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Installation pour la récupération des chaleurs perdues des machines à vapeur, particulièrement applicable aux machines à marche intermittente.
Les machines à vapeur qui fonctionnent d'une manière intermittente, telles que les machines d'extraction, machines de laminoirs, presses à vapeur, marteaux pilons etc. ont un rendement très bas lorsque, comme c'est généralement le cas, on laisse échapper la vapeur à l'air libre. La présente invention, due aux travaux de Mr. Georges Beaufaux, a pour objet une installation de récupération de chaleurs perdues qui est particulièrement applicable aux machines de ce genre, et permet d'augmenter leur rendement dans une mesure considérable.
Suivant l'invention la vapeur d'échappement est amenée dans un réservoir où elle se condense partiellement
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au contact d'une nappe d'eau, puis elle passe dans un condenseur où sa condensation est complétée par contact avec de l'eau en minces jets projetés par une pompe alimentée, sous le contrôle d'un flotteur, soit en eau fraîche, soit en eau provenant du réservoir. La sortie de l'eau chaude du réservoir est commandée par un thermostat, afin de ne laisser s'écouler cette eau que lorsqu'elle a atteint la température voulue pour son utilisation dans les chaudières.
Un exemple d'exécution de cette installation est représenté schématiquement sur le dessin annexé où A désigne le réservoir dans lequel la vapeur d'une machine d'extraction est amenée par un tuyau B après avoir traversé un déshuileur C. Du réservoir A part un tuyau D qui conduit à une pompe E dont le tuyau de refoulement F se termine par une crépine G située dans un condenseur H à la partie supérieure du réservoir A.
L'écoulement de l'eau chaude du réservoir se fait par un tuyau I muni d'une vanne J commandée par un thermostat K qui n'ouvre la vanne que quand l'eau du réservoir a été portée, par la vapeur condensée, à la température requise, par exemple 90 C. Un apport d'eau fraîche est assuré par le tuyau L muni d'une vanne M commandée par un flotteur N. Le tuyau L débouche avantageusement dans la pompe E afin d'alimenter le condenseur en eau fralche.
Le fonctionnement est le suivant : vapeur admise dans le réservoir A par le tuyau B lèche la surface de l'eau contenue dans le réservoir et se condense en partie, en échauffant l'eau. Le surplus de la vapeur passe dans le condenseur H où la condensation est complétée par le contact intime de la vapeur avec les fins jets d'eau sortant de la crépine G. Une tubulure 0 permet à l'excès éventuel de vapeur de s'échapper par un tuyau R à l'atmosphère, après avoir
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traversé un séparateur S d'où l'eau chaude, captée par exemple par des chicanes Q, estrenvoyée dans le réservoir par un tuyau P. Lorsque l'installation est bien réglée, toute la vapeur est condensée en H.
L'eau chaude quitte le réservoir A par le tuyau I dès que la vanne J est ouverte par le thermostat K. Pour maintenir l'eau dans le réservoir à un niveau constant, le flotteur N ouvre, suivant les besoins, la vanne M qui admet de l'eau froide à la pompe E. Celle-ci fonctionne continuellement et puise, par le tuyau D de l'eau au réservoir A pour alimenter le condenseur H quand la vanne M est-fermée.
L'efficacité du condenseur H est évidemment maxima quand c'est le tuyau L qui alimente la pompe.
Grâce à un judicieux réglage du thermostat et du débit de la pompe on peut maintenir l'eau du réservoir A à une température sensiblement constante, par exemple 90 , avec une condensation complète de la vapeur. Dans le cas d'une machine d'extraction avec échappement de vapeur à l'air libre l'emploi d'une installation suivant l'invention permet de passer d'un rendement de 10% à 85%.
Des modifications peuvent évidemment être apportées à la construction et à la disposition des appareils de l'installation décrite, sans sortir du cadre de l'invention. Bien que d'un avantage particulier dans son application aux machines à marche intermittente, l'installation peut évidemment être employée également avec d'autres types de machines à vapeur.
REVENDICATIONS.
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Installation for recovering waste heat from steam engines, particularly applicable to intermittent running machines.
Steam engines which operate intermittently, such as mining machines, rolling mill machines, steam presses, forging hammers etc. have a very low efficiency when, as is generally the case, the steam is allowed to escape into the open air. The present invention, due to the work of Mr. Georges Beaufaux, relates to an installation for recovering waste heat which is particularly applicable to machines of this type, and makes it possible to increase their efficiency to a considerable extent.
According to the invention the exhaust vapor is brought into a tank where it partially condenses
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in contact with a sheet of water, then it passes into a condenser where its condensation is completed by contact with water in thin jets projected by a pump supplied, under the control of a float, or with fresh water, or water from the reservoir. The outlet of the hot water from the tank is controlled by a thermostat, so that this water does not flow until it has reached the temperature required for its use in the boilers.
An exemplary embodiment of this installation is shown schematically in the attached drawing where A designates the tank in which the steam from an extraction machine is supplied by a pipe B after having passed through an oil separator C. From the tank A leaves a pipe D which leads to a pump E whose delivery pipe F ends with a strainer G located in a condenser H at the upper part of the tank A.
The hot water from the tank is drained through a pipe I fitted with a valve J controlled by a thermostat K which opens the valve only when the water in the tank has been brought, by the condensed steam, to the required temperature, for example 90 C. A supply of fresh water is provided by the pipe L fitted with a valve M controlled by a float N. The pipe L advantageously opens into the pump E in order to supply the condenser with water fralche.
The operation is as follows: steam admitted into tank A through pipe B licks the surface of the water contained in the tank and partly condenses, heating the water. The surplus steam passes into the condenser H where the condensation is completed by the intimate contact of the steam with the fine jets of water coming out of the strainer G. A tube 0 allows any excess steam to escape through an R pipe to the atmosphere, after having
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passed through a separator S from which the hot water, captured for example by baffles Q, is returned to the tank by a pipe P. When the installation is correctly adjusted, all the steam is condensed in H.
Hot water leaves tank A through pipe I as soon as valve J is opened by thermostat K. To keep the water in the tank at a constant level, float N opens, as needed, valve M which admits cold water to pump E. The latter operates continuously and draws, through pipe D, water from tank A to supply condenser H when valve M is closed.
The efficiency of the condenser H is obviously maximum when it is the pipe L which supplies the pump.
By judicious adjustment of the thermostat and of the pump flow rate, the water in tank A can be maintained at a substantially constant temperature, for example 90, with complete condensation of the steam. In the case of an extraction machine with steam exhaust in the open air, the use of an installation according to the invention makes it possible to go from an efficiency of 10% to 85%.
Modifications can obviously be made to the construction and arrangement of the devices of the installation described, without departing from the scope of the invention. Although of particular advantage in its application to intermittent running machines, the plant can of course also be used with other types of steam engines.
CLAIMS.
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