directement fixée à celle-ci et la plaque 11 est maintenue écartée au moyen d'étrésillons 12 intercalés entre les plaques.
Pour cette disposition des éléments, l'eau d'alimentation fournie est débitée de.la tuyère 7 contre la face inférieure.de la plaque conique 11 et est dispersée vers l'extérieur entre les plaques 10 et 11 sous forme d'une nappe conique uniformément distribuée sur toute la surface de la section transversale du corps de vaporisateur 1. La vapeur humide montant vers la sortie du corps de vaporisa- teur est ainsi obligée de traverser un rideau d'eau relati- vement pure qui remplace l'humidité entraînée par la vapeur.
L'eau de lavage résiduelle et l'humidité séparée tombent dans l'eau du fond du vaporisateur et le fluide de chauffage les vaporise par après.
Sur les Figs. 1, 4 et 5 est représenté un sépara- teur de vapeur et d'eau qui convient spécialement pour être employé avec les organes de lavage décrits. Le séparateur comporte un boîtier 13 constitué par plusieurs plaques sou- dées et ce boîtier a en plan la forme d'une croix grecque, comme le montre la Fig. 5. Le boîtier est disposé dans l'ex- trémité supérieure du corps de vaporisateur et ses branches sont symétriques par rapport à l'ouverture de sortie du corps.
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Dans chaque branche du bottier est logée une section de sé- parateur constituée par une série de plaques ondulées rectan- gulaires inclinées 14 comportant des ondulations uniformes qui sont disposées en substance transversalement à la di- rection générale du courant de vapeur correspondant. Les plaques sont placées côte-à-côte et sont espacées de ma- nière à former entre elles des canaux ondulés parallèles étroits à travers lesquels circule la vapeur. La position inclinée des plaques favorise le drainage de l'humidité se séparant de la vapeur et adhérant aux plaques.
Le bottier de séparateur 13 comprend une plaque de sommet cruciforme 15 comportant des branches inclinées 16.
Le fond du bottier est constitué par une plaque octogonale plate 17. Les côtés des branches adjacentes du bottier sont fermés par des équerres 18 dont les extrémités supérieure et inférieure-sont soudées respectivement aux plaques 15 et 17. La plaque de sommet 15 est percée d'une ouverture de débit centrale disposée en regard de l'ouverture de débit d'un ou de plusieurs éléments annulaires 19 et avec l'ou- verture de sortie 3 du corps de vaporisateur. Les anneaux 19 sont soudés au sommet du corps de vaporisateur et le boîtier de séparateur est soudé et boulonné aux anneaux.
Comme on le voit ,,les extrémités inférieures des plaques du sépara- teur se terminent au-dessus de la plaque de fond 17, l'es- pace intermédiaire étant fermé par une ferrure 20 qui co- opère avec une plaque supérieure 21 de manière à réduire la section d'entrée des canaux à vapeur par rapport à leur section de sortie. Les plaques 14 sont supportées dans le bas à leur.angle intérieur par des cornières 22 portées par une plaque de fond intérieure 23 qui comporte une partie centrale plate et des rebords convergeant vers l'intérieur
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auxquels sont raccordées les cornières 22.
L'espace entre les plaques 15 et 23 sert de chambre à gaz sec dans laquelle débitent toutes les sections de séparateur, et l'espace com- pris entre les plaques de fond 17 et 23 sert de chambre de drainage commune et communique directement avec les extré- mités inférieures de tous les canaux compris entre les pla- ques de séparateur, sur une partie notable de leur longueur.
La plaque 23 est supportée à une distance fixe par rapport à la plaque de sommet 15 d'une part parce qu'elle est soudée aux équerres latérales 18, et d'autre part à l'aide de tiges 25 dont les extrémités supérieures sont vissées dans les anneaux 19 et dont les extrémités inférieures filetées tra- versent la plaque de fond 23 et sont tenues au moyen d'écrous 24. Des entretoises 26 entourent les tiges 25 et maintiennent espacées l'une de l'autre les plaques 15 et 23.
Dans le séparateur de cette construction, la va- peur humide passe à l'intérieur par les canaux de chaque section de séparateur et le trajet ondulé rend plus intime le contact avec les plaques séparatrices d'humidité, de sorte que sensiblement toute l'humidité entraînée par la vapeur adhère aux plaques 14 et s'écoule vers le bas le long des ondulations des plaques, par le fond ouvert de chaque canal, dans la chambre de drainage, au dehors du trajet du courant de--vapeur. La vapeur sèche passe dans l'espace commun à vapeur sèche situé au-dessus de la plaque de fond 23 et traverse ensuite l'ouverture de sortie de vapeur 3.
Suivant l'invention, on améliore le drainage des sections de séparateur en raccordant deux conduites de drai- nage 30, s'ouvrant dans la chambre de drainage, à un éjecteur intercalé dans la conduite d'alimentation de la tête de pul- vérisateur, l'eau d'alimentation entrante servant de fluide moteur et l'humidité séparée étant débitée à la tête de
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pulvérisateur. Comme le montre la Fig. 2, une tuyère d'é- jecteur 31 de diamètre réduit est montée dans l'extrémité du tuyau d'arrivée d'eau d'alimentation 5 débouchant dans le raccord transversal 6. Les conduites 30 sont reliées au raccord transversal aux côtés opposés de la tuyère 31, en- dessous de celle-ci. La tuyère 31 est en alignement axial avec la tuyère 7 et a une plus petite section de passage que celle-ci, et la tuyère 7 sert de tube de mélange pour l'éjecteur.
L'aspiration créée par l'eau d'alimentation dans les tuyaux de drainage aide ainsi l'élimination de l'hu- midité séparée. Tandis que l'eau séparée pollue dans une certaine mesure l'eau d'alimentation, le volume d'eau de lavage ajouté accroît l'effet de choc de l'eau de lavage sur la vapeur humide et aide le remplacement de l'humidité en suspension par l'eau de lavage plus pure. Dans les cons- tructions antérieures de séparateurs, où le liquide séparé est éliminé par des tuyaux de drainage par gravité plongés dans le liquide, il était nécessaire de maintenir un grand écartement entre le séparateur et le niveau de liquide pour compenser la chute de pression dans les sections du sépara- teur.
Le présent système de drainage fournit un effet de drainage positif supplémentaire à l'effet de drainage dû à l'écartement entre le séparateur et le niveau de liquide en permettant ainsi de maintenir un niveau de liquide plus élevé dans des constructions existantes et d'employer des corps de vaporisateur plus bas pour un niveau de liquide dé- terminé.
L'appareil d'épuration décrit est notamment utile pour les vaporisateurs en raison de la concentration normale- ment très forte des matières solides contenues dans le liquide à vaporiser, de la grande quantité de particules liquides contenues dans la vapeur engendrée et du haut degré de pureté
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habituellement requis pour le produit. Le haut degré d'hu- midité de la vapeur engendrée est dû principalement à ce que la pression de service maintenue ordinairement dans les vapo- risateurs est,notablement inférieure aux pressions de service employées par exemple dans les chaudières.
La construction et la disposition décrites de l'ap- pareil d'épuration sont notamment avantageuses pour les corps de vaporisateur verticaux de section horizontale circulaire, étant donné que le boîtier cruciforme du séparateur assure le montage d'un nombre maximum de plaques ondulées pour tout diamètre donné du corps de vaporisateur quand les pla- ques ondulées sont rectangulaires, cette dernière forme étant la plus avantageuse au point de vue de la fabrication.
La disposition des organes de lavage en-dessous du séparateur assure le fonctionnement de celui-ci du fait qu'elle favorise le drainage du séparateur, et elle a pour résultat une di- minution du dépôt de matière solide sur les plaques du sé- parateur, qu'on constate lorsque les organes de lavage sont logés directement en face des sections du séparateur ou à l'extrémité d'entrée des canaux compris entre les plaques.
Sur les Figs. 6 à 10 on a représenté diverses va- riantes d'appareils d'épuration construits selon l'inven- tion, qui conviennent notamment pour un corps horizontal allongé de section verticale circulaire tel qu'un corps trans- versal d'une chaudière à vapeur. Dans la forme d'exécution représentée sur les Figs. 6 à 8 les sections de séparateur ont une disposition jumelée simple. Dans cette construction,, le corps de vapeur et d'eau 40 de la chaudière comporte plusieurs rangées de circulateurs de vapeur et d'eau 41 qui lui sont raccordées suivant la longueur d'un de ses côtés au-dessus d'un niveau normal de l'eau y contenue, comme
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l'indiquent les Figs. 6 et 7.
Les deux séries de plaques de séparateur ondulées 14 inclinées en sens inverses sont dis- posées de part et d'autre de la ligne médiane verticale du corps dans un bottier comportant une plaque de sommet cen- trale 42 soudée à deux plaques de sommet extérieures incli- nées 43 supportées par la paroi adjacente du corps par des ferrures 44. Le fond du boîtier est constitué par des pla- ques soudées à recouvrement 45 portant à leurs extrémités extérieures des cornières espacées 46 traversées par des boulons de support à crochet 47. L'extrémité crochue des boulons 47 est engagée dans des ailes verticales 48 re- pliées vers le bas dans les plaques 43, à l'extrémité ex- térieure de celles-ci. Les angles intérieurs de dessous des sections de plaques sont supportés par une plaque 49 et par des ferrures 50 en forme de V.
La plaque 49 est reliée à la plaque de fond 45 pour former la chambre de drainage. Comme le montre la Fig. 6, les extrémités du boîtier du séparateur sont fermées par des plaques d'extrémité 51 pour éviter que la vapeur court-circuite les sections du séparateur. Deux plaques supérieures perforées divergentes 52 sont disposées du côté de sortie des sections du séparateur et sont reliées à la plaque de sommet 42 pour former une chambre à vapeur sèche qui communique suivant sa longueur, par des raccords 53, avec les tuyaux de sortie de vapeur 54. Le corps de chau- dière comporte en des points espacés suivant sa longueur des raccords à soupape de sûreté 55 qui débouchent dans le corps au-dessus du séparateur et à travers lesquels la vapeur peut s'échapper sans traverser le séparateur quand les sou- papes de sûreté sont actionnées.
Dans la construction représentée sur les Figs. 6 à 8, les organes de lavage de la vapeur et de drainage du sé- parateur sont construits et disposés sensiblement comme aux @
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Figs. 1 à 5 excepté qu'une série de têtes de pulvérisateur sont placées suivant la longueur du corps de chaudière et que les plaques distributrices 10a et 11a de chaque tête de pulvérisateur ont la forme d'un V renversé au lieu de la forme conique des Figs. 1 à 5. Les plaques 10a et lla sont formées en pliant des disques suivant un diamètre, et de préférence les plaques sont disposées avec leurs sommets en haut et en alignement vertical avec l'axe longitudinal du corps de chaudière. Les plaques distributrices sont reliées entre elles par des étrésillons 12a disposés entre leurs sommets.
De préférence, la plaque supérieure 11a est pliée un peu plus que la plaque inférieure 10a pour améliorer la distribution de l'eau de lavage débitée de la tuyère 7a depuis les tuyaux à eau d'alimentation 5a et les tuyaux de drainage 30. Les tuyaux 5a sont raccordés à une conduite principale d'eau d'alimentation 56 disposée longitudinale- ment au fond du corps de chaudière et ayant de préférence une section de passage sensiblement deux fois plus grande que l'ensemble des sections de passage des tuyères 31a.
Dans cette construction, la vapeur humide entrant dans le corps de chaudière par les circulateurs 41 traverse, avant d'entrer dans le séparateur, la nappe en forme de V d'eau de lavage s'étendant à travers les deux moitiés du corps de chaudière et est lavée par cette nappe. L'humidité entraînée par la vapeur lavée se sépare dans les sections du séparateur comme c'est décrit précédemment et est aspirée par les tuyaux 30 sous l'action éjectrice de l'eau d'ali- mentation débitée aux têtes de pulvérisateur.
Sur la Fig. 9, l'appareil d'épuration de vapeur représenté sur les Figs. 6 à 8 est montré installé dans le corps de vapeur et d'eau 60 d'une chaudière du type Stirling,
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ayant des circulateurs de vapeur et d'eau 61 et des tubes de descente 62 disposés comme c'est représenté. Chacune des sections du séparateur est munie avantageusement d'une chi- cane descendate 63 disposée extérieurement du côté d'entrée de la section pour que la vapeur humide entrant dans le corps de chaudière soit dirigée de haut en bas dans la zone d'ac- tion des têtes de pulvérisateur avant d'entrer dans le sépa- rateur de vapeur et d'eau. La conduite principale d'eau d'ali- mentation 56 est décalée latéralement pour permettre l'accès aux tubes de descente 62.
Sur la Fig. 10 est représentée une autre variante de construction destinée à être installée dans des corps de vapeur et d'eau exigeant un grand pouvoir de séparation et comprenant un montage jumelé double des sections du sépara- teur,les deux groupes de sections de séparateur étant dis- posés côte-à-côte, symétriquement par rapport à l'axe du corps de chaudière. Les paires de sections de séparateur ont des ouvertures de sortie de vapeur communes, et des organes de drainage et de lavage à un seul tuyau de drainage 30 relient chaque paire de sections à la tête de pulvérisateur correspondante.
Bien qu'on ait représenté et décrit ci-dessus les meilleures formes d'exécution de l'invention connues de la demanderesse, les gens de métier comprendront qu'on pourra apporter des changements à la construction des appareils décrits sans sortir du cadre de l'invention.
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