Générateur de vapeur. L'invention a pour objet un générateur d3 vapeur, constitué par des éléments vapo- risateurs, un séparateur, un économiseur, un surchauffeur et un réchauffeur d'air, carac térisé en ce qu'il comporte trois chambres distinctes en série, dans lesquelles circulent les gaz chauds,
-dont les parois sont tapissées de tubes vaporisateurs longs et de petit dia mètre, la première constituant la chambre de combustion, la chambre intermédiaire com portant, outre ses parois tapissées de tubes, un écran en tubes vaporisateurs, la troisième contenant, placés sur la circulation des gaz, le surchauffeur, l'économiseur et le réchauf feur d'air.
Certasnes formes d'exécution du généra teur, objet de l'invention, présentent de pré férence les particularités supplémentaires qui sont énumérées dans ce qui ,suit.
Les éléments vaporisateurs peuvent être constitués par deux tubes alimentés en pa rallèle, chaque tube étant courbé en éléments horizontaux superposés, les éléments d'un tube alternant avanta.geuu,ement avec ceux de l'autre pour constituer ainsi des surfaces continues d'absorption de chaleur.
Les éléments ainsi superposés peuvent être jointifs -et il en sera par exemple ainsi pour une paroi et l'écran de la chambre in- termédiaire. Four une partie de ladite cham bre, les parois pourront -être avantageusement constituées par des éléments superposés d'un même tube.
Dans les formes d'exécution préférées, on introduit le liquide ,à une extrémité .de ces tubes et on recueille le mélange d'eau et de vapeur ià l'autre extrémité;
l'eau et la va peur sont alors séparées, la vapeur saturée passe ,dans le surchauffeur, tandis que l'eau en excès peut être évacuée après récupéra tion de la chaleur, ou partiellement remise en circulation avec une certaine quantité d'eau supplémentaire.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du généra teur faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une coupe verticale sché matique montrant les passages des gaz chauds et la circulation du fluide; La fig. la est une vue schématique en coupe verticale, montrant la combinaison de la chambre de combustion, de la chambre in- termédiaire et de la chambre de convection;
La fig. 2 est une coupe verticale de ladite forme d'exécution; La fig. 3 est une coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2; La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3.
suivant la ligne 4-4 de la fig. 2; La fig. 5 est une coupe transversale sui vant la ligne 5-5 de la fi.g. 2; La fig. 6 est une vue en plan; La fig. 7 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 2;
La fig. 8 est une vue perspective de la disposition d'une partie des deux tubes de petit diamètre et de grande longueur qui constituent la surface d'absorption -de la cha leur, et dans lesquels passe le fluide.
Le générateur de vapeur représenté, comme il ressort clairement des figures sché matiques 1 et la. comprend trois parties dis tinctes, à savoir:
une chambre de combustion A, une chambre contenant des faisceaux de tubes ou chambre de convection C, et une chambre intermédiaire B de passage de gaz.
La chambre intermédiaire B présente une ouverture d'entrée E par laquelle elle communique avec la chambre A et une ou- verture de sortie F allant à la chambre de convection C, ces ouvertures étant directe- ment opposées l'une à l'autre,
mais séparées l'une de l'autre par un écran formant cloison refroidie G s'étendant vers le haut à partir du sol de la chambre, et qui, étant maintenue à. une température relativement basse par sa surface absorbante de la chaleur, n'a pas de radiation propre.
Las parois de la. chambre intermédiaire B, de même que la cloison séparatrice G sont des surfaces absorbant la chaleur, telles que représentées à la fig. 8.
Les tubes vaporisateurs 1 et 2, de faible diamètre et de grande longueur, dans les- quels passe le fluide, constituent cette sur face absorbant la chaleur et reçoivent le liquide par des résistances que l'on trouve décrites dans les brevets antérieurs au nom du même inventeur,
déposés respectivement le 8 décembre 1936, Nc 193429 pour: ,,Gé- nérateur à circulation forcée", et le 15 dé cembre 1M6, Ne 194841 pour: "Générateur à circulation forcée".
Le tube 1 suit le sol du générateur d'avant en arrière dans les trois chambres en formant des boucles jointives, traverse la chambre intermédiaire pour constituer la partie :
inférieure -de la cloison G, puis s'élève dans la chambre de combustion A jusqu'à un niveau situé au-dessus de l'ouverture in férieure E faisant communiquer la chambre de combustion A et la chambre intermédiaire B;
à partir de ce niveau, il continue à s'éle ver vers le haut en hélice jusqu'au niveau de la partie supérieure de la chambre inter- médiaire B; de<B>là,</B> il va transversalement vers l'avant et vers l'arrière, de façon à for mer des boucles horizontales pour constituer la sufaoe absorbant la chaleur formant un plafond de cette chambre intermédiaire B,
puis il retourne de nouveau à la chambre de combustion A où il s'enroule en, hélices et se termine en spirales pour former une buse D au centre de laquelle se place le brûleur, comme ,indiqué,
par lequel arrive un com- bustible finement divisé tel qu'huile ou char bon pulvérisé.
La partie supérieure du conduit 1 arrive dans un séparateur 3 de vapeur et d'eau, ce séparateur ayant une soupape de sûreté 4 et un trou d'homme 5. Le séparateur est décrit de façon complète darse' les brevets cités plus haut.
Le second tube vaporisateur ? du fluide s'enroule d'abord sur la paroi interne de la chambre intermédiaire B, traverse ensuite ladite chambre B pour former une partie de la cloison refroidie G comme le fait le con- duit 1 dans la partie inférieure de cette cloison,
puis forme différentes boucles héli- coïdales autour de la chambre de combustion À jusqu'au niveau supérieur -des ouvertures d'entrée et de sortie de la chambre intermé diaire B où il commence alors un trajet sinueux en forme de "huit", de façon à pré senter alternativement des portions sensible ment horizontales, concourant avec le tube 1 à. la formation :
de la paroi H séparant la cham bre de combustion de la chambre intermé diaire. Les parties centrales. -des "huit" cons tituent -des portions sensiblement horizontales superposées formant le reste -de la cloison re froidie G qui :divise la chambre intermédiaire B de manière à séparer l'entrée E de la sortie <I>If'</I> et ainsi :
d'éviter que la chaleur radiante ne traverse cette chambre intermédiaire, le reste du tube -21 formant une surface absorbant la chaleur dans, l'autre paroi I séparant la chambre intermédiaire B de la chambre de convection C. Les extrémités supérieures cl-es tubes 1 et 2: aboutissent finalement au sépa: rateur d'eau et :de vapeur 3.
Ainsi, comme il résulte de la description ci-dessus, la ,surface d'absorption de la cha leur définit une chambre de combustion .4 de forme sensiblement cylindrique, compor tant un brûleur pour combustible pulvérisé à sa partie supérieure, produisant une flamme dans une entrée conique, et la proje tant vers le bas, le long des parois qui, tout au moine. la cloison H, comportent une sur face constituée par des tubes jointifs.
Les autres parois comportent des tubes présentant des saillies retenant une mince couche de produit réfractaire 29 recouvrant les tubes et qui comporte une matière dorsale réfrac taire légère 30, de faible conductibilité ther mique, emmagasinant peu de chaleur, et qui, à son tour,
est également protégée par une matière isolante légère M résistant aux basses températures et constituée par exem ple par .des blocs à 85 % de magnésie ou ana logue, le tout étant supporté par une arma- ture d'acier appropriée, comme indiqué par ticulièrement en fig. 3.
Le séparateur 3, placé juste au-dessus de la partie supérieure de la chambre inter médiaire B, comporte un trop-plein qui per- met l'évacuation :de l'eau en -excès, séparée de la vapeur saturée dans .des conditions dé terminées qui sont données dans les brevets ci-dessus indiqués.
Cette eau passe dans un échangeur de chaleur 28 constitué par un ser pentin situé partiellement dans l'ouverture d'entrée :de la partie supérieure 23 -d'un ré chauffeur d'air tubulaire et partiellement dans le passage d'air prenant naissance dans la partie inférieure 24 dudit réchauffeur et allant au brûleur;
ces différentes parties ,du réchauffeur d'air sont reliées entre elles par un passage d'air 2i5, un passage 2-6 condui sant à une boîte à vent 2 7 située à l'entrée -du brûleur.
La boîte à vent 27 est pourvue :de vannes pour régler le débit d'air et modifier sa di rection à l'entrée du brûleur.
Le réchauffeur d'air est placé -dans, la partie la plus froide de la chambre .de con vection C. Dans la partie chaude de cette chambre se trouve un faisceau -de tubes sur chauffeurs 8 recevant la vapeur saturée -du séparateur 3 par une tubulure :de :distribu- tion 6 qui conduit .à un collecteur d'entrée 7;
à partir -de ce collecteur, la vapeur saturée traverse des boucles vers le haut dans une moitié de :surohauffeur pour arriver à un collecteur 9 et @de là vers le bas à travers l'autre moitié -du surchauffeur pour aboutir à un collecteur 10, et sortir par un tube 11 pour arriver à un appareil d'utilisation;
la place de ce surchauffeur est au-dessus du niveau :du sommet :de l'ouverture de commu nication de la chambre de gaz intermédiaire B avec la chambre de convection C.
Le surchauffeur est supporté par une po tence 12 fixée aux tubes de la cloison sépara- trioe I et .sur laquelle s'appuient des crochets 13 articulés sur des organes verticaux 14 re liant les uns aux autres les tubes du faisceau de surchauffeur;
-des organes 15, soudés entre les boucles du surchauffeur, fixent l'au- tre côté du surchauffeur au collecteur supé rieur 9,.
A une certaine :distance au-dessus -du faisceau de tubes 8 du surchauffeur .dans. la chambre de convection C est placé un écono- mineur 16 comprenant plusieurs spires verti- cales d'allée et de retour reliant un collec- teur d'entrée d'eau 17 et.
un collecteur de sortie 19. Le faisceau de tubes de l'écono miseur 16 est porté par sa boucle plate infé rieure 18, du côté opposé au collecteur, par des organes verticaux 22 boulonnés en 21 sut des potences 20 supportées par les tubes de la cloison séparatrice 1.
L'accès de la chambre de gaz intermé- diaire B est constitué par un panneau amo vible J indiqué aux fis. 2 et 7.
Lorsqu'on utilise du charbon pulvérisé pour le fonctionnement de ce générateur, on prévoit une ouverture d'extraction des sco ries, soit dans le sol, soit dans une paroi la térale du foyer dans une partie fortement chauffée, comme indiqué schématiquement en K à la fis. 1.
les tubes vaporisateurs étant disposés, lors de la fabrication du généra teur. de façon à former cette ouverture.
Le générateur représenté, lorsqu'il est bien réglé, est capable de conserver une tem- pérature et une pression de vapeur sensible- ment uniforme pour des variations de charge importantes et rapides. L'eau passe à travers les tubes vaporisateurs en volume suffisant et de manière telle que la concentration en
substances susceptibles de se déposer soit ré duite, la vapeur et l'eau étant séparées à l'extrémité de la section génératrice et la vapeur saturée passant au surchauffeur, l'eau en excès étant retirée de la circulation après récupération de la chaleur, mais pouvant âtre, dans certaines formes d'exécution,
remise en circulation en partie avec une quantité d'eau complémentaire nécessaire. En même temps, l'eau maintient efficacement la température du métal dans les limites de sécurité.
Les parois de la chambre intermédiaire, de même que sa cloison séparatrice, consti- tuent des surfaces d'absorption de chaleur abaissant la température des gaz chauds de la combustion au degré désiré avant qu'ils ne viennent en contact avec les faisceaux de tubes contenus dans la chambre de convec tion.
Ainsi, la chambre intermédiaire a le triple effet de protéger les faisceaux de tubes contre la radiation du foyer, d'abaisser la température des gaz chauds de la combus- tion et de mélanger ces gaz pour rendre plus uniforme la température sur toute la section du courant gazeux. En même temps,
la chambre intermédiaire n'offre pas de résis- tance supplémentaire appréciable à l'écoule ment des gaz, ni des pertes de tirage.
On observera que le passage du courant des gaz n'est traversé par aucun tube dans les passages faisant communiquer la cham bre intermédiaire avec, @ la chambre de com bustion ou avec la ejlâbrê de convection,
ceci étant obtenu sans la prâsenoe de collec- teur dans la chambre de combustion ou dans la chambre intermédiaire. Ces collecteurs constitueraient nécessairement des parties métalliques è, paroi plus épaisse, étant donné leurs dimensions,
que la paroi métallique des tubes vaporisateurs.
Le générateur représenté et décrit est à circulation forcée. Il est léger et compact, et présente le minimum de réserve de liquide et de chaleur pour la surface maxima de va peur surchauffée avec maintien d'une tem pérature et d'une pression @,
pratiquement uni forme pour des variations considérables et presque instantanées de la charge. Ce généra- teur de vapeur convient donc à des applica- tions comme générateur de puissance à vi- tesse variable et peut être <RTI
ID="0004.0185"> construit en des dimensions permettant son utilisation sur les locomotives, automotrices, navires et autres applications, dans lesquels le poids d'un tel générateur doit être réduit et les dépenses d'entretien très faibles.