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Générateur de vapeur tubulaire a petit volume d'eau
Les générateurs de vapeur tubulaires à petit volume d'eau ont l'inconvénient que, lorsque la consom- mation de vapeur augmente rapidement, la pression de la vapeur produite dans le générateur baisse fortement, l'eau contenue dans le générateur étant trasformée en vapeur en peu de temps, d'une façon rappelant une ex- plosion, par la chaleur libérée par suite de la baisse
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de pression, Il se produit alors ce qu'on appelle le "primage", c'est-à-dire une projection d'eau hors du générateur, la vapeur qui sort du générateur à une gran- de vitesse entraînant des particules d'eau qui parvien nent jusqu'aux points d'utilisation, où elles sont nui- sibles.
Les a.ubages des turbines à vapeur sont par exemple usés mécaniquement en peu de temps,; des coups d'eau peuvent se produire dans les machines à vapeur à piston et des bruits de chocs désagréables se produisent dans les installations de chauffage. De même, les conduits de vapeur sont lessivés dans une mesure dangereuse par la grande vitesse des particules d'eau. en particulier dans les coudes, ce qui fait que ces parties des conduits sont soumises à une usure prématurée.
L'invention concerne un générateur de vapeur tu- bulaire à petit volume d'eau, dont la vapeur est produite dans un tuyau continu, et elle a pour but d'éviter les fortes accélérations d'écoulement à l'intérieur du géné- rateur et par conséquent la sortie de particules d'eau hors du générateur. Elle consiste à monter, entre le gé- nérateur de vapeur et les appareils de consommation de la vapeur, des dispositifs adaptant la section de passage de la vapeur produite à l'état du médium dans le générateur par le moyen de la variation d'une des grandeurs carac- téristiques de l'état.
Deux exemples de l'objet de l'invention sont représentés schématiquement dans le dessin annexée
La figure 1 montre un générateur à vapeur uni- tubulaire comportant un dispositif téglant la section de passage de la vapeur produite en fonction de la pression dans le générateur.
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La figure 2 montre un générateur dans lequel le dispositif réglant la section de passage agit en outre sur l'apport de chaleur au générateur, sur l'arrivée de l'air de combustion et sur l'arrivée de l'eau d'alimen- tation.
L'eau introduite par le conduit d'alimentation 1 se vaporise dans le système tubulaire 3 du générateur 2. La vapeur produite est ensuite surchauffée et envoyée par les conduits 4 et 5 aux appareils de consommation non représentés. Le chauffage du système tubulaire 3 est assuré par un foyer comportant une grille 6 et sur laquel- le le combustible est introduit à travers la porte 7.
Les gaz produits par la combustion sont conduits par le canal 8 à d'autres points d'utilisation ou directement dans la cheminée qui débouche à l'air libre.
Suivant l'invention un dispositif réglant la section de passage de la vapeur produite et pouvant être constitué par exemple par un organe d'étranglement 9 est inséré dans le conduit 4 qui part du générateur. Ce dis- positif est commandé au moyen de la bielle 11, du levier 12 et de la bielle 13, par un dispositif 10 sensible à la pression. Le conduit 14 transmet au dispositif sensi- ble à la pression, la pression provenant du système tu- bulaire du générateur et utilisée pour commander l'organe d'étranglement 9, cette pression déplaçant la bielle 11 en fonction de la pression qui règne dans le générateur.
Dès qu'une chute de pression se produit dans le conduit 4, la bielle de transmission 11 déplace le levier 12 hors de sa position moyenne m vers la position in- diquée en traits mixtes, ce qui a pour effet de réduire la section de passage pour la vapeur produite et d'empêcher
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par conséquent à temps, dans le générateur, toute baisse de pression provoquant de fortes accélérations d'écoule- ment.
Réciproquement, lorsque la pression augmente dans le générateur, la bielle 11, le levier 12 et par conséquent la bielle 13 sont déplacés vers la position supérieure a représentée en traits mixtes, ce qui a pour effet d'augmenter la section de passage pour la vapeur produite et par conséquent de réduire la pression dans le générateur et de la ramener à temps à sa valeur normale.
Au moyen du dispositif de réglage 15 un ressort ou son équivalent montés dans le dispositif 10 sensible à la pression peut être déplacé à la main ou automatique- ment a,partir de régulateurs quelconques, de faon que la pression que le modérateur doit régler dans le générateur puisse être réglée à des hauteurs différentes suivant les conditions du service.
Le dispositif sensible à la pression peut être constitué par un simple cylindre comportant un piston agissant sur un ressort, ce piston étant pressé sur le ressort par la pression reçue et déplaçant ainsi le modé- rateur suivant la pression reçue. Toutefois, on peut aussi monter un servo-moteur entre le piston sur lequel agit la pression et la bielle de commande 11, pour pouvoir surmon- ter les efforts de déplacement du régulateur facilement et sans action sur les opérations de réglage. Le réglage de la section d'écoulement pour la vapeur produite peut avoir lieu par exemple de la façon suivante.
Pour une petite consommation de vapeur la pression établie dans/le géhéra- teur est relativement élevée, et pour une consommation de vapeur plus grande elle est plus basse. le/ réglage peut d'ailleurs aussi être tel qu'une petite pression soit éta-
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blie pour une petite consommation de vapeur, et une haute pression pour une grande consommation de vapeur. Toutefois le réglage est de préférence isobare, de façon que la pression réglée dans le générateur par les modérateurs reste à peu près invariable.
Le générateur 2 représenté dans la figure 2 est chauffé, non pas par un foyer à grille comme dans l'exem- ple figure 1, mais par un brûleur 16 auquel on fait arri- ver un combustible liquide, gazeux ou pulvérulent par le conduit 17 et l'air de combustion par le conduit 18. Un modérateur 19 est monté dans le conduit d'arrivée 17 du combustible et un modérateur 20 est monté dans le conduit d'arrivée 18 de l'air de combustion, ces deux modérateurs étant commandés par les servo-moteurs 22, 23. Un autre modérateur 21 commandé par le servo-moteur 24 est monté dans le conduit d'arrivée 1 de l'eau d'alimentation. Les trois servo-moteurs 22, 23,24 peuvent être commandés par une impulsion commune partant du dispositif de commande 26 et transmise par le conduit 25.
Le levier 12, qui est déplacé au moyen de la bielle 11 par le dispositif IO sensible à la pression faisant partie du dispositif de réglage de la section de passage, actionne aussi, en plus du modérateur 9 au moyen de la bielle 27, le dispositif de commande 26.
Lorsque la pression baisse dans le générateur, le dispositif 10 sensible à la pression réduit la section de passage du modérateur 9. Simultanément le levier 12 déplace aussi, au moyen du dispositif de commande 26 et des servo-moteurs 22, 23 et 24, les modérateurs 19, 20 et 21 de façon que le combustible, l'air de combustion et l'eau d'alimentation arrivent au générateur 2 en plats
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grande quantité.
Par suite de la réduction de la section de passage, la résistance opposée à la vapeur sortant du générateur est augmentée d'une part dans le modérateur 9, mais d'autre part,l'augmentation de l'apport de chaleur et de l'arrivée d'eau d'alimentation produit une plus grande quantité de vapeur, ce qui fait que la quantité supplémen- taire de vapeur nécessaire par suite de la baisse initia- le de la pression dans le générateur se trouve maintenant couverte.
Réciproquement, la section de passage du modé rateur 9 est augmentée au moment d'une augmentation de la pression dans le générateur et il arrive simultanément moins de combustible, moins d'air de combustion et moins d'eau d'alimentation, ce qui fait d'une part que la quan tité de vapeur produite est moindre et d'autre part que la vapeur produite rencontre une résistance plus petite à la sortie, et par conséquent qu'une augmentation inad- missible de la pression dans le générateur et les fortes accélérations d'écoulement produites par cette augmenta- tion sont évitées à temps/
Dans des cas particuliers on peut naturellement aussi ne faire varier que l'arrivée du liquide d'alimenta- tion ou l'arrivée du combustible ou l'arrivée de l'air de combustion individuellement, ou l'arrivée de deux de ces agents,
en fonction du dispositif sur lequel agit la pression, .Au lieu de monter des modérateurs dans le con- duit d'eau d'alimentation, le conduit de combustible et le conduit pour l'air de combustion, on peut aussi monter des dispositifs de transport dont le débit est réglé par le dispositif sur lequel agit la pression, ou monter des organes d'échappement.Ces modes de réalisation ont sur ceux de la figure 1 l'avantage particulier que le réglage
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supplémentaire de l'une des grandeurs agissant sur la pro- duction de la vapeur, telles que la quantité de liquide d'alimentation et la quantité d'air de combustion empêche d'une façon particulièrement rapide et sure une chute ou une augmentation inadmissible de la pression dans le géné- rateur.
Au lieu d'être monté à la sortie, le modérateur qui règle la section de passage pour la vapeur produite paut naturellement aussi être monté le cas échéant dans le surchauffeur, Il va sans dire que l'on peut, au lieu de l'eau, employer dans le générateur un agent de travail quelconque comme par exemple un hydrocarbure, et que son adaptation est également prévue pour les installations à plusieurs agents de travail.
L'invention assure l'avantage que le primage du générateur est évité même lorsque la consommation de va- peur augmente subitement, et que la pression ne peut pas tomber d'une façon inadmissible, ce qui a pour effet d'em- pêcher que le volume d'eau ne se vaporise trop rapidement et que la vapeur produite et sortant à une grande vitesse n'entraîne des particules d'eau dans les appareils de consommation.