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Générateur de vapeur
On emploie de plus en plus, dans les générateurs de vapeur modernes, des tubes serpentins relativement longs, de préférence de diamètre intérieur réduit, pour y engendrer la vapeur. Leurs principaux avantages sont qu'ils occupent considérablement moins de place, qu'ils offrent une surface de chauffe excessivement efficace, et finalement - en particulier pour les pressions élevées de vapeur - qu'ils permettent une grande réduction de poids, par le fait de la faible épaisseur requise pour les tubes.
Que la circulation dans les serpentins soit forcée ou naturelle, l'eau n'y circule pas toujours avec régularité, mais est soumise à des mouvements pulsatoires, qui provoquent souvent des impulsions considérables de débit dans le sens convenable, alternant avec des périodes de débit insignifiant, et même de rétrogression.
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Ces pulsations peuvent, Dans certaines circonstances, provoquer des troubles (le circulation, et occasionnellement, mettre en danger le fonctionnement de l'installation.
Si, comme c'est généralement le cas, un grand nombre de -tubes serpentins sont connectés à un collecteur d'entrée commun, recevant l'eau de circulation d'un séparateur de vapeur commun à plusieurs collecteurs d'entrée, les pulsations peuvent provoquer périodiquement ou occasionnellement des rentrées de vapeur dans les collecteurs. Bien que les impulsions de débit se produisant dans le sens convenable puissent éventuellement renvoyer la vapeur dans les tubes générateurs, son mouvement peut dans l'intervalle avoir influencé défavorablement le processus de circulation.
Dans le cas où, par exemple, des bulles de vapeur pénétreraient non seulement dans le collecteur d'entrée, mais également dans les conduites de retour fournissant l'eau de circulation,à ce collecteur, toute bulle de vapeur qui pour une raison ou pour une autre resterait dans les conduites de retour, malgré la circulation, est sus- ceptible d'empêcher d'une manière plus ou moins considé- rable l'eau de circulation d'entrer dans le collecteur d'entrée et, également, par conséquent, dans les tubes serpentins.
.En particulier, si les tubes de descente véhiculent l'eau vers le collecteur d'entrée par gravité, créant ainsi une circulation naturelle dans les tubes serpentins, la vapeur entrant dans ces tubes de descente peut déran- ger toute la circulation, car une circulation naturelle, de toute évidence, est produite et maintenue par la diffé- rence de poids spécifique entre la colonne d'eau dans les tubes de descente et la colonne d'émulsion de vapeur dans
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les tubes générateurs de vapeur et les tubes ascendants.
Si suffisamment de vapeur devait entrer dans les tubes de descente, cette différence de poids pourrait diminuer jusqu'à devenir insignifiante, ce qui aurait naturellement un effet nuisible sur la circulation. La conséquence peut être que trop peu d'eau atteigne les tubes serpentins pour que l'installation puisse fonctionner en sécurité.
Dans l'éventualité où les tubes serpentins sont rattachés au collecteur d'entrée à des niveaux différents, la vapeur envoyée en eux par les pulsations peut également altérer considérablement la distribution de l'eau de circulation dans les différents tubes serpentins. La vapeur monte jusqu'au sommet du collecteur d'entrée, et peut même avoir le temps de s'y rassembler en quantité suffisante pour déplacer une partie de l'eau avant d'être de nouveau envoyée dans les serpentins.
Quoiqu'il en soit, la vapeur se concentre dans la partie supérieure du collecteur d'entrée, et les serpentins situés le plus haut, par conséquent, ne sont plus alimentés uniquement avec de l'eau, mais avec un mélange d'eau et de vapeur, qui peut contenir si peu d'eau que celle-ci soit déjà complètement portée à l'ébulition avant d'avoir atteint les extrémités opposées des serpentins, où les dépôts salins, croissant graduellement, peuvent rapidement occasionner des ruptures de tubes.
Le problème consistant à empêcher les effets préjudiciables du débit pulsatoire dans les tubes générateurs de vapeur est résolu par la présente invention, de la façon suivante : la vapeur peut pénétrer dans le collecteur d'entrée, mais en est éliminée aussi rapidement que possible et de telle manière qu'elle ne provoque aucun de.s troubles venant d'être décrits.
Toute bulle de vapeur pénétrant dans le collecteur
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d'entrée en est prélevée par un ou plusieurs tubes d'é- chappement spéciaux, qui la conduisent dans un réservoir de vapeur faisantpartie du Générateur, situé à un niveau supérieur à celui du collecteur d'entrée et en aval des tubes générateurs de vapeur du système circulatoire, par exemple dans le collecteur de sortie rassemblant la va- peur produite dans les tubes générateurs de vapeur, ou dans les tubes ascendants conduisant le mélange de vapeur et d'eau de ce collecteur de sortie au séparateur de va- peur, ou - finalement -directement dans la réserve de vapeur du séparateur (le vapeur.
Comme les tubes d'échap- pement sont toujours reliés directement ou indirectement à la réserve de vapeur du séparateur de vapeur, et jamais à la réserve d'eau du séparateur, ils ne peuvent jamais fonctionner comme tubes de descente.
Les détails de construction et la manière selon laquelle fonctionne le dispositif sont indiqués par les figures 1 à 3 ci-jointes.
La figure 1 représente, en élévation, une partie d'un générateur de vapeur, aménagé en vue de la circula- tion naturelle. La ligne en traits mixtes 8 représente une des parois du foyer, uniformément recouverte par les tubes générateurs de vapeur 5, qui sont constitués :\ l'élide de tubes serpentins de faible diamètre intérieur. Ces tubes serpentins reçoivent la chaleur transmise par les flammes du foyer, principalement par rayonnement. L'eau estamenée dans les serpentins directement par gravité, à partir de la réserve d'eau contenue dans le séparateur de vapeur 1, par l'intermédiaire du tube de descente 2 et du collecteur d'entrée 3, auquel les tubes serpentins sont directement raccordés.
Les tubes serpentins débouchent dans le collec- teur de sortie 6, dans lequel ils débitent un mélange d'eau et de vapeur. Ce mélange est ensuite amené, par le tube
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ascendant ?, au séparateur de vapeur 1, où la vapeur est séparée de l'eau.
La vapeur entrant occasionnellement ou périodiquement dans le collecteur d'entrée 3 s'échappe vers le séparateur de vapeur 1, en même temps qu'une partie de l'eau, par le tube d'échappement 4. A cause de la vapeur circulant vers le haut dans le tuyau d'échappement, une différence de pression considérable s'établit entre la colonne d'eau dans le tube de descente 2 et la colonne d'eau et devapeur dans le tube d'échappement 4. Cette différence de pression provoque une circulation d'eau considérable dans le tuyau d'Échappement, qui élimine effectivement et rapidement les bulles de vapeur introduites dans le collecteur d'entrée 3, provenant des pulsations.
Le.joint liquide 9 de la figure, qui connecte le tube de descente 2 avec le collecteur d'entrée 3, d'autre part, empêche toute circulation en retour de vapeur par le tube de descente, et par conséquent, toutes pertubbations de la circulation pouvant en -résulter sont évitées. On obtient ainsi une double circulation, une par les tubes serpentins et le tube ascendant, l'autre par le tube d'échappement. Le tube de descente est commun aux deux systèmes de circulation.
La figure 2 est une coupe d'un carneau vertical,dans lequel les gaz de combustion d'un foyer d'un type quelconque circulent de haut en bas, abandonnant leur chaleur à un certain nombre de tubes serpentins générateurs de vapeur 21. Ces serpentins sont connectés à un collecteur d'entrée horizontal 19, visible en coupe à droite de la figure. Les serpentins sont raccordés directement au séparateur de vapeur 17.
La figure 3 représente le générateur de vapeur faisant l'objet de la figure 2, vu par la droite ; permet en
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particulier d'étudier la disposition des tubes au collecteur d'entrée. L'eau arrive au coll ecteur d'entrée, venant du séparateur de vapeur 17, par le tube de descente 18, lequel, avant de pénétrer dans le collecteur d'entrée 19, est recourbé pour former un joint liquide 20, pour empêcher la vapeur qui pourrait revenir dans le collecteur d'entrée de remonter par la partie verticale du tube de descente 18. La vapeur passe par conséquent par le tube d'échappement 22, directement dans le séparateur de vapeur 17.
Dans ce cas, c'est donc le joint liquide 20 qui empeche tout retour de vapeur par la partie verticale du tube de descente, et assure le fonctionnement du tube d'échappement comme tube d'échappement, et celui du tube de descente comme tube d'alimentation, bien nyze ces deux tubes connectent le séparateur de vapeur au collecteur d'entrée, etse raccordent à ce dernier au même niveau. Comme les tubes serpentins sont connectés à la partie inférieure du collecteur d'entrée, la vapeur qui y reviendrait des tubes serpentins se rassemblerait principalement à son sommet, étant donné son poids spécifique plus faible, et ne pourrait de ce fait rentrer dans les serpentins, aux moments où il se produit une circulation dans le sens convenable, à l'entrée des serpentins.
De l'eau sera donc toujours fournie aux serpentins, même si ceux-ci sont susceptibles de débiter de la vapeur dans le collecteur d'entrée. On assure de cette manière une distribution égale de l'eau de circulation aux différents tubes serpentins, et par conséquent, le refroidissement satisfaisant des serpentins pendant le fonctionnement.
L'application de la présente disposition n'est évidemment pas limitée aux différentes réalisations représen- tées par les figures 1 à 3. Plusieurs autres possibilités
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d'application sont à considérer. Elles ont toutes ceci de commun cependant, que la vapeur est engendrée dans des tubes serpentins connectés en parallèle, raccordés à un collecteur d'entrée commun. Ce dernier est à raccorder au séparateur de vapeur par un ou plusieurs tubes de descen- te, habituellement calorifugés, et, de plus, par un ou plusieurs tubes d'échappement.
De manière à s'assurer que la vapeur arrivant au collecteur d'entrée le quitte réel- lement par les tubes d'échappement, et non par les tubes de descente, ces derniers sont.pourvus de dispositifs d'obstruction de différents genres, tels par exemple, que les joints d'eau représentés aux figures.
D'autres dispo- sitifs d'obstruction tout aussi efficaces sont toutefois à considérer également, par exemple, des ajutages étran- gleurs de différents genres, placés dans les tubes de descente, ou simplement de longues parties horizontales de ces mêmes tubes, qui empêchent la vapeur d'arriver dans ' la partie verticale du tube de descente avant d'avoir déjà trouvé sa voie vers le tube d'échappement, et par conséquent, provoqué dans ce tube un courant intense vers le haut, lequel courant entraîne avec lui-même la vapeur ayant déj.à pénétré dans le tube de descente. Lorsque les tubes de descente sont pourvus d'obstructions semblables, les tubes d'échappement sont rendus en même temps aussi dégagés que possible d'obstructions, de sorte que la va- peur peut trouver un chemin très aisé vers ces tubes.
Un même générateur de vapeur peut évidemment com- porter plusieurs systèmes de surfaces de chauffe sembla- bles différents, chacun de ces systèmes comportant ses tu- bes de descente, ses collecteurs d'entrée et ses tubes d'échappement.
Pour finir, l'invention est applicable non seulement aux tubes serpentins des figures 1 à 3, qui sont consti-
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tues de parties rectilignes et horizontales de tubes, et de coudes de retour verticaux qui les réunissent, mais encore à des tubes serpentins de n'importe quelle forme arbitraire, pouvant être constitués de parties de tubes rectilignes ou courbes de n'importe quelle direction arbitraire par rapport à la direction de circulation.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.