Urénératear de vapeur. La présente invention a pour objet un générateur de vapeur surchauffée à très haute pression, générateur comportant une chambre centrale d'allumage et de combustion autour de laquelle sont disposées concentriquement plusieurs chambres annulaires de combustion, ces chambres annulaires -de combustion alter nant avec des capacités de circulation d'eau et de vapeur.
Sur le dessin annexé, on a représenté, à titre d'exemple et de manière absolument schématique, une forme d'exécution de l'ob jet de l'invention.
La fig. 1 en est une coupe longitudinale, et La fig. 2 en est une vue par bout avec coupe transversale partielle.
Le générateur, représenté dans les fig. 1 et 2, se compose de trois chambres annu laires de circulation. d'eau et de vaporisation 1, 2 et 3 qui sont disposées respectivement entre les chambres annulaires de combustion 14, 15, 16 et 17. Un collecteur de gaz 27 et une .chambre centrale d'allumage et de combustion 13 complétent le circuit des gaz dans l'appareil.
Les chambres annulaires 1, 2 et 3, -d'une part, et 14, 15, 16 et 17, d'autre part, sont constituées, conformément à l'invention, par des évidements de section convenable creusés dans un bloc d'acier qui forme le corps .du générateur proprement -dit.
Cette opération de creusage est effectuée de préférence au moyen de fraises tubulaires de diamètres appropriés.
Pour obtenir une réduction de l'épaisseur de la lame d'eau en circulation, les chambres à. eau 1, 2 et 3 sont ,divisées, respectivement par les cloisons 5, 8 et 11, en deux compar timents qui ne communiquent entre eux que par une extrémité. Dans le mode -de réalisa tion montré sur le dessin, ces cloisons 5, 8 et 11 sont formées par des tubes cylindriques concentriques soudés à. la bague 31 qui est fixée elle-même au couvercle 29 .de l'ap pareil.
Les chambres de combustion et de cir culation des gaz 15 et 16 sont divisées égale- niënt en deux compartiments par des cloi sons 6' et 9' qui sont soudées à leur tour au fond 28 du générateur.
Du fait de ce compartimentage des chambres annulaires de combustion, le trajet des gaz chauds à travers le générateur se trouve augmenté dans des proportions no tables, ce .qui se traduit par une augmenta tion du coefficient de transmission de la cha leur à la lame d'eau en circulation. Comme, d'autre part, l'épaisseur -de cette lame d'eau est réduite par un compartimentage ana logue des chambres à eau annulaires 1, 22 et 3, on obtient dans le générateur considéré une production de vapeur pratiquement ins tantanée.
L'expérience a montré, en effet, que dans le générateur qui fait l'objet de la présente invention, le taux de vaporisation par mètre carré de surface de chauffe et par heure est de cinq à dix fois plus grand que celui des chaudières ordinaires.
La chambre centrale 13 est formée par un tube cylindrique 18 vissé dans le fond 28 et fait en un métal très résistant aux hautes températures et, de préférence, en acier chrome-nickel. L'autre extrémité de ce tube se trouve à une certaine distance -de la bou- gied'allumage 2:1 -qui enflamme le mélange d'air et,de combustible au moment de la mise en marche seulement.
Le corps de l'appareil est logé .dans une enveloppe extérieure 19 munie .d'un anneau 30 qui est assemblé par des boulons avec le couvercle 29.
Le fonctionnement du générateur qui. vient d'être .décrit est le suivant: Le corps combustible avec lequel on ali mente le générateur peut être un mélange d'air et -de combustible liquide ou solide; on peut envisager également l'utilisation de combustible gazeux provenant soit d'un gazogène; soit d'une combustion de charbon sur grille à vent soufflé, disposée au-dessous de la chambre centrale.
Ce mélange d'air et de combustible est injecté en 20 dans la chambre centrale d'allumage 13 où il est en flammé, au moment de la mise en fonction nement, soit par la bougie 21, soit par tout autre moyen approprié, La combustion a lieu en 13 et dans les chambres annulaires 14, 15, 16 et 17 et les gaz sortent en 22 .après avoir traversé le collecteur 2f7. La paroi 18 de la chambre cen trale portée ainsi à une température très élevée constitue un réservoir de calories et entretient la, combustion au centre -de la chambre 13.
L'eau à vaporiser est injectée en<B>23</B> dans le compartiment extésieur @de la chambre annulaire 1; elle traverse le com partiment annulaire intérieur de cette chambre pour pénétrer dans le compartiment annulaire extérieur de la chambre à eau 2, puis après avoir traversé le compartiment annulaire intérieur de 1a chambre à eau 3, elle passe ensuite dans le compartiment in térieur de cette chambre pour quitter le géné- ratur en 2-6 à l'état<B>-de</B> vapeur surchauffée.
Le mode -de circulation des gaz chauds identique à celui de l'eau, mais en sens in verse de celui de la lame d'eau qu'il s'agit de vaporiser, est avantageux en ce sens qu'il s'établit -dans le générateur considéré une température moyenne par compartiment an nulaire. Ainsi l'eau .à la température la plus basse circule dans la chambre annulaire 1 qui est la plus rapprochée -de la périphérie; de même les gaz les moins chauds circulent dans la chambre annulaire de gaz 17 qui sert d'enveloppe à la chambre à eau précitée.
En d'autres termes, dans le générateur qui fait l'objet de la. présente invention, la température de l'eau qu'il s'agit de vaporiser croît progressivement au fur et à mesure qu'elle passe de la. périphérie vers le centre, tandis :que les gaz provenant de la chambre :centrale se refroidissent successivement dans les chambres 15, 16 et 17 en transmettant leurs calories aux lames d'eau en circulation.
Une autre particularité du générateur de la fig. 1 consiste dans la disposition -de la bougie d'allumage 2.1 -sur le fond de la par tie centrale du corps du générateur et dans le prolongement .de l'axe du tube cylindrique 18 qui forme la chambre centrale d'allumage et de combustion. Cette disposition de la bougie est d'une importance capitale pour sa conservation.
Il faut, en effet, considérer que la, température qui règne dans la chambre centrale d'allumage est très élevée (la tempé rature de combustion pouvant être portée à <B>1700</B> C) et -que la. pointe de la bougie ex posée à une telle température risquerait de fondre rapidement.
On évite cet inconvénient en plaçant la bougie à une faible distance de l'extrémité supérieure du tube 18 et dans le prolonge ment de son axe, c'est-à-dire dan.: une région oit la température reste dans les limites compatibles avec la. conservation de la 1 io u --ie.
Steam ureneration. The present invention relates to a superheated steam generator at very high pressure, generator comprising a central ignition and combustion chamber around which several annular combustion chambers are concentrically arranged, these annular combustion chambers alternating with capacities. water and steam circulation.
In the accompanying drawing, there is shown, by way of example and absolutely schematically, an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section thereof, and FIG. 2 is an end view thereof with partial cross section.
The generator, shown in fig. 1 and 2, consists of three annular circulation chambers. water and vaporization 1, 2 and 3 which are respectively arranged between the annular combustion chambers 14, 15, 16 and 17. A gas manifold 27 and a central ignition and combustion chamber 13 complete the circuit. gas in the appliance.
The annular chambers 1, 2 and 3, -on the one hand, and 14, 15, 16 and 17, on the other hand, are formed, in accordance with the invention, by recesses of suitable cross section hollowed out in a block of steel which forms the body of the generator itself.
This digging operation is preferably carried out by means of tubular cutters of suitable diameters.
To obtain a reduction in the thickness of the circulating water layer, the chambers. water 1, 2 and 3 are divided, respectively by the partitions 5, 8 and 11, into two compartments which communicate with each other only at one end. In the embodiment -de embodiment shown in the drawing, these partitions 5, 8 and 11 are formed by concentric cylindrical tubes welded to. the ring 31 which is itself fixed to the cover 29 .de the device.
The combustion and gas circulation chambers 15 and 16 are also divided into two compartments by partitions 6 'and 9' which are in turn welded to the bottom 28 of the generator.
Due to this compartmentalization of the annular combustion chambers, the path of the hot gases through the generator is increased in remarkable proportions, which results in an increase in the coefficient of transmission of heat to the blade of heat. circulating water. As, on the other hand, the thickness of this layer of water is reduced by an analogous compartmentalisation of the annular water chambers 1, 22 and 3, in the generator in question a production of practically instantaneous steam is obtained.
Experience has shown, in fact, that in the generator which is the subject of the present invention, the vaporization rate per square meter of heating surface and per hour is five to ten times greater than that of ordinary boilers. .
The central chamber 13 is formed by a cylindrical tube 18 screwed into the bottom 28 and made of a metal very resistant to high temperatures and, preferably, of chromium-nickel steel. The other end of this tube is some distance away -from the 2: 1 spark plug -which ignites the mixture of air and fuel at the time of ignition only.
The body of the apparatus is housed in an outer casing 19 provided with a ring 30 which is assembled by bolts with the cover 29.
The operation of the generator which. has just been described is as follows: The combustible body with which the generator is supplied can be a mixture of air and liquid or solid fuel; it is also possible to envisage the use of gaseous fuel originating either from a gasifier; or a combustion of coal on a blown wind grate, placed below the central chamber.
This mixture of air and fuel is injected at 20 into the central ignition chamber 13 where it is ignited, when it is put into operation, either by the spark plug 21, or by any other suitable means. takes place at 13 and in the annular chambers 14, 15, 16 and 17 and the gases exit at 22 .after passing through the manifold 2f7. The wall 18 of the central chamber thus brought to a very high temperature constitutes a reservoir of calories and maintains the combustion in the center of the chamber 13.
The water to be vaporized is injected at <B> 23 </B> into the external compartment @de the annular chamber 1; it passes through the inner annular compartment of this chamber to enter the outer annular compartment of the water chamber 2, then after passing through the inner annular compartment of the water chamber 3, it then passes into the inner compartment of this chamber to leave the generator in 2-6 in the superheated steam <B> -de </B> state.
The mode of circulation of hot gases identical to that of water, but in the opposite direction to that of the layer of water that is to be vaporized, is advantageous in that it is established - in the generator considered an average temperature per annular compartment. Thus the water .at the lowest temperature circulates in the annular chamber 1 which is closest to the periphery; likewise the cooler gases circulate in the annular gas chamber 17 which serves as an envelope for the aforementioned water chamber.
In other words, in the generator which is the subject of the. present invention, the temperature of the water to be vaporized increases gradually as it passes from the. periphery towards the center, while: the gases coming from the central chamber are cooled successively in the chambers 15, 16 and 17 by transmitting their calories to the circulating water blades.
Another feature of the generator of FIG. 1 consists in the arrangement -of the spark plug 2.1 -on the bottom of the central part of the body of the generator and in the extension of the axis of the cylindrical tube 18 which forms the central ignition and combustion chamber . This arrangement of the candle is of paramount importance for its conservation.
It is necessary, in fact, to consider that the temperature which prevails in the central ignition chamber is very high (the combustion temperature being able to be brought to <B> 1700 </B> C) and -that the. tip of the candle exposed to such a temperature could melt quickly.
This drawback is avoided by placing the spark plug at a short distance from the upper end of tube 18 and in the extension of its axis, that is to say in: a region where the temperature remains within the limits compatible with the. conservation of 1 io u --ie.