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"CHAUDIERE A VAPEUR CHAUFFEE AU MOYEN D'ELECTRODES".
Il existe différentes espèces de chaudières à vapeur à électrodes qui ont toutes ceci de commun,que l'éergie de chauf- fage électrique est conduite directement au travers du liquide à vaporiser. La vaporisation est la conséquence de la chaleur produite par la résistance du liquide au courant. La résistance du liquide dépend à son tour de la surface des électrodes et de leur distance mutuelle,ainsi que de la conductibilité de l'électro- lyte. La conductibilité de l'électrolyte peut être adaptée aux conditions de travail par des additions de sels,si l'eau,par sa nature, ne possède pas une conductibilité suffisante. Vu que les additions de sels sont ajoutées souvent par des ouvriers non qualifiés, la conductibilité de l'électrolyte diffère beaucoup d'un cas à l'autre.
Lorsqu'on enclenche une chaudière à électro- des renfermant du liquide par exemple sursaturé,la quantité de courant atteint un., multiple du courant du réseau de sorte
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qu'il en résulte de fortes sautes, ou accroissements brusques, de courant.
Pour éviter, ou pour diminuer la saute de courant il existe différentes constructions,par exemple : à montage de résistances additionnelles en série, à montée et descente du niveau du li- quide, et à autres moyens. Les exécutions connues comprennent le plus souvent des appareillages compliqués.
La présente invention part du principe d'éviter la saute ou l'accroissement brusque du courant qui peut parfois prendre des valeurs dangereuses. Ceci est atteint par le fait qu'on suspend, ou qu'on dispose, au dessus de l'électrode une cloche isolante.
Par ce fait,l'électrode est endiguée au point de recevoir seule- ment autant de courant que ce qui correspond à la section trans- versale donnée d'eau renfermée dans la cloche. Donc, on étrangle une petite quantité de l'électrolyte, on l'emprisonne dans une sorte de cloche et on laisse passer par une petite fente,réglable suivant les besoins,autant de, courant d'un pôle à l'autre, qu'il ne.peut jamais se produire une saute subite du courant ni,du fait, un accroissement dangereux de la charge. Ainsi chaque élec- trode s'échauffe et produit avec le temps des bulles de vapeur qui montent et soulèvent la cloche. Par la montée de la cloche l'élec- trode est libérée, la quantité de courant augmente et chauffe l'eau environnante. La cloche monte alors jusqu'à sa butée.
Dès lors le liquide est très rapidement chauffé et vapori- risé.Aussitôt que la pression de vapeur désirée est atteinte,l'élec- trolyte est déplacé de la chaudière dans un récipient de refoulement.
De ce fait, la cloche isolatrice descend d'une quantité correspon- dant à la quantité de courant nécessaire pour couvrir le besoin de chaleur.
Après la disjonction desélectrodes la pression de vapeur des- cend et le liquide revient du récipient de refoulement dans la chaudière à vapeur. En même temps la vapeur se condense et se précipite dans les cloches isolatrices.Celles-ci se remplissent de nouveau du liquide, de sorte qu'elles redescendent dans leur posé-
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tion inférieure de départ.
Il est connu de relier les récipients à électrodes,employés comme générateurs à électrodes pour ohaudrons,marmites,bouilloi- res,installations de chauffage,ou analogues, à un récipient de refoulement,dans lequel pénètre l'électrolyte déplacé dès l'ar- rivée de la vapeur à une certaine pression*
Jusqu'à présent les récipients de refoulement de 1.'espèce ont été montés soit séparément à côté de la chaudière à électro- des, ou ont été logés de manière fixe à l'intérieur de la chau- dière.
Les récipients, ou leurs conduites de liaison,sont aussi pourvues de soupapes d'aérage-ou-de désaération-quelconques,par lesquelles le récipient de refoulements est mis temporairment en communication avec l'air extérieur. Or,ceci a le désavantage de ce qu'une surveillance spéciale des soupapes est nécessaire et qu'en outre les soupapes,respectivement leurs endroits de raccordement deviennent facilement inétanches et peuvent de ce. fait, facilement influencer le fonctionnement de l'installation ou du dispositif.
Dans la disposition connue du récipient de refoulement pla- oé à l'intérieur du récipient à électrodes existe le désavantage qu'à l'intérieur règne la même température et la même pression que.dans la chambre des électrodes,parce qu'il n'y a pas de possi- bilité de refroidissement. Dans ce cas, il est même nécessaire de prévoir un dispositif refroidisseur spécial pour le récipient de refoulement et d'aérer en outre la chaudière après la cuisson.
Tous ces défauts et désavantages sont supprimés par la pré- sente'invention.Suivant cette dernière,l'intérieur du récipient de refoulement est complètement coupé de l'air extérieur et est d'une capacité multiple de la quantité d'électrolyte déplacée.
En particulier,le récipient de refoulement est disposé autour du récipient à électrodes,de sorte qu'un certain refroidissement peut se produire vers l'extérieur,mais que la plus grande partie de la chaleur reste conservée et rentre,après terminaison du processus d'ébullition,dans la chambre à électrodes.Utilement on combinera le récipient de refoulement avec le récipient à électrodesde manié-
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re que les deux puissent être enlevés ou démontés ensemble en vue de la mise à découvert et du nettoyage des électrodes.
Un dispositif de ce genre peut servir aussi bien pour chau- dons, ou bouilloires ou marmites,que pour installations de chauf- fage et autres consommateurs de chaleur.On peut aussi raccorder plusieurs consommateurs de chaleur, de même espece ou d'espèces dif- férentes à une seule chaudiere à électrodes.
Les dessins représentent différents exemples d'exécution, à savoir:
La figure I, une coupe transversale dans une chaudière d'une première forme d'exécution.
La figure 2,une vue en plan correspondante.
La figure 3, une coupe transversale dans une chaudière d'une autre forme d'exécution.
La figure 4, une vue en plan de l'objet de la figure 3.
La figure 5,une coupe transversale dans une chaudière avec cloches d'électrodes combinées.
La figure 6, une vue en plan de l'objet de la figure 5.
La-figure 7, une forme d'exécution d'un chaudron.
Les figures 8-10 différentes formes d'exécution de cloches d'électrodes vues en plan et en coupe,respectivement en élévation.
La figure II, une forme d'exécution ultérieure d'une chau- dière,dans laquelle les électrodes sont fixées par le haut.
La figure 12, une vue en plan partiellement en coupe, de l'ob- jet suivant la figure II.
La figure 13,la disposition de la chaudière à électrodes en combinaison avec un chaudron.
La figure 14, une forme d'exécution similaire,dans laquelle le récipient à électrodes est monté à l'intérieur du récipient de refoulement.
La figure 15 représente la même forme d'exécution que la figure 14,mais en combinaison avec deux consommateurs de chaleur.
Dans la forme d'exécution suivant les figures 1 et 3,la chau- dière est désignée par 1 et le liquide conducteur d'électricité y
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contenu par 2. Dans ce liquide plongent d'en bas les électrodes 3 au dessus desquelles pendent ou sont prévues des boites ou gaines du genre de cloches 4,constituées d'une matière isolante.Ces clo- ches 4 sont guidées par des tiges de guidage 6,en l'occurence trois pour chaque,dont chaque fois l'une est utilement recour- bée à sa partie supérieure en 6 ,afin de former une butée à la cloche 4.
Un guide ultérieur pour chaque cloche 4 est formé par un disque, ? disposé sur l'électrode 3 ,ce disque ayant simultané- ment pour but d'étrangler le chemin de la vapeur vers l'espace vapeur 8 se formant dans la cloche. Il en résulte un effet de freinage qui empêche une montée et une descente trop rapides de la cloche 4. En bas la cloche se pose sur une pièce isolante 9 en laissant subsister une fente de passage.
Par un tuyau 10 muni d'une soupape ou d'un robinet 11,1'es- pace de la chaudière 1 situé au dessus du liquide peut être désa- éré, ou de la vapeur peut en être retirée. L'électrolyte dépla- cé pendant le fonctionnement passe de la manière connue,à travers la conduite 12,dans un récipient de refoulement 13, un robinet de vidange 14 pouvant encore être prévu dans la conduite 12.
Vu que,tout a'abord,toutes les cloches 4 occupent leuosi- tion la plus basse,chaque électrode se prouve, au moment de l'enclenchement du courant,endiguée à un point tel qu'elle reçoit seulement autant de courant que ce qui correspond à la section transversale de liquide dans la cloche au moment donné. Ensuite des bulles de vapeur se rassemblent peu à peu dans la cloche et font monter cette dernière,d'où, peu à peu,toute l'électrode ¯.est libérée, ou découverte,et la quantité de courant peut augmenter.
Finalement les cloches montent jusqu'à leur butée supérieure 6.
Lorsque la pression de vapeur désirée est atteinte,oette pression déplace le liquide à travers la tuyau 12 dans le récipient de re- foulement 13 et les cloches isolatrices descendent alors d'autant qu'il est nécessaire pour que la quantité de courant couvre les besoins en chaleur.
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Lorsque le courant est déclenché les cloches descendent de nouveau dans leur position la plus basse, en se remplissant de liquide,et le liquide déplacé dans le récipient de refoulement 13 rentre également dans la chaudière 1.
Dans la forme d'exécution suivant les figures 3 et 4 la dis- position est essentiellement la même, mais dans ce cas,au lieu des tiges de guidage 5, une cloche spéciale 15,disposée au dessus de chaque cloche 4,est reliée de manière stationnaire, ou autre- ment fixée, à la chaudière I. Ces cloches 15 ont un diamètre suffisant pour pouvoir servir de guides aux cloches 4.L'espace d'air ou de vapeur dans ces cloches sert en même temps à provo- quer un amortissement additionnel du mouvement des cloches 4.
Dans la forme d'exécution suivant les figures 5 et 6 on a prévu une cloche commune plus grande 16, subdivisée à sa péri- phérie en autant de cloches plus petites 4 qu'il y a d'électrodes 3. Les petites cloches 4 communiquent avec la partie centrale de la grande cloche 16 par les fentes 17 exécutées utilement de manière réglable. Par ces fentes la. vapeur pénètre dans la partie -centrale de la cloche. Pour le guidage de la cloche 16 on a pré- vu au dessus d'elle encore une cloche 18 de guidage qui sert en même temps à l'amortissement.
La forme d'exécution suivant la figure 7 montre la même dis- position que celle des figures 3 et 4,tout le dispositif étant logé cependant dans le fond d'un chaudron, ou marmite 19, chauffé à la vapeur.
La figure 8 représente en plan et en coupe longitudinale la disposition de trois cloches isolatrices 4 pour trois électrodes 3. Par des traverses 20 ces cloches sont reliées à une douille 21 qui est guidée sur un boulon,ou tige 22. Cette tige porte une butée en haut et une en bas qui limitent la course des cloches.
La butée inférieure est représentée et est désignée par 23.
Dans la forme d'exécution suivant la figure 9 les cloches distinctes 4 sont directement reliées entre elles. Ici est égale- ment prévu un boulon ou une tige de guidage 22,garni également de butées limitant la course.
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La figure 10 représente une forme d'exéoution dana laquelle une cloche centrale distincte 24 est entourée par trois cloches distinctes 4 correspondant aux électrodes 3. La cloche centrale 24 est guidée par la tige 22. Des fentes 17 qui peuvent,le cas échéant être .aussi réglables ,vont des cloches 4 à la cloche centrale 24.
Les figures II et 12 représente enfin une forme d'exécution dans laquelle les électrodes 3 pénètrent d'en haut dans la chau- dière 1. En'bas elles sont de nouveau entourées par les cloches 4 qui sont-guidées par des douilles 25 en faisant partie ,sur les électrodes 3 elles mêmes. Les électrodes sont recouvertes au dessus des cloches isolatrices ;4 d'une couche isolante et peu- vent être réglées pour obtenir, en cas d'usure, toujours une profondeur égale de submersion.
Utilement toutes les électrodes sont entourées de cette ma- nière de petites chambres à liquide,en forme de cloches,ou analo- gues; mais on peut aussi garnir de cette manière seulement quel- ques une des électrodes.
La chaudière décrite convient particulièrement pour chau- drons, ou marmites, à vapeur, ou bouilloires,mais elle peut aussi être employée pour chauffage central et autres installations de chaudières à vapeur.
Dans les formes d'exécution suivant les figures 13-15 le récipient à électrodes est réuni au récipient de refoulement.
Dans le mode d'exécution suivant la figure 13,le réci- pient à électrodes 26 est disposé dans la partie du fond d'un chaudron,ou marmite, ou bouilloire constitué, de la manière con- nue,.par un récipient intérieur 27 recevant directement les ali- ments et par une enveloppe extérieure 28. La vapeur d'eau pro- duite dans le récipient à électrodes 26 entre dans l'espace com- pris entre les deux récipients 27 et 28. Sur l'enveloppe 28 est prévue en 29 une soupape d'aérage et une soupape de sûreté,ainsi qu'en 3.0(figure,15) une eoupape dé désaération.
Le récipient à électrodes contient les électrodes 31. en l'occurence au nombre de trois,si l'on utilise du courant/ triphasé.
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Par l'entonnoir de remplissage 32,muni d'une soupape,la chambre des électrodes est remplie d'électrolyte.Autour du ré- cipient à électrodes 26 est disposé le récipient de refoulement
33. Vers l'extérieur il est complètement fermé à l'air, et sa ca- pacité dépasse plusieurs fois le volume de l'électrolyte dépla- ,ce hors de la chambre des électrodes.
Le récipient à électrodes et le récipient de refoulement ont le même fond 34 et communiquent entre eux seulement par l'ouverture de la fente annulaire 35. Lors du fonctionnement une pression de vapeur est créée dans le récipient à électrodes qui déplace l'électrolyte en majeure partie dans le récipient de refou- lement 33. De ce fait l'air est comprimé dans la partie supérieure da récipient de refoulement 33 et il s'y établit essentiellement la même pression que dans le récipient à électrodes.La profondeur de submersion des électrodes diminue avec l'augmentation de la pression, de sorte que la consommation de courant s'adapte au besoin de chaleur.
Lorsqu'on ajoute une substance froide à cuire dans le ré- cipient intérieur 27, une partie de la vapeur comprise entre 27 et 28 se condense et se précipite et la pression de vapeur tombe, de sorte que l'air comprimé dans le récipient de refoulement
33 peut refouler l'électrolyte dans la chaudiere à électrodes 26.
Les électrodes reçoivént alors de nouveau une plus grande quanti- té de courant et couvrent le besoin de chaleur accru.
Dans la forme d'exécution suivant la figure 14 la disposi- tion est similaire,mais dans cet exemple le fond 36 du récipient de refoulement est situé plus bas que le fond 34 de la chaudière à électrodes 26.Un tube 37 va du récipient à électrode s 26 pres- que jusqu'au fond 36 du récipient de refoulement.
La forme d'exécution suivant la figure 15 est similaire à celle suivant la figure 14,sauf que dans l'exemple de la figure 15 la chaudière à électrodes alimente un radiate ur à vapeur 38 et un chaudron ou marmite 39. Par cette figure,on voit également que le récipient de refoulement 33 et la chaudière à électrodes sont formés par des pièces indépendantes mais possèdent un couvercle
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commune Suivant cette forme d'exécution la conduite d'évacuation de vapeur et la conduite pour le produit de condensation sont prévues dans le couvercle,mais elles peuvent.être introduites à tout moment par le côté ou par le fond.Les.électrodes sont disposées de manière à pouvoir être enlevées sans autre démontage.
Après desserrage -ou enlèvement des vis 40 le dispositif peut être démonté en vue du nettoyage des récipients distincts.