<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour l'élimination des impuretés des eaux d'ali- mentation des générateurs de vapeur.
On connait des dispositifs pour l'épuration des eaux d'ali- mentation des générateurs de vapeur dans lesquels on prélève à la surface de l'eau, l'eau qu'il s'agit d'épurer et on la conduit à une chambre tubulaire verticale, à un collecteur de boues qui est relié à sa partie inférieure et, à partir de celui-ci, à une deuxième chambre tubulaire qui s'y raccor- de par le haut et dtoù l'eau est renvoyée, de l'extrémité supérieure de cette chambre, au moyen d'un tuyau, au généra- teur, jusqu'au voisinage du fond de celui-ci. Entre les deux
<Desc/Clms Page number 2>
chambres tubulaires, on a disposé un réservoir, renfermant une solution de soude ou d'un corps analogue, dans lequel l'eau sortant de la deuxième chambre doit pénétrer par le bas pour ressortir de la même chambre par le haut.
On connait aussi des dispositifs, pour l'élimination des impuretés de l'eau d'alimentation des générateurs, pourvus d'un système tubulaire disposé à l'intérieur du générateur, plusieurs tuyaux ascendants étant utilisés dans ce cas.
Le montage de dispositifs de ce genre à l'intérieur du générateur présente évidemment des inconvénients consistant principalement dans la difficulté d'accès, qui est absolument exclu pendant le fonctionnement. Le dispositif connu qui est disposé à l'extérieur de la chaudière présente d'autre part l'inconvénient sérieux que le prélèvement par succion de l'eau à purifier a lieu à la superficie de l'eau, tandis que le re- flux a lieu par un tuyau qui s'étend dans le générateur à par- tir du haut jusque près de sa partie inférieure.
Une circula- tion réglée de l'eau à travers l'épurateur ne se laisse aucune- ment réaliser de cette façon, en premier lieu parce que par suite de son montage à l'intérieur de la chaudière le tuyau de reflux qui pénètre dans la chaudière ne présente pas d'abais- sement de température par rapport au contenu de la chaudière, de sorte que l'eau est au repos dans le tuyau de reflux et ne participe pas à la circulation.
En ce qui foncerne ces disposi- tifs connus, on n'a pas tenu compte de ce que les agents d'in- crustation, qui sont denses, se maintiennent dans les parties les plus basses du générateur parce que, en raison de leur den- sité élevée, ils se redéposent toujours en se dirigeant vers le bas..Même l'addition de la solution chimique, par exemple de la solution de soude, constitue également une erreur dans le dispositif connu, parce que l'eau froide ne se déplace pas de bas en haut, mais ne peut se déplacer que dans le sens opposé; il s'ensuit que la circulation désirée à travers la chambgre
<Desc/Clms Page number 3>
contenant les produits chimiques n'a pas lieu et qu'il ne se produit pas d'amenée dès produits chimiques dans l'eau du géné- rateur.
La présente invention se rapporte maintenant à un épurateur exempt de ces inconvénients des épurateurs connus et qui, d'une façon continue au cours de la circulation, conduit les boues des générateurs dans un appareil qui les recueille et dans lequel elles se déposent. Grâce à des trajets d'eau qui ont la même longueur, mais dont la direction change, on réalise une vitesse tellement faible de l'eau en circulation que les impuretés tom- bent et qu'elles se rassemblent dans une poche à boues d'où on peut les évacuer. On ajoute encore à l'eau épurée de cette façon des produits chimiques destinés à précipiter les impuretés se trouvant encore dans la chaudière et à les éliminer.
Par la sub- division des chambres de précipitation distinctes qui sont cons- tituées par des tubes verticaux ou de préférence inclinés, on garantit une différence de température et par conséquent une précipitation et une circulation d'eau plus ou moins actives.
Un dispositif d'épuration tel que celui qui vient d'être décrit est particulièrement approprié pour les générateurs fixes de vapeur, mais moins pour les générateurs mobiles, en particu- lier pour les générateurs de locomotive; malgré qu'on pourrait songer à l'application de ce dispositif à ce genre de généra- teurs aussi. Toutefois, il en résulte aisément des difficultés pour l'introduction du dispositif dans le générateur, en raison de l'espace restreint dont on dispose. Mais, dans ce cas, on peut construire et simplifier le dispositif, exécuté suivant les mêmes principes, de manière que son montage n'offre pas d'in convénients du point de vue de l'espace.
Il suffit notamment de disposer sous le générateur de la locomotive, entre la chau- dière tubulaire et la partie inférieure de la chambre d'eau de la boite à feu, un nombre réduit de chambres de communication obliques divisées intérieurement par des cloisons, de manière que l'eau du générateur qui est conduite à travers ces chambres @
<Desc/Clms Page number 4>
doive suivre un trajet déterminé le long duquel les impuretés peuvent se séparer et se déposer de façon qu'elles ne reviennent pas dans le générateur. Toutefois, on doit dans ce cas, d'une part, provoquer une circulation forcée de l'eau et, d'autre part, isoler efficacement le séparateur pour empêcher les pertes de chaleur vers l'extérieur.
Le séparateur, à section de pré- férence circulaire, est divisé par une cloison médiane inclinée, par rapport à l'horizontale, en une moitié supérieure et une moitié inférieure communiquant par leur extrémité inférieure et supérieure. L'eau à épurer entre d-ans le dispositif, à la par- tie inférieure, et est renvoyée, immédiatement après son entrée, vers le bas par une autre cloison de manière qu'elle soit diri- gée vers le haut, à partir des parties inférieures du disposi- tif, et qu'elle puisse déposer, dans les deux chambres séparées par la cloison, ses impuretés qui se rassemblent, à la partie inférieure du dispositif, dans un collecteur de boues d'où on peut les évacuer de temps en temps, vers l'extérieur.
A la partie supérieure du dispositif est montée une petite pompe de circulation qui refoule l'eau continuellement en la faisant circuler en circuit fermé à travers le disposi tif. Dans ce cas, une condition nécessaire pour l'épuration est évidemment que les substances chimiques provoquant l'élimination des im- puretés et des substances incrustantes de l'eau soient intro- duites dans la chaudière déjà en même temps que l'eau dtalimen- tation. Le dispositif maintient alors propres les parois inté- rieures du générateur et des tubes à eau du générateur.
Sur le dessin annexé, on a représenté à titre d'exemples deux modes d'exécution du dispositif objet de l'invention, cel- le-ci étant appliquée, suivant la figure 2, à une chaudière de locomotive.
Dans le mode d'exécution représenté sur la figure 1 l'épu- rateur est constitué par un système tubulaire de deux tubes parallèles et obliques, inférieur et supérieur, B1 et B, reliée
<Desc/Clms Page number 5>
par des tubes verticaux ou obliques A1 et A2 disposés parallè- lement. On a prévu au tube inférieur B1 une poche à boues C destinées à recueillir et à évacuer les boues. Le tube supé- rieur B2 est divise par une cloison D pour forcer l'eau à se @ diriger vers A . Le réservoir à produits chimiques E est re- lié, par un tuyau de communication, au reflux, de manière à introduire dans l'eau qui reflue la solution chimique, par exemple de soude.
L'eau boueuse sort de la chaudière pour en- trer à l'extrémité inférieure du tube supérieur B; elle des- cend par le tube A1 et se répartit, à la partie inférieure, par le tube B1 sur les autres tubes verticaux ou obliques A2 Il se produit là, par les différents changements de direction,une précipitation des impuretés, c'est à dire une clarification de l'eau. Cette action est particulièrement efficace dans les tu- bes A1 ou A@ disposés obliquement, parce que le trajet verti- cal des impuretés qui tombent vers le bas est là sensiblement plus court que dans les tubes verticaux et il s'ensuit que le dépôt et l'évacuation s'effectuent d'autant plus rapidement.
Dans le mode d'exécution représenté par la figure 2, le récipient séparateur a est incliné de 45 environ entre le côté inférieur et antérieur de la boite à feu et la chaudière tubulaire. La communication inférieure b, qui est pourvue d'un organe de fermeture c, débouche de haut en bas, dans le voisi- nage de l'extrémité inférieure dans la chambre a. Immédiatement devant l'orifice d'entrée, lorsqu'on regarde dans le sens du déplacement, se trouve, en travers de la chambre, une paroi d qui atteint à peu près son milieu et qui fait dévier vers le bas l'eau sui entre. A l'extrémité inférieure du récipient a est relié un collecteur de boues e présentant un orifice d'é- vacuation f que l'on peut fermer.
Le réservoir a est traversé longitudinalement par une cloison ±, inclinée par rapport à l'horizontale, qui s'étend en bas jusqu'au voisinage de la plaque déflectrice d et en haut jusqu'au voisinage de la pla- @
<Desc/Clms Page number 6>
que fermant l'extrémité supérieure de la chambre. En coupe transversale horizontal la chambre forme une ellipse avec la paroi de séparation médiane. A l'extrémité supérieure de la chambre est relié le tuyau de communication h avec la chaudière tubulaire. Au-dessous de celle-ci se trouve un organe de ferme- ture 1 Une petite pompe de circulation k est intercalée dans le tuyau de communication h, cette pompe étant commandée d'une façon quelconque et maintenant l'eau de la chaudière en circu- lation constante dans le séparateur.
Il en résulte un dépôt très complet des impuretés dans la chambre d'épuration a. Par suite de l'inclinaison de la chambre et de la cloison, il y a de nombreuses faces sut lesquelles vient buter l'eau et sur lesquelles les impuretés mises en mouvement viennent s'arrêter, pour se déposer vers le bas.
Pour le fonctionnement convenable, il importe de bien iso- ler de l'extérieur, au point de vue calorifique, l'ensemble du dispositif, afin que l'eau du générateur ne subisse, si possi- ble, aucune chute de température ou, en tout cas, qu'elle ne subisse qu'une chute de température insignifiante pour la pra- tique.
Au lieu d'une chambre d'épuration, on peut évidemment, en cas de besoin, disposer l'une à côté de l'autre plusieurs cham- berés d'épuration, séparées ou reliées les unes aux autres d'une manière appropriée.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for the elimination of impurities from the feed water of steam generators.
Devices are known for the purification of water fed to steam generators in which the water to be purified from the surface of the water is taken from the surface and taken to a chamber. vertical tubular, to a sludge collector which is connected at its lower part and, from this, to a second tubular chamber which connects to it from above and to which the water is returned, from the upper end of this chamber, by means of a pipe, to the generator, to the vicinity of the bottom thereof. Between the two
<Desc / Clms Page number 2>
tubular chambers, a reservoir has been placed, containing a solution of soda or a similar body, in which the water leaving the second chamber must enter from below to exit the same chamber from above.
Devices are also known for removing impurities from the feed water of generators, provided with a tubular system disposed inside the generator, several risers being used in this case.
The mounting of devices of this kind inside the generator obviously has drawbacks consisting mainly of the difficulty of access, which is absolutely excluded during operation. The known device, which is placed outside the boiler, has the other serious drawback that the withdrawal by suction of the water to be purified takes place at the surface of the water, while the reflux has place through a pipe that runs into the generator from the top to near its bottom.
A controlled circulation of the water through the purifier cannot be achieved in this way, in the first place because, due to its installation inside the boiler, the reflux pipe which enters the boiler. The boiler does not show a drop in temperature compared to the contents of the boiler, so that the water is at rest in the reflux pipe and does not participate in the circulation.
With regard to these known devices, no account has been taken of the fact that the encrustation agents, which are dense, are maintained in the lower parts of the generator because, by virtue of their density - high level, they always redeposit while moving downwards. Even the addition of the chemical solution, for example sodium hydroxide solution, also constitutes an error in the known device, because cold water does not not move up and down, but can only move in the opposite direction; it follows that the desired circulation through the chamber
<Desc / Clms Page number 3>
containing the chemicals does not take place and that no chemicals are brought into the generator water.
The present invention now relates to a scrubber free from these drawbacks of known scrubbers and which, continuously during circulation, leads the sludge from the generators into an apparatus which collects them and in which they are deposited. By means of water paths which have the same length, but whose direction changes, such a low speed of the circulating water is achieved that the impurities fall down and collect in a sludge bag. where we can evacuate them. Chemicals are also added to the water purified in this way to precipitate the impurities still in the boiler and remove them.
By subdividing the separate precipitation chambers, which are formed by vertical or preferably inclined tubes, a temperature difference is guaranteed and therefore more or less active precipitation and water circulation.
A purification device such as that which has just been described is particularly suitable for stationary steam generators, but less so for mobile generators, in particular for locomotive generators; although we could consider applying this device to this type of generator as well. However, this easily results in difficulties for the introduction of the device into the generator, because of the limited space available. But, in this case, we can build and simplify the device, executed according to the same principles, so that its assembly does not offer inconveniences from the point of view of space.
It suffices in particular to place under the generator of the locomotive, between the tubular boiler and the lower part of the water chamber of the firebox, a reduced number of oblique communication chambers divided internally by partitions, in such a way. than the generator water which is conducted through these chambers @
<Desc / Clms Page number 4>
must follow a determined path along which the impurities can separate and settle so that they do not return to the generator. However, in this case it is necessary, on the one hand, to cause a forced circulation of the water and, on the other hand, to effectively insulate the separator to prevent heat loss to the outside.
The separator, preferably with a circular section, is divided by a central partition inclined, with respect to the horizontal, into an upper half and a lower half communicating through their lower and upper ends. The water to be purified enters the device, at the lower part, and is returned, immediately after entering, downwards through another partition so that it is directed upwards, from the lower parts of the device, and that it can deposit, in the two chambers separated by the partition, its impurities which collect, at the lower part of the device, in a sludge collector from which they can be evacuated from from time to time, outwards.
At the top of the device is mounted a small circulation pump which continuously delivers the water by circulating it in a closed circuit through the device. In this case, a necessary condition for the purification is of course that the chemical substances causing the removal of impurities and encrusting substances from the water are introduced into the boiler already at the same time as the mineral water. tation. The device then keeps the internal walls of the generator and the generator water tubes clean.
In the appended drawing, two embodiments of the device that is the subject of the invention have been shown by way of example, the latter being applied, according to FIG. 2, to a locomotive boiler.
In the embodiment shown in FIG. 1, the scrubber consists of a tubular system of two parallel and oblique tubes, lower and upper, B1 and B, connected
<Desc / Clms Page number 5>
by vertical or oblique tubes A1 and A2 arranged parallel. A sludge bag C intended to collect and remove the sludge is provided in the lower tube B1. The top tube B2 is divided by a partition D to force the water to flow towards A. The chemical tank E is connected, by a communication pipe, to the reflux, so as to introduce into the water which is flowing back the chemical solution, for example sodium hydroxide.
The muddy water leaves the boiler to enter the lower end of the upper tube B; it descends through tube A1 and is distributed, at the bottom, through tube B1 on the other vertical or oblique tubes A2 There occurs, by the various changes of direction, a precipitation of impurities, it is to say a water clarification. This action is particularly effective in the tubes A1 or A @ arranged obliquely, because the vertical path of the impurities which fall downwards is there appreciably shorter than in the vertical tubes and it follows that the deposition and evacuation takes place all the more quickly.
In the embodiment shown in FIG. 2, the separator vessel a is inclined by approximately 45 between the lower and anterior side of the firebox and the tubular boiler. The lower communication b, which is provided with a closure member c, opens from top to bottom, in the vicinity of the lower end in the chamber a. Immediately in front of the inlet, when looking in the direction of travel, there is a wall d across the chamber which reaches approximately its middle and which deflects the water so that it enters downward. . Connected to the lower end of the receptacle a is a sludge collector e having an outlet f which can be closed.
The tank a is crossed longitudinally by a partition ±, inclined relative to the horizontal, which extends downwards to the vicinity of the deflector plate d and upwards to the vicinity of the plate.
<Desc / Clms Page number 6>
that closing the upper end of the chamber. In horizontal cross section the chamber forms an ellipse with the middle dividing wall. At the upper end of the chamber is connected the communication pipe h with the tubular boiler. Below this is a closing device 1 A small circulation pump k is interposed in the communication pipe h, this pump being controlled in some way and keeping the water in the boiler circulating. - constant lation in the separator.
This results in a very complete deposition of the impurities in the purification chamber a. As a result of the inclination of the chamber and the partition, there are many faces on which the water comes up against and on which the impurities set in motion stop, to be deposited downwards.
For proper operation, it is important to insulate the whole system from the outside, from a calorific point of view, so that the water in the generator does not suffer, if possible, any drop in temperature or, in any case, that it undergoes only an insignificant drop in temperature for the practice.
Instead of a purification chamber, it is of course possible, if necessary, to arrange several purification chambers next to each other, separated or connected to each other in an appropriate manner.