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GENERATEUR DE VAPEUR COMPORTANT DES
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La présente invention est relative à un générateur de vapeur comportant,des échangeurs de chaleur disposés en série.
On connaît déjà des échangeurs de chaleur destinés à fonctionner comme économiseurs thermiques d'un générateur de vapeur et, en des circonstances déterminées, comme éléments effectifs de Vaporisation.
De tels dispositifs sont'habituellement pourvus-d'organes automatiques de fonctionnement peu sûr, ou comportent ,des sou- papes intermédiaires permettant'de modifier leurs conditions de raccordement hydraulique. Généralement, notamment dans des ins- tallations petites ou moyennes, leur alimentation ne s'effectue
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que pendant des périodes limitées et, de ce fait, ils sont soumis à de cons¯tantes variations thermiques et, en consé- quence, de rendement allant d'un maximum à un miniumum, selon qu'ils sont parcourus ou non par l'eau d'alimentation, à bas- se température, du-générateur; les gaz chauffent l'eau que les échangeurs contiennet et il se produit de la vapeur qui est envoyée à la chaudière.
,La présente invention a pour objet des-échangeurs de chaleur fonctionnant, tantôt.comme économiseurs, tantôt com- me éléments de vaporisation, le passage d'une fonction à 1 au- 'tre s'effectuant automatiquement selon la température, relative par rapport à celle du générateur, de l'eau qui y circule, sans utilisation de soupapes ou de moyens automatiques de contrôle.
, L'invention a également pour objet un générateur de vapeur comportant de tels échangeurs de chaleur.
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Un générateur de vapeur selon l'invention comporte en substance plusieurs éléments dits échangeurs de chaleurs disposés.en série et parcourus.par.l'eau d'alimentation du générateur, dans un sens. opposé à celui de la vapeur ou gaz sortant de ce dernier;
la partie supérieure de chacun des échangeurs de .chaleur étant raccordée avec la zone de vapori- sation du générateur, et sa partie inférieure étant reliée à la zone de celui-ci contenant l'eau, en un point.supérieur àu point'le plus élevé de l'échangeur de chaleur, de façon telle que les éléments monstituant les échangeurs de chaleur fonc- tionnent, d'un part, comme dispositifs de vaporisation, lors- que l'eau qui les parcourt est à une température correspondant à celle de l'eau en circulation dans le générateur, et, d'autre part, comme dispositifs de chauffage préalable ou économiseurs de chaleur, lorsque la température de l'eau y est inférieure à celle du générateur,
la répartition des échangeurs'de chaleur entre éléments de vaporisation et éléments économiseurs variant automatiquement suivant la température relative de l'eau qui les parcourt.
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'D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront plus clairement d'un exemple de réalisation de celle-ci, nullement limitatif et dont la description est don- née ci-après en se référant'au dessin schématique annexé mon- trant en perspective un générateur de vapeur comportant quatre échangeurs de chaleur.
Un générateur de vapeur A, représenté partiellemerit, est pourvu, de façon connue, d'un collecteur-séparateur de vapeur constitué par une chaudière supérieure 1. Il est raccor- dé à quatre échangeurs de chaleur B, désignés individuellement par B1, B2, B3 et B4,formés chacun d'une série de tubes ver- ticaux 2 reliés par leurs extrémités à deux tubes collecteurs horizontaux, l'un supérieur 3 et l'autre inférieur 4.
Les échangeurs de chaleur B sont parcourus en série, c'est-à-dire successivement, par l'eau d'alimentation du géné- rateur A. Celle-ci, par la conduite-d'amenée 4', entre dans le collecteur inférieur 4,de l'échangeur B4, monte le long des tubes verticaux 2, atteint le collecteur supérieur 3 et, par un conduit de raccordement 5, passe dans le collecteur supérieur 3 de l'échangeur B3, où l'eau descend par les tubes 2 dans le collecteur inférieur 4 et, par un conduit de raccordement 6, gagne le collecteur inférieur 4 de l'échangeur B2, monte le long des tubes 2 de ce dernier, atteint le collecteur supérieur 3 et, par un conduit de raccordement 7, passe dans le collecteur supérieur 3 de l'échangeur B1, d'où elle descend par les tubes 2 dans le collecteur'inférieur 4 et finalement atteint, par un conduit de raccordement 8,, le générateur de vapeur A.
Dans le dessin, le sens de la circulation, décrite ci-avant, de l'eau d'alimentation est indiqué par les flêches F.
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Chacun des collecteurs supérieurs 3 des échangeurs de chaleur B communique avec la partie supérieure, ou zone de va- porisation, du collecteur-séparateur 1 du générateur. A, à l'in- tervention d-'un tube ascendant 9 aboutissant à un conduit uni- que 10 rejoignant ladite zone=,de vaporisation.
De leur côté, les tubes collecteurs inférieurs 4 de chacun des échangeurs de
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chaleur B est relié à la partie inférieure du collecteur- séparateur'!.contenant l'eau du générateur A, en un point situé plus haut que le'point le plus élevé de l'échangeur corres- pondant. ce raccordement s'effectuant à l'intervention d'un tube ascendant 11 partant de chacun des collecteurs inférieurs 4 et aboutissant à un conduit unique 12 rejoignant, dans l'exem- ple montré par le dessin, la partie inférieure du collecteur- séparateur 1, au-dessus de l'eau d'un niveau X.
Les gaz de vaporisation sortant du générateur A par- courent les échangeurs de chaleur B1 à B4, dans le sens des flèches Y, c'est-à-dire dans le sens inverse de celui du cou- rant de l'eau d'alimentation. Il s'ensuit que la température de celle-ci s'élève au fur et à mesure que l'eau va de l'échan- geur B4 à l'échangeur B1 .
Il est évident que tant que l'eau passant dans les échangeurs B4 à B1 se trouve à une température inférieure à celle de l'eau contenue dans le générateur A, la liaison entre les échangeurs 3 et le collecteur-séparateur 1 est inopérante, en raison du fait que la densité de l'eau dans les premiers étant plus élevée que celle dans le second, le liquide ne peut monter dans les tubes ascendants 9 et 11. Dans ce cas, les échangeurs B fonctionnent comme économiseurs de chaleur.
Toute- fois, si l'eau d'alimentation atteint le niveau thermique du générateur A, la liaison hydraulique entre les échangeurs B et le collecteur-séparateur 1 est effective et automatiquement les échangeurs fonctionnent comme éléments de vaporisation en concomitance avec des éléments de vaporisation effectifs et propres du générateur A.
Il est évident Egalement que le passage des échangeurs B de leur fonction d'économiseurs à celle de vaporisateurs, et vice versa, s'effectue automatiquement en raison des variations thermiques de l'ensemble agissant comme le feraient des sou- papes dont la manoeuvre ouvrirait et fermerait les.moyens de communication entre les échangeurs B et le collecteur-sépa- rateur 1.
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.,Sous l'effet de la réduction de température de l'eau d'alimentation, les échangeurs B4 à B1 tendent progressivement à faire office d'économiseurs; en-revanche, avec l'augmentation de la température de l'eau, .par exemple, par réduction ou arrêt de l'alimentation, les échangeurs B1 à B4, agissant com- me économiseurs, deviennent progressivement des éléments gé- nérateurs de vapeur.
Il est bien entendu que la forme de réalisation dé- crite ci-avant en se référant au dessin annexé ne limite en rien la portée de l'invention et que, sans se départir de l'esprit de celle-ci des variantes pourraient y être apportées, pourvu qù'elles ne soient pas en contradiction avec l'une ou l'autre des revendications subséquentes.
REVENDICATIONS 1.-' Générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte des échangeurs de chaleur disposés en série et parcourus par l'eau d'alimentation du générateur, en sens inverse du trajet des gaz de vaporisation sortant de ce dernier, la partie su- périeure de chaque échangeur communiquant avec la partie du générateur contenant de la vapeur et la partie inférieure de chaque échangeur étant reliée à la partie du générateur con- tenant de l'eau, en un point de celle-ci supérieur au point le .plus élevé de l'échangeur, de façon que les échangeurs puis- sent fonctionner, d'une part, comme éléments de vaporisation, lorsque la température de l'eau qui y-circule correspond à celle de l'eau du générateur, et, d'autre part,
comme éléments de pré-chauffage lorsque la température de l'eau qui les tra- verse est inférieure à celle/du générateur, le passage de la fonction d'éléments de vaporisation à celle d'éléments de pré-chauffage s'effectuant automatiquement et de façon variable en fonction.du rapport thermique entre l'eau en circulation dans les échangeurs et celle¯se trouvant dans le générateur.