BE367537A

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Publication number: BE367537A
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Description


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  " Procédé pour la condensation de la vapeur,  y notamment   dans les installations fonctionnant avec refroidissement par   évaporation fi .   



   Le refroidissement par évaporation donne des résul- tats avantageux notamment dans les moteurs à combustion in- terneet s'il n'est pas appliqué de manière générale, c'est que, dans de nombreux cas,le remplacement de l'eau évaporée comporte des difficultés. Malgré de nombreux essais on n'a pas encore réussi à construire un condenseur approprié,pour la plupart des applications de préférence à refroidissement par air,   qi   puisse ramener la vapeur sans pertes dans la circulation. 



   On connait   déjà,   il est vrai, des condenseurs à re- 

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 froidissement par air, notamment pour les moteurs à combus- tion interne de véhicules automobiles. Mais le rendement de ces condenseurs est mauvais, car leur construction ne s'écar- te pas des anciennes expériences enracinées du condenseur de vapeur connu avec refroidissement par eau ou par air. Dans ces condenseurs connus, on a attaché la plus grande importan- ce à amener la vapeur par la voie la plus courte et à faible vitesse, en une fois sur l'ensemble des surfaces réfrigé- rantes, car on voulait avant tout maintenir la. pression de réaction de la vapeur aussi basse que possible. 



   L'invention est basée sur la constatation que l'aug- mentation de la pression de réaction ne joue dans le refroi- dissement par évaporation aucun rôle, car elle ne représente dans ce cas, pas de perte de rendement, et qu'une augmenta- tion de la vitesse de la vapeur permet d'utiliser de manière beaucoup meilleure les avantages du contre-courant, car la transmission de la chaleur est beaucoup plus favorable. En raison de cette constatation, on propose,   diaprés   l'inven- tion, une autre répartition des chemins, c'est-à-dire de conduire la vapeur le long des surfaces réfrigérantes qui sont frappées par un agent réfrigérant, notamment un courant d'air, avançant à contre-courant du mouvement principal de la vapeur, cet agent étant amené par la voie la plus courte sur l'ensemble des surfaces réfrigérantes. 



   Comme le chemin le plus long et le plus incommode est alors attribué à la vapeur, on court risque que les   incon-   vénients dûs à l'entraînement, sur la plus grande partie du chemin réfrigérant, de l'eau de condensation séparée de la vapeur, se fassent tout particulièrement ressentir. Ces in- convénients sont provoqués par le dépôt d'une pellicule de liquide sur les surfaces de transmission de chaleur du con-   @   

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 denseur, pellicule qui gène le passage de chaleur. Ces in- convénients sont réduits, d'après la présente invention , du fait que l'eau de condensation est évacuée graduellement du chemin de vapeur. Des inconvénients semblables pourraient se manifester en cas de formation d'espaces ou poches d'air dans le chemin de la vapeur.

   C'est pourquoi d'après la présente in- vention on choisit les sections de passage du chemin de la va- peur de manière que la formation de poches d'air dans ces sec- tions soit évitée par une grande vitesse d'écoulement uniforme de la vapeur. Des condenseurs du type décrit peuvent être em- ployés avantageusement dans les véhicules automobiles,les loco-      motives, les locomobiles, les installations de machines   réfri   gérantes, les installations de chauffage à la vapeur,   etc......   



   Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples deux formes d'exécution de   l'application   de condenseurs à air d'après l'invention dans des véhicules automobiles. 



   La   Fig.l   est une coupe transversale vertic ale, et 
La fig.2 une coupe longitudinale verticale d'une forme d'exécution. 



   La   fig.3   est une coupe transversale verticale, 
La fig.4 une coupe horizontale, et 
La fig.5 une coupe longitudinale verticale de l'au- tre forme d'exécution.. 



   Le mélange de vapeur et d'eau venant du moteur à com- bustion est conduit par un tuyau 1 à une chambre   2,   qui com- munique avec une chambre 4 par un système de tubes verticaux 3. 



  La vitesse de la vapeur est si grande que le   condense.qui   se forme et qui , de par sa propre pesanteur ruisselle sur la paroi interne des tubes 3 ,est injecté dans la chambre 4 du condenseur, où la vapeur et le condensé se séparent.La vitesse élevée empêche en même temps la formation de poches d'air dans le système des tubes 3. La chambre 4 repré - 

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 sente le premier degré pour l'enlèvement intermédiaire du condensé. 



   La vapeur non condensée monte par pn tuyau 5 à une chambre 6, tandis que le condensé reste dans un réservoir de liquide 7 qui est commun aux diverses parties du conden-   seul'.   Les diverses parties du réservoir le liquide sont séparées les unes des autres par des cloisons 8 qui ne s'é- tendent pas tout à fait jusqu'au fond du réservoir, de sorte qu'on obtient de cette manière une fermeture par liquide, qui empêche le passage de la vapeur en ce point et force la va- peur à s'élever par le tuyau 5. 



   La chambre 6 est,reliée par un système de tubes 9, correspondant au système de tubes 3, à une chambre correspon- dante 10. La vapeur passe de la chambre 6 par le système de tubes 9 à la chambre 10, où il se produit une autre sépara- tion de liquide. La chambre 10 représente le deuxième degré de l'enlèvement de l'eau condensée, et est prévue, d'après la présente invention, pour augmenter l'effet de passage de chaleur dans le système de tubes de condensation suivant. 



  Conformément à la diminution de pression entre la chambre 4 et la chambre 10, le plan liquide est quelque peu plus élevé d,ans cette chambre 10. 



   De là chambre 10, la vapeur non encore condensée passe par un tuyau 11 dans une chambre 12, qui est reliée par un système de tubes 13 à une chambre 14. Le système de tubes 13 correspond aux systèmes 3 et 9.Le reste de vapeur est condensé dans le système de tubes 13. Ceci a lieu notam- ment lorsqu'on se sert du principe du contre-courant, c'est- à-dire lorsque l'air passe à travers le condenseur dans la direction des flèches A. En conséquence aucune vapeur ne sera 

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 accumulée dans la chambre 14 mais uniquement le condensé du système de tubes 13. Le condensé est conduit par un tuyau 15 au moteur à combustion et comme il s'agit d'une quantité d'eau relativement faible, il s'y évapore immédiatement. 



  -Comme dans les chemises de refroidissement des cylindres l'eau reste ainsi constamment en ébullition, la température des parois des cylindres reste toujours au même degré. 



   Pour enlever l'air contenu dans la vapeur,on peut raccordér à la chambre 14, par exemple au moyen d'un tuyau 16 une pompe à air, ou on peut prévoir en ce point, ou dans la chambre 12, une sortie pour l'air. Lorsque l'air réfrigé- rant passe, comme dans l'exemple représenté, à contrecourant à travers le condenseur, il s'échauffe graduellement et sa capacité d'absorption de la chaleur est utilisée de manière très poussée. Il évident qu'il importe peu qu'un ventilateur a refoule l'air réfrigérant au condenseur ou le fasse passer par aspiration à travers ce condenseur. 



   L'exemple d'exécution représenté ne comporte que trois systèmes de tubes successifs. Il est évident qu'on peut en prévoir un plus grand nombre, et que les tubes des systè- mes suivants peuvent comporter une section transversale moin- dre car le volume de la vapeur décroît constamment dans la direction d'écoulement, ce qui n'a pas été particulièrement illustré sur les dessins. 



   Dans l'exemple d'exécution des fig. 3 à 5 plusieurs systèmes de tubes, par exemple   17,  18, 19, 20, à tubes hori-   ontaux,   sont disposés les uns à la suite des autres. La disposition est telle que le mélange d'eau et de vapeur entre par un tuyau 21 dans la chambre 22 et est transféré par le système de tubes 17 dans une chambre 23 où le condensé est recueilli. La vapeur non condensée est conduite par le sys- 

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 tème de tubes 18 dans une chambre 24,   où   une partie du con- densé est séparée, tandis que la vapeur non condensée est conduite par le système de tubes 19 dans une chambre   25,où   il se produit de nouveau une séparation de condensé. 



   Le reste de la vapeur non encore condensée est ensuite transféré par le système de tubes 20 dans une cham- bre 26. Les chambres 22,24 et 26 possèdent un espace de li- quide commun 27 mais le passage de vapeur d'une chambre à l'autre est empêché du fait de la disposition de   cidsons   28 et 29,qui ne s'étendent pas jusqu'au fond du réservoir   27,   de sorte qu'il existe une fermeture liquide entre les diver- ses chambres. Dans ce cas aussi, il se produit une sépara- tion graduelle de l'eau de condensation. Une pellicule de liquide perturbant le passage de chaleur ne peut pas se for- mer dans les rangées de tubes supérieures, car il n'y passe que de la vapeur, tandis que du liquide ne passe que dans le tube le plus bas de chaque système de tubes individuel. 



   Cette disposition comporte l'avantage particulier qu'un manque à fonctionner de la fermeture hydraulique ne peut pas se produire si facilement et   qu'un   entraînement d'eau dans les tubes de vapeur est   sûrement   évité. Pour em- pécher la rupture   d'une   fermeture hydraulique, on peut   poùs-   ser les cloisons 28 et 29 jusqu'au fond du réservoir 27, et l'eau de condensation, séparée de la vapeur,   coule,^dans   les rangées de tubes les plus basses, à la chambre 26 qui peut être la'seule du réservoir 27. 



   Dans les dessins, les   flèches B   désignent la direction préférable pour l'air. 30 désigne une tubulure par laquelle le condensé est ramené au moteur à combustion. 

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   31 désigne une tubulure par laquelle l'air séparé de la vapeur peut   s'échapper,   ou cette tubulure peut servir au raccordement d'une pompe à air. 



   Un condenseur tel que décrit ci-dessus est de fa- brication simple et économique; de plus., il possède une gram- de durabilité en service et est relativement insensible aux avaries.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S.

1.- Procédé pour condenser la vapeur notamment dans les installations fonctionnant avec refroidissement par évaporation, caractérisé en ce que la vapeur est conduite le long de surfaces réfrigérantes qui sont frappées par un courant d'air qui est amené à contrecourant du mouvement principal de la vapeur et qui est conduit par la voie la plus courte sur l'ensemble des surfaces réfrigérantes.

2.- Procédé d'après 1 , caractérisé en ce que l'eau de condensation est enlevée graduellement du chemin de la vapeur.

3.- Procédé d'après 1 , caractérisé en ce que les sections des conduites de la vapeur sont choisies de manière que par une grande vitesse d'écoulement uniforme de la vapeur on évite la formation de poches d'air dans ces conduites.

4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'après 1 caractérisé en ce que le courant d'air, engendré par un ventilateur, etc .....,est envoyé à travers une cham- bre dans laquelle sont disposées les unes derrière les autres des surfaces réfrigérantes constituées par des rangées d'élé- ments réfrigérants.

5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé .d'après 2 , caractérisé en ce que le condensé est séparé du <Desc/Clms Page number 8> chemin de vapeur dans des chambres de séparation particuliè- res et est conduit dans un espace collecteur par des tuyaux séparés* 6.- Dispositif d'après 5 .

caractérisé en ce que les diverses chambres de séparation du condensé possèdent une chambre de liquide commune, 1 dans laquelle on a prévu des cloisons qui ne s'étendent pas jusqu'au fond de cette chambre, qui permettent le passage de liquide, mais empêchent le passage de vapeur par formation d'une fermeture liquide, et qui assurent ainsi une conduite séparée de la vapeur et du condensé* 7,- Dispositif 1 d'après 5 , caractérisé en ce qu'on se sert comme chambres de séparation du condensé de parties des chambres de passage,qui sont prévues entre les diverses rangées d'éléments réfrigérants.