BE410087A - - Google Patents

Info

Publication number
BE410087A
BE410087A BE410087DA BE410087A BE 410087 A BE410087 A BE 410087A BE 410087D A BE410087D A BE 410087DA BE 410087 A BE410087 A BE 410087A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
heat
gas
steam
condenser
water
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Publication of BE410087A publication Critical patent/BE410087A/fr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/02Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of multiple-expansion type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  BREVET D' INVENTION au nom de H E N R   0 Z ,   René " Installation thermique de production de force motrice au moyen de vapeur d'eau surchauffée. " 
La présente invention a pour objet la production de vapeur d'eau surchauffée et son utilisation dans une machine thermique à condensation. Elle a pour but d'augmenter le rendement du cycle thermique de la vapeur, de diminuer la con- sommation du combustible utilisé pour la production de vapeur et d'utiliser la chaleur rejetée au condenseur afin d'affranchir le cycle de la vapeur de la dépendance   d'une   source froide fixe et de conférer à la machine thermique la mobilité propre aux moteurs à explosion. 



   Pour réaliser ces différents buts l'invention pré- voit d'une façon générale : 1  d'ordonner méthodiquement et progressivement les phénomènes naturels qui   caractérisent   la vaporisation et la combustion; 2  de soutirer la chaleur rejetée au condenseur pour la trans- porter à un niveau thermique supérieur afin d'utiliser cette chaleur à l'échauffement et à la, vaporisation de l'eau con- densée ; 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 3  de réaliser ce transport de chaleur en appliquant les dit'- férences de propriété que présente un gaz ou un mélange gazeux et notamment les différences entre les valeurs des chaleurs spécifiques à volume constant et à pression cons- tante. 



   Pour obtenir   l'améliora/lion   de rendement du cycle 'thermique de la vapeur, l'invention prévoit que l'eau est chauffée à l'état liquide jusque la température de surchauffe (par exemple 250  C)et est vaporisée à la pression de vaporisa- tion correspondant à cette température de surchauffe (par exem- ple 40 Kgs) et ensuite soumise à une détente   isothermique   jus- qu'à la pression d'utilisation de la vapeur (par exemple 10 Kgs) de plus suivant l'invention la détente de la vapeur dans   l'ap-   pareil moteur (par exemple la turbine) comporte une phase iso- thermique obtenue en chauffant l'appareil moteur, tandis qu'au cours de la détente adiabatique de la vapeur,

   on introduit dans le cycle une quantité supplémentaire de vapeur obtenue par le transport à un niveau thermique élevé de la chaleur perdue par la vapeur lors de sa condensation, la chaleur ainsi récupérée à un niveau thermique supé rieur étant utilisée à réchauffer et à vaporiser l'eau de condensation, la partie non vaporisée de cet- te eau de condensation étant renvoyée dans la chaudière. 



   La diminution de consommation du combustible et 1'   augmentation   du rendement du cycle de combustion sont obtenues suivant l'invention grâce au fait que le combustible solide sou- mis préalablement à une   dessication   et à un réchauffement par les gaz brûlés du-foyer, traverse d'abord un gazogène produisant des gaz combustibles qui sont utilisés à haute température pour obtenir la vaporisation et la détente   isothermique   de la vapeur depuis la pression de vaporisation jusqu'à la pression d'utilisa- tion, et est ensuite déchargé sous forme de coke incandescent dans un foyer où s'opère la combustion du coke avec production de chaleur servant à échauffer l'eau sous la pression de 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 vaporisation. 



   Ce cycle de combustion est avantageusement applicable au cycle de vaporisation suivant l'invention. En effet, l'échauffement de l'eau exige une dépense calorifique beau- coup moindre que sa vaporisation et constitue, par rapport à la vaporisation, un procédé   1.ei?t et   de réserve; au contraire la vaporisation demande un   -(.),Tend   apport do chaleur et dans un temps très court. Il est donc avantageux d'affecter la combus- tion du coke (combustion relativement lente) à l'échauffement de l'eau et   la.   combustion des gaz (combustion rapide) a la va- porisation; de plus puisque la chaleur absorbée par l'échauffe- ment de l'eau constitue un apport à la chaleur totale de va- porisation, les surfaces de vaporisation seront d'autant plus réduites que cet apport de chaleur sera grand. 



   On peut, suivant l'invention, obtenir une récupéra- tion supplémentaire des chaleurs perdues par le foyer en dis- posant le gazogène à l'intérieur du faisceau tubulaire servant à l'échauffement de l'eau; de plus les gaz brûlés sont avanta- geusement utiliséssuivant l'invention pour échauffer l'appa- reil moteur dans lequel s'effectue la phase motrice de détente isothermique. 



   Le transport à un niveau thermique de la chaleur abandonnée par l'eau lors de sa condensation et l'utilisation de la chaleur ainsi récupérée pour échauffer et vaporiser l'eau de condensation, sont obtenus au moyen d'un gaz circulant à circuit fermé, qui est refroidi par détente avant d'entrer dans le condenseur de vapeur où il est réchauffé et qui est ensuite comprimé   adiabatiquement   après son passage dans le con- denseur afin de pouvoir en se refroidissant céder sa chaleur à l'eau à échauffer et à vaporiser. Ce transport de chaleur est considérablement amélioré suivant l'invention en utilisant le gaz sortant du condenseur, où il s'est réchauffé à pression constante, pour échauffer le gaz sortant du vaporisateur où 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 où il s'est refroidi à volume constant. 



   Suivant l'invention la compression du gaz avant son re- froidissement à volume constant dans le vaporisateur et la détente du gaz avant son échauffement à pression constante dans le condenseur, sont effectuées en plusieurs étapes, un échange de chaleur entre le gaz et le vaporisateur ou le réfrigérant ayant lieu après chaque étape. D'autre part avant son passa- ge dans le condenseur le gaz est soumis à un refroidissement supplémentaire par échange de chaleur avec l'eau condensée sortant du condenseur, laquelle est destinée à être réchauffée et vaporisée dans la vaporisateur. 



   L'invention concerne également un appareil pour la 
 EMI4.1 
 réal:isation d'anrefroidissement à volume constant du gaz et son échauffement à pression constante, cet appareil comporte une série de cylindres et pistons de diamètres différents, le fluide passant d'un étage à l'autre en passant d'un cylindre à l'autre, les deux extrémités d'un même cylindre étant connec- tées aux appareils (vaporisateur ou condenseur) d'échange ca-   lorifique   que le gaz traverse pour passer d'un côté du piston à l'autre, la tige du piston ayant même diamètre des deux cô- tés du piston dans le compresseur, pour assurer les échanges calorifiques à volume constant, la tige ayant un diamètre dé- croissant dans la direction suivie par le gaz dans le   détenteur;

  ,   cette décroissance compensant l'accroissement de volume que tend à prendre le gaz traversant le condenseur, de manière que l'échange calorifique qui s'y produit ait lieu à pression constante. 



   Les dessins annexés indiquent à titre d'exemple non limitatif un mode d'exécution de l'invention. Celle-ci s'étend aux diverses particularités originales que comporte la disposi- tion représentée. 



   La fig. 1 est un diagramme   entropique   de la vapeur d'eau sur lequel est figuré le cycle de travail suivant l'in- vention. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   La fig. 2 est une vue schématique relative au gazogè- ne et au foyer dans lequel s'opère la combustion du charbon. 



   La fig. 3 est une vue schématique relative à la vapo- risation de l'eau et à sa détente isothermique sans travail extérieur par la combustion des gaz combustibles contenus dans le gazogène. 



   La fig. 4 est un schéma relatif à la condensation des vapeurs et à la vaporisation de l'eau de condensation par utilisation de la chaleur dégagée par la vapeur lors de sa condensation. 



   La fig. 5 est un diagramme entropique relatif à l'air dans lequel est tracé le cycle de travail de l'air servant à la condensation. 



   La fig. 6 est une vue schématique du compresseur de gaz. 



   La fig. 7 est une vue schématique du détenteur de gaz. 



   Dans la description et pour la clarté des méthodes ex- posées concernant le cycle de vapeur, on se réfère au   diagram-   me entropique de la fig. 1 dans lequel est tracé un cycle de comparaison A.B.C.D.E.A.- Dans ce cycle la vapeur après avoir été surchauffée à 2500 C sous 10 atmosphères,est détendue par exemple dans une turbine, sans prélèvement de vapeur. 



   Dams le cycle suivant l'invention d.c.M.P.Q.R.S.d. la vapeur surchauffée à 250  G sous 10 atmosphères est également détendue dans une turbine sans prélèvement de vapeur. La dif- férence entre le cycle de comparaison et le cycle suivant l'invention est montrée par les aires hachurées. A l'échelle des entropies choisies L. T. se rapporte à 1 Kg de vapeur et T.S. à 1/2 Kg. de vapeur. 



   Considérons deux cycles dans le diagramme   entropique :   Dans le premier cycle,   A.BoC.D.E.A.,   l'eau est échauffée et vaporisée sous 10 atmosphères; surchauffée à 250  sous la même 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 pression et détendue avec travail extérieur   jusque  0,032 atmosphère au condenseur. 



  Dans le deuxième cycle A.M.N.D.E.A., l'eau est échauffée sous 40 atmosphères, vaporisée sous la même pression, détendue isothermiquement sans travail jusqu'à 10 atmosphères, puis dé- tendue avec travail extérieur jusque   0,032   atmosphères au con- denseur. 



   Le rendement A.M.N.D.E.A./K.A.M.D.F.K. est supérieur au   rendement   A.B.C.D.E.A./K.A.B.C.D.F.K. 



   Les chaleurs, dans les deux cycles considérés, sont réparties de la manière suivante : 
 EMI6.1 
 
<tb> 1  <SEP> Echauffèrent <SEP> de <SEP> l'eau <SEP> à <SEP> 178 , <SEP> 89 <SEP> sous <SEP> 10 <SEP> atms. <SEP> absolus <SEP> 181,24
<tb> 
<tb> cals
<tb> 
<tb> Vaporisation <SEP> sous <SEP> 10 <SEP> atmosphères..................:.. <SEP> 479,82
<tb> 
<tb> 
<tb> cals
<tb> 
<tb> 
<tb> Surchauffe <SEP> jusqu'à <SEP> 250  <SEP> sous <SEP> 10 <SEP> atms.................. <SEP> 44,44
<tb> 
<tb> 
<tb> cals
<tb> 
<tb> 
<tb> 705,50
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2  <SEP> Echauffement <SEP> de <SEP> l'eau <SEP> à <SEP> 2500 <SEP> sous <SEP> 40 <SEP> atms....... <SEP> cals <SEP> 259,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Vaporisation <SEP> sous <SEP> 40 <SEP> atmosphères................;

   <SEP> " <SEP> 411,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Détente <SEP> isothermique <SEP> sans <SEP> travail <SEP> de <SEP> 40 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> Atms. <SEP> 250  <SEP> 34.5
<tb> 
<tb> 
<tb> 705,5
<tb> 
      
La vaporisation et surchauffe, dans le premier cycle absorbent 524,26 calories et seulement 446 calories dans le deuxième. Si les surfaces de chauffe nécessaires à l'échauffe-   ment   de l'eau, sont séparées de celles nécessaires à la vapori- sation   et/surchauffe,   celles-ci seront réduites dans la propor- tion de 1 à 0,85. 



   Le cycle suivant l'invention diffère toutefois du cycle A.M.N.D.E.A. - Les différences résultait ; 1  Dans le fait que la vapeur est soumise à une détente isother- mique dans l'étage haute pression de la turbine suivant l'hori- zontale D P; cette détente isothermique est obtenue en munissant d'ailettes extérieures la partie du stator de la turbine cor- repondant à l'étage haute pression, ces ailettes extérieures sont chauffées par la chaleur sensible contenue dans les gaz 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 brûlés résultant de la combustion du coke ou des gaz de com- bustion du gazogène. 



   Une autre différence réside dans ce que,aprèsune déten- te adiabatique partielle de la vapeur dans l'étage moyenne pression suivant la droite   P.Q.;on   ajoute à la masse de va- peur circulante (qui est de 1 Kg.) une quantité de vapeur sup-   plémentaire   correspondant à la moitié (1/2 Kg.) de cette mas- se, cette vapeur supplémentaire est obtenue par la vaporisa- tion d'une partie de l'eau de condensation. 



   Cette vaporisation s'est effectuée suivant la droite 
Q.Ro - Le point Q est donc reporté en R et la masse totale de 
1,   1/2   Kg. de vapeur poursuit sa détente dans l'étage basse pression de la turbine   jusqu'en   S correspondant à la pression de 0,0125 atm. du condenseur; la condensation de la masse 1,   1/2   s'opère de S. en L. 



   Il y a donc deux cycles :   L..P.T.L.   de masse 1 et a. 



   Q.R.S.a de masse 1/2. 



   Or le travail développé par le cycle   a.Q.R.S.a.   de masse de vapeur 1/2 a produit la condensation de la masse va- peur 1,1/2 et a fourni à la chaudière la masse 1 d'eau ré- chauffée suivant L.o. - L'échauffenient primitif de l'eau par . la chaudière suivant L.c. est donc annulé et le triangle L.o. b. représentant   la}quantité   de chaleur correspondante fournie par la chaudière est supprimé, puisque l'eau est introduite dans la chaudière à la température correspondant au point c. 



   D'autre part le transport 'de chaleur a réchauffé l'eau de mas- se 1/2 suivant a.Q. Cette courbe d'échauffement peut être transportée en d.o. et l'aire d.o.b. peut se substituer à l'aire a.Q.T. 



   Alors le cycle décrit est d.c.M.P.Q.R.S.d. 



   Le rendement de ce cycle est égal à 40%. 



   Ce rendement est supérieur au rendement théorique du cycle de Carnot avec prélèvements de vapeur pour une pression 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 de vapeur de 10 atms. et une température de 30  au condenseur, il est en effet de   34%.   



   En se référant à la fig. 2 qui est relative au gazogè- ne on voit que le combustible solide est amené sous forme pulvérulente par une vis d'Archimède 2 et tombe dans le gazogè- ne 3. Cette vis d'Archimède est disposée à l'intérieur du conduit 4 servant à l'évacuation des gaz brûlés de sorte que le charbon est soumis dans cette vis à une dessication et à un réchauffage. 



   A la partie supérieure de la charge de combustible se trouvant dans le gazogèhe   s(opère   la distillation et les gaz de distillation s'échappent par la partie perforée du conduit 
5 et sont évacués par la partie supérieure de ce conduit avant de servir à la vaporisation de l'eau ainsi qu'il sera décrit ci-après. 



   Dans la partie inférieure du gazogène s'opère la fa- brication de gaz mixte grâce à l'injection de vapeur et d'air à travers les trous de la boite de souflage 6 ; le gaz mixte s'écoule également par le conduit 5 et vient se mélanger au gaz de distillation. 



   Le coke incandescent tombe sur une grille conique 7 où s'opère sa combustion. La chaleur dégagée par cette   combus-   tion sert au chauffage de l'eau contenue dans des tubes tels que 8 formant un faisceau tubulaire entourant le gazogène. 



  Ces tubes tels que 8 aboutissent respectivement à un collecteur supérieur 10 par lequel se fait l'admission d'eau froide et à un collecteur inférieur 9 servant à rassembler et à évacuer l'eau chaude obtenue. 



   Les gaz de combustion sortant du conduit 5 servent à la vaporisation de l'eau évacuée par le collecteur 9 dans des appareils de vaporisation tels que représentés schématiquement à la fig. 3. Le gaz de combustion arrive par le conduit 11 et pénètre à l'intérieur d'une boîte de souflage 12 dans laqulle 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 est admis l'air comburant; une tuyère 13 dirige le jet enflam- mé sur la face inférieure d'une boite 14 dans laquelle l'eau venant du collecteur 9 est admise par le conduit 15. Dans cette boite a lieu la vaporisation à pression constante de l'eau ainsi admise; cette boite est en   communication   par une tuyère 16 avec un collecteur de vapeur 17, cette tuyère et le collecteur de vapeur sont disposés dans le trajet des gaz brû- lés.

   La tuyère est déterminée de façon que la détente de la vapeur soit isothermique, les pressions respectives réglant dans la boite 15 et dans le collecteur 17 étant par exemple de 40 et de 10 Kgs. par cm2. 



   Ainsi qu'il a été dit à propos du cycle de travail de la vapeur on ajoute à une masse de 1 Kg. de vapeur lors de sa détente adiabatique une masse supplémentaire ,de 1/2 Kg de va- peur obtenue par le transport à haute température des chaleurs dégagées par la vapeur lors de sa condensation. Ce transport de chaleur à haute température est obtenue par une installation schématisée à la fig. 4. 



   Dans cette figure la vapeur à condenser arrive dans le condenseur 18 où elle est refroidie par de l'air sortant d'un détendeur 19. Grâce à un appareil spécialement   conçu,   l'échauf- fement de l'air dans ce condenseur se fait à pression cons- tante; à la sortie de celui-ci l'air traverse un échangeur de température 20 où il se réchauffe avant d'être admis dans un compresseur 21 qui élève sa température; àla sortie du oompres- seur l'air échauffé se refroidit à volume constant dans un vapo- risateur 22 où il cède sa chaleur pour échauffer et vaporiser l'eau sortant du condenseur.

   L'air refroidi sortant du vapori- sateur possède encore une quantité notable de chaleur qui sert dans   11 échangeur   de température 20 à échauffer l'air allant vers le   oompres-seur.   L'air qui s'est ainsi refroidi dans l'é- changeur de température 20 traverse un autre échangeur de tem- pérature 23 dans le quel il cède sa chaleur restante à l'eau 

 <Desc/Clms Page number 10> 

   [alpha]   sortant du condenseur, avant d'être admis dans le détenteur. 



   Le cycle thermique habituel des machines à vapeur se termine par l'envoi au condenseur d'une quantité énorme de chaleur qui représente environ les   78%   du combustible consommé. 



   La récupération d'une partie notable de cette chaleur est obtenue grâce à l' installation de la fig. 4, en utilisant trois propriétés des gaz permanents et qui sont : 1  la différence entre la chaleur spécifique à pression cons- tante et la chaleur spécifique à volume constant; 2  la valeur de ces chaleurs spécifiques augmente avec la pres- sion à laquelle le gaz est soumis; 3  un mélange de gaz présente une chaleur spécifique propre au mélange; on peut donc obtenir un mélange gazeux ayant une chaleur spécifique plus élevée que celle dé l'air et possé- dant d'autres qualités que l'on désire obtenir (densité, non oxydant, etc..). 
 EMI10.1 
 



  Une des particularités de l 'installation schématisée par la fig. 4 est de faciliter le transport à haute température des calories récupérées en échauffant le gaz avant sa compres- sion et en refroidissant le gaz avant sa détente, cette fonction étant obtenue par l'échangeur 20. 



   Les échanges de température dans ce réchauffeur sont tels que l'on obtienne entre son entrée et sa sortie des diffé- rences de température importantes (de 80  C. par exemple ). De plus,grâce à la circulation à circuit fermé de l'air, on peut 
 EMI10.2 
 aVêk..'1ta.;eusenent faire travailler celui-ci sous une pression éle- vée de   faon   à accroître ses chaleurs spécifiques et même rem- placer l'air par un gaz   possédant   d'autres propriétés, par exemple un gaz non oxydant. 



   Le cycle de travail de l'air ou du gaz servant au transport de la chaleur récupérée est illustré par le diagramme 
 EMI10.3 
 "' ''" de 1'.. fig. 5 sa r.:,.) )Ort1t à l'air Mnosphérique 9u '30ir1J..l loi, 1 3ü" 1" fluide. 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 



   Dans le cycle A.B.C.D., choisi comme exemple;, l'air par- court un circuit fermé dans lequel la pression minima est de 
20 atmosphères (isobare   B.C.)   et la pression maxima est de 200 atmosphères (isobare   D.A.).   Les   détentas   adiabatiques s'opè- rent de A. en B.: après   chaque   détente, le fluide est réchauf- fé jusqu'à sa température initiale, et le réchauffement séffec- tue à pression constante. 



   Les compressions adiabatiques se succèdent de C. en D.; après chaque   compression   le fluide est   refroidi   jusqu'à sa température   initiale, le   refroidissement se faisant à volume constant. 



   Les isobares B.C. et D.E. figurent les serpentins concen- triques d'un échangeur de température;   1'échauffèrent   de B.C.   s'effectue @   pression constante, etle refroidissement de D.E. s'effectue à volume constant. Le refroidissement de E.A. est aussi effectué à volume constant. 



   La compression s'effectue par exemple en six phases cor- respondant à des variations de température de   35  G   tandis que la détente s'effectue par exemple en huit phases correspondant à des variations de température de 23  G. 



   La chaleur fournie par le compresseur est utilisée dans le vaporisateur 22 (fig.4) pour échauffer de l'eau de 90  à 107  cette eau ayant déjà été échauffée de 10  à 90  dans   l'échangeur   pour l'alimentation de la chaudière et pour vapori- ser une partie de cette eau qui est introduite dans le cycle de circulation de vapeur. 



   Les appareilsservant à la compression du gaz et à son fefroidissement à volume constant dans le vaporisateur 22 et d'autre part à la détente du gaz et à son échauffement sous pression constante sont illustrés respectivement par les fig. 



  6 et 7. 



   En ce qui concerne le compresseur et le refroidissement à volume constant, les six compresseurs sont constitués de six 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 cylindres 31 de diamètres décroissants en rapport avec les volumes occupés par le fluide dans ses phases de compression et de six pistons 32 de même course montés sur le même axe 33. 



  La tige de cet axe est creuse et forme un long cylindre dans lequel glissent à frottement doux douze petits pistons 34 et 35 montés sur l'axe 36. 



   Les pistons 35 sont pleins et les pistons 34 sont per- cés d'un canal 37 permettant le libre écoulement du fluide d'une face à l'autre de ces pistons. On remarquera, que les pistons 34 et 35 constituent les valves obturatrices des lumiè- res 38 pratiquées dans la tige creuse 33 et situées aux affleu- rements de chaque face des pistons 32. 



   Chaque   cylindres   est muni de deux lumières 39 et 40 commu niquant avec un conduit cylindrique 41 dans lequel peut se mouvoir une tige 42 garnie d'obturateurs cylindriques 43 sus- ceptibles d'ouvrir ou de fermer ces lumières. Le conduit 41 est d'autre part mis en communication avec les tubages 44 du réfrigérant 22 qui en   l'occasion   constitue un appareil de vaporisation, dans lequel l'eau venant du condenseur + pénètre par l'ouverture 46 et cheminant en sens contraire de l'écoule- ment du fluide dans les tubages 44, parvient dans la   zône   la plus   chaude,A.   A ce point une partie de l'eau est dérivée vers la chaudière de la turbine par le conduit 52 et l'autre partie est vaporisée; la vapeur formée est conduite à l'étage correspondant de la turbine par la canalisation 45. 



   Considérant l'ensemble du schéma en position verticale, on voit que le mouvement ascensionnel des pistons 32 comprime successivement le fluide dans chaque cylindre qui lui est im- médiat et de diamètre moindre, en passant par les lumières ouvertes 38 suivant les flèches. Le même rapport de compression est effectué simultanément dans tous les cylindres et la même température y est atteinte. 



   Juste avant le retour en arrière des pistons, les tiges 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 36 et 42 opèrent une brusque - translation fermant les lumières 38 et découvrant les lumières 39 et 40. Dans leur mouvement rétrograde, les pistons provoquent le passage du fluide dans les tubages 44 du réfrigérant (vaporisateur): le fluide refroi- di fait ensuite retour dans le même cylindre dont il a été ex- pulsé, mais il se trouve actuellement sur la face opposée des      pistons et en position pour une nouvelle compression 
On notera que le volume des cylindrées et des tuba-   ges n'a pas varié ; refroidissement du fluide après chaque   compression s'est donc effectué à volume constant. 



   Le dispositif utilisé pour la détente du fluide et son réchauffement à pression constante est décrit dans la fig. 



  7. Les huit cylindres sont en communication avec les serpen- tins 47 situés dans la chambre de condensation 18 de la turbi- neo On notera que la tige 49 sur laquelle sont montés les pis- tons 50 offre plusieurs diamètres décroissants; et de telle manière que le volume de chaque cylindrée soit différent d'une face à l'autre du même piston et cette différence de volume est telle qu'elle permet au fluide de se dilater sous l'influen- ce de son réchauffement, sa pression ne variant pas'. 



   Le fluide se détendant, pousse les pistons en mouve- ment ascensionnel et en fin de course, le rapport de détente des cylindrées étant le .même, la température du fluide est la même dans tous les cylindres. 



   Dans leur mouvement rétrograde, les pistons provoquent la circulation du fluide à travers les serpentins 47 échauffeurs (condenseur) et le fluide réchauffé passe du côte opposé des pistons; mais comme le volume de la cylindrée de ce côté y est supérieur vu la diminution du diamètre de la tige des pistons, le fluide réchauffé pour une   nouvelle   détente, a pu se dilater en maintenant sa pression constante. 



   Laliaison mécanique entre le compresseur de la fig.6 et le détenteur de la fige 7 est assurée par les biellettes 60. 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 



   Le mouvement des tiges 36 et 56 est commandé par deux cames de forme spéciale, qui dans leur mouvement de rotation obligent les tiges 36 et 56 à accompagner le déplacement des tiges 33 et 49 des pistons. 



   Quand les pistons arrivent en fin de course, les cames ont opéré leur révolution complète et laissent échapper les tiges 36 et   56,qui,sous   l'action des pressions régnantes dans les chambres 57 et 58,reviennent brusquement en arrière. Le mouvement des tiges 42 et 59 est donné par un dispositif ap- proprié ne figurant pas dans la schéma. 



   L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit à titre d'exemple mais s'étend à (boute installation thermique de production de force motrice au moyen de vapeur d'eau surchauffée qui entre dans l'esprit ou dans l'étendue de l'une ou l'autre des revendications suivantes. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Cycle de travail pour installation thermique de production de force motrice au moyen de vapeur d'eau surchauf - fée, caractérisé en ce que l'eau échauffée à l'état liquide jusqu'a la température de surchauffe (par exemple 250 C) est vaporisée à la pression de vaporisation correspondant à cette température de surchauffe (par exemple 40 Kgs ) et ensuite soumise à une détente isothermique jusqu' à la pression d'utili- sation de la vapeur (par exemple 10 kgs.) 
2. Cycle de travail pour installation de production de force motrice au moyen de vapeur surchauffée, c a r a c t é- risé en ce que la détente de la vapeur dans l'appareil moteur (par exemple la turbine) comporte une phase isothermi- que obtenue en chauffant l'appareil moteur. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. 3. Cycle de travail pour installation de production de force motrice au moyen de vapeur caractérisé en ce que, au cours de la détente adiabatique de la vapeur, on introduit dans le cycle une quantité supplémentaire de vapeur <Desc/Clms Page number 15> obtenue par le transport à un niveau thermique élevé de .La chaleur perdue par la vapeur lors de sa condensation.
    4. Cycle de travail suivant la revendication 3car a- c t é r i s é en ce que la chaleur ainsi récupérée à un niveau -thermique élevé est utilisé à réchauffer et à vaporiser l'eau de condensation, la partie non vaporisée de cette eau de condensation étant renvoyée dans la chaudière.
    5. Cycle de combustion pour combustible solide, tel que charbon, convenant spécial suent pour la réalisation du cycle de travail de la vapeur suivant la revendication 1 c a - r a c t é r i s é en ce que le combustible solide, soumis préalablement à une dessication et à un réchauffaient par les du gaz brûlés foyer, traverse d'abord un gazogène produisant des gaz combustibles qui sont utilisés à haute température pour obtenir la vaporisation et la détente isothermique de la vapeur depuis la pression de vaporisation jusqu'a la pression d'utili- sation, et est ensuite déchargé sous forme de coke incandescent dans un foyer où s'opère la combustion du coke avec production de chaleur servant à échauffer l'eau sous la pression de vapo- risation.
    6. Appareil pour l'obtention du cycle de combustion sui- vant la revendication 5, caractérisé en ce que le gazogène est disposé à l'intérieur du faisceau tubulaire ser- vant à l'échauffement de l'eau.
    7. Cycle de combustion suivant la revendication 5/ c a- r a c t é r i s é en ce que les gaz brûlés provenant éven- tuellement de la vaporisation sont utilisés pour l'échauffe- ment de l'appareil moteur dans lequel s'effectue la phase mo- trice de détente isothermique spécifiée dans la revendication 2.
    8. Appareil pour la réalisatioh du cycle de travail et de combustion suivant les revendications 1 à 5 c a r a c t é risé en ce que la vaporisation de l'eau à pression constante <Desc/Clms Page number 16> s'effectue dans une enceinte, soumise directement à l'action de brûleurs alimentés par les gaz de combustion du gazogène, et qui est reliée à un collecteur de vapeur par une tuyère chauffée par les gaz brûlés du brûleur et dans laquelle s'effec tue la détente isothermique de la vapeur sans travail extérieur.
    9. Procédé pour transporter à un niveau thermique éle- vé la chaleur perdue par la vapeur lors de sa condensation, convenant spécialement pour la réalisation du cycle de travail suivant les revendications 3 et 4 et dans lequel un gaz circu- la-nt en circuit germé est refroidi par détente avant d'entrer dans le condenseur de vapeur où il se réchauffe et est ensuite comprimé adiabatiquement après son passage dans le condenseur afin-de pouvoir, en se refroidissant, 'céder sa chaleur à l'eau à vaporiser,. caractérisé en ce que la chaleur res- tant dans le gaz, après son passage dans le vaporisateur, où le refroidissement a été effectué à volume constant, ext utilisée à échauffer le gaz sortant du condenseur, où il a été réchauf- fé à pression constante.(ou vice versa).
    10. Procédé suivant la revendication 9, c a r a c t é- risé en ce que la compression du gaz avant son refroidissement à volume constant dans le vaporisateur et la détente du gaz avant son échauffement à pression constante (ou vice versa.) dans le condenseur, sont effectuées en plusieurs étapes, un échange de chaleur entre le gaz et le vaporisateur ou le réfri- gérant ayant lieu après chaque étape.
    11. Procédé suivant les revendications 9 et 10 , c a- r a c t é r i s é en ce que, avant son entrée dans le condenseur, le gaz est soumis à un refroidissement supplémentaire par échan- ge de chaleur avec l'eau condensée sortant du condens eur, la- quelle est destinée à être réchauffée et vaporisée dans le vapo- risateur.
    12. Appareil pour la réalisation du refroidissement à <Desc/Clms Page number 17> volume constant du gaz et son échaugfement à pression constan- te suivant la revendication 9, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte une série de cylindres et pistms de diamètres différents, le fluide passant d'un étage à l'autre en passant d'un cylindre à l'autre, les deux extrémités d'un même cylin- dre étant connectées aux appareils (vaporisateur ou condenseur) d'échanges calorifiques que le gaz traverse peur passer d'un oôté du piston à l'autre, la tige du piston ayant même diamè- tre des deux côtés du piston dans le compresseur, pour assurer les échanges calorifiques à volume constant,
    la tige ayant un diamètre décroissant dans la direction suivie par le gaz dans le détendeur, cette décroissance compensant 1'accroisse-' ment de volume que tend à prendre le gaz traversant le conden- seur, de manière que l'échange calorifique qui s'y produit ait lieu à pression constante.
    13. Installation thermique de production de force motrice au moyen de vapeur d'eau surchauffée réalisée et mise en oeuvre en substance de la façon décrite ou comme repré- senté à titre d'exemple par les dessins annexés.
BE410087D BE410087A (fr)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE410087A true BE410087A (fr)

Family

ID=74347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE410087D BE410087A (fr)

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE410087A (fr)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7069726B2 (en) Thermal power process
US4426847A (en) Reciprocating heat engine
KR101417143B1 (ko) 작동 매체의 내부 플래시 기화를 포함하는 피스톤 증기 엔진
US4077214A (en) Condensing vapor heat engine with constant volume superheating and evaporating
EA014465B1 (ru) Система теплового двигателя
US4393653A (en) Reciprocating external combustion engine
US4055951A (en) Condensing vapor heat engine with two-phase compression and constant volume superheating
US20110271676A1 (en) Heat engine with cascaded cycles
MC1412A1 (fr) Moteur thermique rotatif,son procede de commande,et ensemble d&#39;elements destines a former un tel moteur par transformation d&#39;un moteur existant
US20110061379A1 (en) Heat engine
CN101490366A (zh) 周围环境温度热能和恒压低温发动机
JPS5855338B2 (ja) ドウリヨクセツビ
JP6916816B2 (ja) 燃焼チャンバ装置および燃焼チャンバ装置を含むシステム
CN109690032B (zh) 利用液氮产生机械能的机械系统及相应方法
EP3665379A1 (fr) Moteur à récupération de chaleur efficace
JP7819095B2 (ja) エネルギ回復の高い新複合熱力学サイクル
BE410087A (fr)
JP6615347B2 (ja) パワー生成のためのシステム及び方法
JP2003502567A (ja) ピストンエンジンの圧縮および排出システム
FR2963643A1 (fr) Moteur a combustion interne ou externe a cycle combine 2 en 1 en parallele a chaleur perdue-recyclee donnant un fort rendement et mecanisme thermique
GB2082683A (en) External combustion reciprocating heat engine
BE1009290A6 (nl) Proces voor productie van mechanische energie op basis van een evaporatieve gas turbine cyclus.
BE341488A (fr)
BE484251A (fr)
IT202300008685A1 (it) Macchina termica in grado di sfruttare energia solare e relativo metodo per realizzare cicli termici