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"PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA PRODUCTION DE VAPEUR ET UNE
MACHINE A VAPEUR PERFECTIONNEE.
La présente invention se rapporte à un procédé de produc- tion de la vapeur et à une chaudière permettant la mise en oeuvre de ce procède, de même qu'à une machine à vapeur alimentée par cette chaudière.
Il est eonnu que la production d'une quantité de vapeur plus ou moins importante dans les générateurs connus exige une surface de chauffe considérable qui les rend encombrants et coûteux.
La présente invention a pour but de permettre de produire la même quantité de vapeur dans un générateur d'un encombrement et d'un coût très réduits.
Dans ce but,d'après le procédé selon l'invention,on utili- se la chaleur d'une source appropriée pour porter et maintenir à une haute température une masse peu volatile,dont la conduotibi-
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lité et la chaleur spécifique sont inférieures à celles de l'eau, et l'on vaporise l'eau d'alimentation par la chaleur qui lui est transmise par cette masse faisant office d'un agent de transmission
A cet effet,dans une forme de réalisation de ce procédé,on injecte de l'eau d'alimentation dans l'espace libre d'une chambre close remplie partiellement par l'agent de transmission susdit dont la masse est chauffée par une source de chaleur de manière provoquer la vaporisation de l'eau injectée.
L'agent de transmission susdit peut être avantageusement constitué par une matière grasse,fluide,liquide,visqueuse on con- sistante, telle, par exemple,une huile ou une graisse résistant à une température élevée.
La chaudière selon l'invention,comporte essentiellement une chambre de vaporisation occupée en partie par la masse-agent de transmission et pourvue d'ouvertures d'admission de l'eau d'ali- mentation et d'échappement de la vapeur produite, et une source de chaleur pour le chauffage de la masse susdite.
Selon l'invention,ce chauffage peut être réalisé par de la vapeur surchauffée traversant un ou plusieurs serpentins plongeant dans la masse-agent de transmission.
Pour pouvoir éventuellement mettre hors service la chaudière,, selon l'invention,un by-pass peut être monté sur le serpentin susdit
Le chauffage par vapeur surchauffée peut être combiné avec le chauffage par courant électrique,pour la production duquel on peut avantageusement utiliser de la vapeur quittant le ou les ser- pentins susdits.
Pour simplifier le changement de sens de marche d'une machi- ne à vapeur alimentée par la chaudière,selon l'invention,sa distri- bution comporte deux tiroirs,un pour chaque sens de marche,suscep- tibles d'être actionnés chacun séparément par l'arbre moteur et re- liés entr'eux par un organe mobile dont le déplacement provoque une translation en sens contraire de ces tiroirs,de manière que la mi- se en service de l'un d'eux oblige l'autre à s'écarter de l'arbre du moteur.
Afin de supprimer les organes de distribution intermédiaires
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dans une machine du type compound-tandem,selon l'invention, lesdif- férentes chambres de travail de la machine sont reliées entr'elles par des conduits tels,que la vapeur traversant ces chambres agit successivement sur les faces en regard des différents pistons.
Pour faciliter le fonctionnement de la machine,selon l'in- vention,le oartère de son arbre moteur peut être hermétiquement clos et relié à un ventilateur aspirant qui y réalise un vide et dont la décharge peut être utilisée pour provoquer le tirage for- cé du foyer de la chaudière.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description des dessins ci-annexés qui représentent schématiquement à titre d'exemple non limitatif plusieurs formes de réalisation de l'invention appliquées à une chaudière verticale.
Dans ces dessins:
Fig.l est une coupe médiane en élévation d'une chaudière à chauffage par foyer.
Fig. 2 représente une variante dans laquelle la chaudière est chauffée par circulation de vapeur surchauffée.
Fig.3 est une coupe d'une machine compound-tandem combinée avec une chaudière selon l'invention.
Fig. 4 est une coupe d'un dispositif de calage des tiroirs de distribution.
La chaudière verticale 1 représentée à la Fig.l comporte es-, sentiellement une chambre de vaporisation 2 formant un espace an@ nulaire disposé autour du foyer 3 surmonté d'une cheminée 4 et comportant,comme d'habitude,une porte de chargement 5,une grille 6 et un cendrier 7.
La chambre de vaporisation 2 est close et est pourvue d'uns ouverture 8 d'admission de l'eau alimentaire et d'une ouverture 9 pour l'échappement de la vapeur produite vers l'endroit de son utilisation.
Selon l'invention la chambre 2 est,en partie,remplie d'hui- le dont la masse 10 entoure le foyer 3 de manière à être portée à une température élevée par la combustion d'un combustible appropria
Un trou d'homme,un purgeur et un conduit d'admission d'huit le,de même que les appareils de contrôle nécessaires sont
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sont évidemment prévus aux endroits appropriés de la chaudière.Une pompe pouvant être actionnée par la vapeur,sera utilisée dans le but d'alimenter avec de l'huile la chambre de vaporisation 2.
Lorsque la température de l'huile est jugée suffisante, l'eat est injectée en quantités déterminées dans l'espace libre 11 au- dessus de la nappe d'huile maintenue à une température nécessaire.
La quantité d'eau à injecter en une foià et la fréquence des injections, réalisées soit par une pompe,soit par un autre disposi- tif approprié,dépendent évidemment de la quantité de vapeur à pro- duire. D'autre part,l'injection de l'eau d'alimentation et l'échap- pement de la vapeur pouvant être réglés de manière à faire alter- ner ces deux opérations.
Dans la variante de l'invention représentée à la Fig. 2 la . chaudière 1 est chauffée d'une manière permettant une production particulièrement économique de la vapeur et une réduction d'encom- brement surtout appréciable dans les installations à bord des ba- teaux.
Dans ce but,la masse d'huile 10 est chauffée par de la va- peur surchauffée produite dans une chaudière 12 munie d'un sur- chauffeur non visible au dessin. A cet effet,la vapeur surchauffée parcourt un ou plusieurs serpentins 13 plongés dans la masse 10, après quoi la vapeur peut être envoyée à l'aide d'un distributeur (manifold) 14 aux différentes machines auxiliaires.
Dans une autre variante de 1'invention.,la vapeur quittant le serpentin 13 actionne un groupe-générateur de courant électrique employé simultanément avec le serpentin 13 à chauffer la chaudièrel-
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Le chauffage peut,d'ailleurs,@tre entièrement réalisé par l'électricité ou bien par les gaz d'échappement d'un moteur à com- bustion interne et,en général,de toute autre manière appropriée.
Un by-pass 15 est monté sur la chaudière 1 de manière à pou- voir diriger la vapeur de la chaudière 12 directement vers le mani- fold 14,sans passer par la chaudière 1,lorsqu'on désire mettre hors service cette dernière,par exemple,en cas d'avarie au serpentin 13.
Dans la machine à vapeur représentée à la Fig.3, l'admission de la vapeur arrivant de la chaudière 1 par le conduit 16 est réglée
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par l'intermédiaire d'une distribution permettant un. changement ai- sé du sens de marche et comportant à cet effet,deux tiroirs cylin- driques coulissants identiques 17 et 17' munis chacun d'une tigel 8 sollicitée par un ressort 19 à s'appliquer contre une came 20 resp.
20' de l'arbre coadé 22 de la machine,la came 20' servant à la marche avant et la came 20 à la marche arrière,
Chaque tiroir 18 traverse à frottement doux un manchon 23 resp.23' et est munie d'un collier 24 sollicité par le ressort 19 à s'appliquer contre ce manchon. Les côtés en regard des manchons sont munis de crémaillères 25 et 25' en prise avec un pignon den- té 26 susceptible d'être tourné par un volant non représenté.
La tige du tiroir 17' étant par exemple en contact avec sa came 20',une rotation d'une amplitude suffisante du pignon 26 dans le sens de la flèche écarte à l'aide du manchon 23' la tige 18 du tiroir 17' de se came 20' et déplace dans le sens contraire le manchon 23 du tiroir 17 de manière que la tige de ce dernier peut venir en contact avec la came 20 de marche arrière.
Pour empêcher tout déplacement intempestif des tiroirs,se- lon l'invention,les manchons peuvent être calés dans leur position limite, par exemple, par les verrous 27 sollicités par des ressorts à s'engager dans les encoches 28 des manchons (Fig.4).
Chaque tiroir est pourvu de deux canaux parallèles 29 et 30 resp.29' et 30' disposés de manière que pour la marche avant les canaux 30 et 29' et pour la marche arrière les canaux 29 et 30' établissent une communication entre les conduits 16 et la lumière 31 d'admission de la vapeur dans la machine.
Cette dernière étant du type compound-tandem comporte des chambres de travail 32,33,34,et 35 parcourues successivement par la vapeur agissant sur les faces en regard des pistons 36,37,38 et 39 articulés aux coudes 40 et 41 de l'arbre 22 décalés à 180 .
La vapeur admise dans la chambre 32 refoule le piston 36 qui démasque l'ouverture d'un conduit 42 amenant de la vapeur dans la chambre de travail 33 séparée de la chambre 32 par une cloison é- tanche 43. Le conduit 44 mène ensuite de la vapeur dans la cham- bre 34 et de lamelle passe par le conduit 45,dans la chambre 35
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d'où elle s'échappe finalement par le tuyau 46 vers un séparateur 4?, dans lequel la petite quantité d'huile,éventuellement entraînée par la vapeur,sera séparée et évacuée par le purgeur 48. Après le passage du réchauffeur 49 la vapeur d'échappement sera,soit con- duite dans la cheminée 50 pour provoquer un tirage forcé, ou bien dans l'atmosphère par le tuyau 51,soit envoyée dans un condenseur non représenté au dessin.
Une pompe d'alimentation 52 envoie de l'eau dans le serpent tin 53 du réchauffeur 49,d'où elle est dirigée après le dégazage approprié vers la chaudière 1, dans laquelle,dispersée par une cré- pine 54,elle s'évapore pour fournir ensuite du travail dans les cylindres de la machine.
Pour faciliter le travail de la machine,les capacités 57 et 58 des cylindres de la machine communiquent par un conduit 59 avec le carter 55 de l'arbre coudé 22 qui peut être hermétiquement clos et mis en communication avec un ventilateur aspirant 56, dont la décharge peut être utilisée pour renforcer le tirage du foyer de la chaudière.
Il va de soi,que la présente invention n'est nullement li- mitée à ses formes de réalisation décrites et représentées,qui sont susceptibles d'être modifiées dans leurs détails de construc- tion selon les exigences de la pratique et le type de la chaudière ou de la machine,sans se départir de ce fait du principe de l'in - vention.
REVENDICATIONS.
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1) Procédé de production de la vapeur caractérisé en ce qu'on utilise la chaleur d'une source de chaleur pour porter et maintenir à une haute température une masse peu volatile dont la conductibilité et la chaleur spécifique sont inférieures à cell- les de l'eau et l'on évapore l'eau d'alimentation par la chaleur que lui transmet cette masse faisant office d'agent de transmissior.