Générateur de vapeur à haute pression et à action rapide. Cette invention a pour objet un généra teur de vapeur à haute pression et à action rapide,- dont la nouveauté réside dans le fait qu'il comporte des dispositifs qui règlent automatiquement l'admission de l'eau d'ali mentation dans le générateur en conformité avec le débit de vapeur et qui ralentissent automatiquement les feux lorsque cette ad mission de l'eau d'alimentation se ralentit ou s'arrête.
La conformité prévue peut être obtenue soit directement, soit en utilisant une re lation existant entre la pression dans le gé nérateur et ledit débit.
Le. dessin annexé représente à, titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et des variantes de détails.
Fig. 1 est un schéma de l'ensemble id'e l'installation; Fig. 2 et 2a représentent deux exemples d'aménagement intérieur des -tubes vapori sateurs; Fig. 3 et 4 montrent deux dispositifs de réglage basés sur des principes différents et assurant une parfaite harmonie entre l'allure de la pompe -d'alimentation et la consomma tion de vapeur, et.
Fig. 5 et 6 représentent deux dispositifs de ralentissement du chauffage lors d'inter ruptions temporaires éventuelles dans l'ame née .de l'eau d'alimentation.
Selon fig. 1, l'installation complète se compose essentiellement id'un foyer vertical 1 chauffé par l'avant, dans lequel se trouve disposé un ensemble de tubes de vaporisation superposés 2 et un aggrégat d'élément de sé chage de la vapeur 3. Le foyer débouche en haut dans un carneau vertical 4 comportant -dans son intérieur un réchauffeur de l'eau d'alimentation 5. Le carneau 4 est raccordé au carneau @6 qui conduit les fumées dans la cheminée 7.
La liaison entre les tubes ide va.. porisation et de séchage s'opère par l'inter médiaire d'un collecteur 8; de la même façon les tubes @de séchage sont raccordés à un collecteur de vapeur 9, d'où a lieu la prise de- -vapeur.
La disposition des tubes de _sé- chage 3 est telle que la vapeur humide, sor tant des tubes de vaporisation chemine d'a bord dans la -même direction que les- gaz de combustion et- puis en contrecourant par rap port .à ceux-ci: Le chauffage pourrait s'opérer de- diffé rentes manières soit à l'huile lourde soit au gaz ou au charbon pulvérisé, soit encore à l'huile et au charbon, au charbon pulvérisé et au charbon, etc. Dans ce dernier cas l'huile ou le charbon pulvérisé doivent compenser les pointes.
Dans la forme d'exécution suivant fig. 1 le chauffage se fait à l'huile lourde à l'aide d'un brûleur automatique Guénod 10, tandis que l'alimentation d'eau est assurée par une pompe à vapeur 11 qui débite dans le ré chauffeur d'eau relié -avec les éléments vapo risateurs.
Dans la conduite de vapeur de cette pompe est interposé un dispositif A pour la commande de la pompe en stricte dépendance de l'importance de la consommation de va peur, et dans la conduite .d'eau un dispositif B, ayant pour mission de ralentir l'intensité du chauffage dans les cas d'interruption temporaire ou .fe diminution dans l'amenée de l'Eau d'alimentation. Pour réaliser le mou vement hélicoïdal de la colonne d'eau à l'intérieur des tubes de vaporisation 2 on pourrait faire
usage de l'un des,deux dispo sitifs -représentés dans les fig. 2 et 2a: Dans le premier cas, chaque tube ide va- porisation comporte dans son intérieur deux tubes a et b -emmanchés concëntriquement l'un dans l'autre en formant entre eux un canal annulaire c.
Le tube extérieur b est garni extérieurement d'une rampe hélicoïdale d obligeant l'eau, entrant dans cette. partie du tube vaporisateur 2 à -effectuer un mou vement d'avance hélicoïdal. L'eau est ame née par le tube central a, parvient jusqu'au fond ,du tube b puis remonte le canal- annu laire c pour s'introduire entre les spires de la rampe d. A' la fin du tube de vaporisa- lion, la plus grande partie de cette eau s'est transformée en vapeur humide.
Une autre solution fig. 2a consiste à dis poser à l'intérieur des tubes 2. des-éléments rotatifs creux<B>d</B> de forme prismatique ou cylindrique garnis d'ailettes sur leurs sur faces extérieures et commandés de l'extérieur au moyen id'un mécanisme approprié.
La fig. '3 montre le dispositif de réglage automatique de l'amenée de l'eau d'alimen tation dans le générateur. Ledit dispositif est influencé par la prise de vapeur de telle sorte qu'il en résulte une commande clé la pompe d'alimentation concordant avec- les besoins de vapeur.
Le réglage: est basé *essentiellement sur la mise en valeur, pour l'actionnement d'un or gane- de réglage tel, par exemple- qu'une membrane, un piston, etc. de la différence de pression qui se produit dans. un rétrécis sement d'une section de passage, cet organe pouvant agir à son tour sur une soupape double commandant l'admission de-la vapeur dans la pompe d'alimentation.
Dans la fig. 3, e désigne une buse à section transversale ré trécie, sur laquelle sont branchés, à des en droits différents, des tubes f, <B><I>f</I></B> conduisant chacun vers une face d'un piston i équilibré par un poids g et un ressort à boudin -h.
Ce piston étant influencé sur chacune de ses faces par une pression déterminée et diffé- rente <I>p, p',</I> se met dans une position d'équi libre, laquelle change avec les variations de pression causées par les variations dans le débit de la vapeur. Le piston agissant à son tour sur une soupape double j; il en résulte une variation de l'orifice -de passage de la conduite de vapeur de la pompe d'alimenta tion.
Comme ce dispositif de réglage réagit essentiellement en fonction des débits de vapeur, il se pourrait qu'il ne tienne pas ri- gôureusement compte -de la pression régnant à l'intérieur du générateur. On a donc prévu un dispositif de correction qui, lors d'un abaissement éventuel de la pression, ouvre une soupape de sûreté 1c maintenue fermée à l'état normal.
La chambre au-dessus du pis- ton se trouve ainsi déchargée et la pression p agissant par en bas sur le piston provoque son ascension et l'ouverture de la soupape double j.
La fig. 4 représente un dispositif de ré glage destiné au même but, mais qui, con trairement au précédent, est influencé par la pression régnant dans le régénérateur.
Ce dispositif comprend encore un piston i. équilibré par un poids<I>g</I> et un ressort<I>h;</I> ce piston est soumis sur sa face supérieure à la pression de la vapeur et il agit d'autre part sur la soupape =double j. L'équilibre des forces est choisi pour que la.soupape j occupe une position presqu'entièrement fermée, lors que la pression dans le générateur a atteint sa valeur maxima. Lors d'une prise de va peur se traduisant par un abaissement de la pression dans le générateur, le contrepoids donne naissance à un mouvement ascendant du piston et à une ouverture de la soupape double j.
Le dispositif de sureté représenté par la fig. 5 entre en action, lorsque des interrup- tions temporaires se produisent dans l'ame née .de l'eau d'alimentation. Il est constitué par un récipient d'eau B renfermant un flot teur I, lequel agit au moyen d'un levier coudé m et d'une tige -n sur une soupape co nique c. Au-dessus de cette soupape est dis posé un piston à ressort p guidé dans une gaine q. Dans des conditions normales, ce récipient B est rempli d'eau de sorte que la soupape se trouve maintenue dans sa position de fermeture.
Lorsque le courant d'eau est rompu temporairement, le niveau d'eau dans le récipient B baisse, parce que l'eau arrivant normalement par le tuyau B' est interceptée et celle contenue dans le récipient s'écoule par le tube plus mince B". Il s'ensuit que le flotteur descend et provoque l'ouverture de la soupape c.
L'air renfermé dans le récipient d'eau B au-dessus du niveau du liquide et comprimé à la pression .de l'eau d'alimenta tion s'échappe alors et soulève le piston p qui, par une cannelure s pratiquée dans son pourtour, établit la communication entre la conduite de réglage d'air r et la conduite d'échappement t, provoquant ainsi un ralen tissement immédiat du brûleur. @Si l'eau remonte dans le récipient, la soupape c se re ferme.
L'air emmagasiné en-dessous du piston <I>s</I> 'échappe à travers une petite ouverture u et le piston retourne dans sa position de fermeture de la conduite d'air, r, ce qui cor respond à une remise en action du brûleur.
Une forme d'exécution d'un dispositif de ralentissement du brûleur est représentée par la fig. 6. Dans ce cas, la conduite d'air Tac cordée au servomoteur du brûleur Guénod est obturée par une colonne d'eau, dont la pression dépasse légèrement, dans les condi tions normales, celle de la pression d'air<B>de.</B> la conduite. Cette colonne d'eau est formée dans un tube v muni d'un raccord d'entrée w et -de deux raccords d'écoulement x et<B>y,</B> dont le raccord y fait affice de trop plein. Sur ce tube est branché, en outre, la conduité d'air r.
Une partie faible de l'eau d'alimen tation est conduite à travers le tube v et s'écoule d'une façon continue par les raccords <I>x</I> et<I>y.</I> Lorsque l'alimentation vient à être interrompue, le niveau d'eau baisse d'ans le tube et de l'air ou de la vapeur sont intro duits dans celui-ci .à la place de l'eau. La pression de l'air de soufflage l'emporte alors sur celle de la colonne d'eau et cet air s'é chappe, -de sorte que dans ce cas également le brûleur se trouve ralenti.
Comme on le voit, les :dispositifs décrits et représentés répondent d'une façon parfaite au but qu'on se propose d'atteindre et ils concourent, pour une large part, à rendre le fonctionnement de l'installation absolument automatique et sûr. Ils pourront naturelle ment recevoir des modifications très éten dues sans s'écarter cependant des principes exposés.
High pressure, fast acting steam generator. The object of this invention is a rapid-acting, high-pressure steam generator, the novelty of which lies in the fact that it comprises devices which automatically regulate the admission of the feed water into the generator in compliance with the steam flow and which automatically slow down the fires when the feed water supply slows down or stops.
The expected compliance can be obtained either directly or by using a relationship between the pressure in the generator and said flow.
The. accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the object of the invention and variant details.
Fig. 1 is a diagram of the whole installation; Fig. 2 and 2a represent two examples of interior fittings of the vaporizers-tubes; Fig. 3 and 4 show two adjustment devices based on different principles and ensuring perfect harmony between the shape of the feed-pump and the consumption of steam, and.
Fig. 5 and 6 show two devices for slowing down the heating during possible temporary interruptions in the soul born .de the feed water.
According to fig. 1, the complete installation consists essentially of a vertical fireplace 1 heated from the front, in which there is arranged a set of superimposed vaporization tubes 2 and an aggregate of steam drying element 3. The fireplace opens at the top in a vertical flue 4 comprising -in its interior a feed water heater 5. The flue 4 is connected to the flue @ 6 which leads the fumes into the flue 7.
The connection between the tubes ide va .. porization and drying takes place through a collector 8; in the same way, the drying tubes are connected to a steam collector 9, from which the steam intake takes place.
The arrangement of the drying tubes 3 is such that the humid vapor, leaving both the vaporizing tubes, travels on board in the same direction as the combustion gases and then countercurrently with respect to them. ci: Heating could be carried out in different ways, either with heavy oil, gas or pulverized coal, or again with oil and coal, pulverized coal and coal, etc. In the latter case, the oil or pulverized coal must compensate for the peaks.
In the embodiment according to fig. 1 heating is done with heavy oil using an automatic Guénod burner 10, while the water supply is provided by a steam pump 11 which delivers into the connected water heater with the vaporizing elements.
In the steam line of this pump is interposed a device A for controlling the pump in strict dependence on the extent of the consumption of water, and in the water line a device B, whose mission is to slow down the intensity of the heating in the event of temporary interruption or .fe reduction in the supply of feed water. To achieve the helical movement of the water column inside the vaporization tubes 2 we could do
use of one of the two devices -represented in figs. 2 and 2a: In the first case, each ide vaporization tube comprises in its interior two tubes a and b -sheathed concëntrically one inside the other, forming between them an annular channel c.
The outer tube b is lined on the outside with a helical ramp d forcing water into it. part of the vaporizer tube 2 to make a helical advance movement. The water is brought in through the central tube a, reaches the bottom of the tube b and then goes up the annular channel c to enter between the turns of the ramp d. At the end of the spray tube, most of this water has turned to wet vapor.
Another solution fig. 2a consists in placing inside the tubes 2. hollow rotary elements <B> d </B> of prismatic or cylindrical shape furnished with fins on their outer faces and controlled from the outside by means id ' an appropriate mechanism.
Fig. '3 shows the device for automatically adjusting the feed water supply to the generator. Said device is influenced by the steam uptake so that key control of the feed pump results in accordance with the steam requirements.
The adjustment: is based * essentially on the enhancement, for the actuation of an adjustment organ such as, for example, a diaphragm, a piston, etc. of the pressure difference that occurs in. a narrowing of a passage section, this member being able in turn to act on a double valve controlling the admission of steam into the feed pump.
In fig. 3, e designates a nozzle with a reduced cross section, to which are connected, at different rights, tubes f, <B><I>f</I> </B> each leading to a face of a piston i balanced by a weight g and a coil spring -h.
This piston being influenced on each of its faces by a determined and different pressure <I> p, p ', </I> puts itself in a position of free equi, which changes with the pressure variations caused by the variations in the steam flow. The piston acting in turn on a double valve j; this results in a variation of the orifice -de passage of the steam line of the feed pump.
As this regulating device reacts essentially as a function of the steam flow rates, it could be that it does not take careful account of the pressure prevailing inside the generator. A correction device has therefore been provided which, upon possible lowering of the pressure, opens a safety valve 1c kept closed in the normal state.
The chamber above the piston is thus relieved and the pressure p acting from below on the piston causes its rise and the opening of the double valve j.
Fig. 4 shows an adjustment device intended for the same purpose, but which, contrary to the previous one, is influenced by the pressure prevailing in the regenerator.
This device also comprises a piston i. balanced by a weight <I> g </I> and a spring <I> h; </I> this piston is subjected on its upper face to the vapor pressure and it acts on the other hand on the valve = double j. The balance of forces is chosen so that the valve j occupies an almost completely closed position, when the pressure in the generator has reached its maximum value. When a pressure is taken resulting in a lowering of the pressure in the generator, the counterweight gives rise to an upward movement of the piston and to an opening of the double valve j.
The safety device represented by FIG. 5 comes into action when temporary interruptions occur in the feed water flow. It consists of a water container B enclosing a float I, which acts by means of an elbow lever m and a rod -n on a conical valve c. Above this valve is placed a spring piston p guided in a sheath q. Under normal conditions, this receptacle B is filled with water so that the valve is maintained in its closed position.
When the flow of water is temporarily interrupted, the water level in the container B drops, because the water normally arriving through the pipe B 'is intercepted and that contained in the container flows through the thinner tube B ". It follows that the float descends and causes the opening of the valve c.
The air contained in the water container B above the level of the liquid and compressed to the pressure of the feed water then escapes and lifts the piston p which, by a groove s made in its surrounding area, establishes communication between the air regulation line r and the exhaust line t, thus causing the burner to slow down immediately. @If the water rises in the container, the valve c closes.
The air stored below the piston <I> s </I> 'escapes through a small opening u and the piston returns to its closed position of the air line, r, which corresponds to a reset in action of the burner.
One embodiment of a burner slowing device is shown in FIG. 6. In this case, the Tac air line corded to the Guénod burner servomotor is blocked by a water column, the pressure of which slightly exceeds, under normal conditions, that of the air pressure <B> of . </B> driving. This water column is formed in a tube v provided with an inlet connection w and two flow connections x and <B> y, </B> whose connection y forms an overflow. On this tube is also connected the air duct r.
A small part of the feed water is conducted through the tube v and flows continuously through the fittings <I> x </I> and <I> y. </I> When the The feed is interrupted, the water level drops in the tube and air or steam is introduced into it instead of water. The pressure of the blowing air then outweighs that of the water column and this air escapes, so that in this case also the burner is slowed down.
As can be seen, the devices described and represented perfectly meet the aim which it is proposed to achieve and they contribute, to a large extent, to making the operation of the installation absolutely automatic and safe. They could naturally receive very extensive modifications without however departing from the principles set out.