BE493658A - - Google Patents

Description

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  PERFECTIONNEMENTS AUX GENERATEURS DE VAPEUR   TABULAIRES,      
Cette invention se rapporte à des générateurs de vapeur tubulai= res du genre comportant à l'intérieur d'un récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression un séparateur de vapeur et de liquide centrifuge, l'un des buts visés étant de créer un séparateur centrifuge propre à être employé en combinaison avec un corps sous pression symétrique ou   approxima-   tivement symétrique par rapport à un axe vertical.

   Un autre but est de créer pour un générateur de vapeur un corps de vapeur et de liquide sous pression allongé verticalement, de grande capacité, et pourvu d'un sépara- teur de liquide et de vapeur efficaceo Un pareil corps sous pression pré- sente une grande importance, par exemple   lorsqu?il   est appliqué à un généra- teur de la nature décrite dans le brevet belge déposé ce jour au nom de la demanderesse. 



   La présente invention comprend un générateur de vapeur   compor-   tant à l'intérieur   d'un   récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression un séparateur centrifuge de liquide et de vapeur, dans lequel une chambre   d'entrée   annulaire destinée à recevoir un mélange de vapeur et de liquide des tubes vaporisants est établie entre l'intérieur du corps et une paroi interne,

   tandis qu'une série de passages répartis circonférentiellement sont destinés à décharger le mélange fluide de la chambre d'entrée   tangen-   tiellement ou à peu près tangentiellement dans la région supérieure   d'une   chambre de tourbillonnement pourvue   d'une   sortie de vapeur supérieure et d'une sortie de liquide   inférieureo     L9invention   comprend aussi un générateur de vapeur comportant à   l'intérieur   d'un corps de vapeur et de liquide sous pression un séparateur centrifuge de liquide et de vapeur,

   dans lequel une   chambre-   d'entrée annu- laire destinée à recevoir un mélange de liquide et de vapeur des tubes va- porisants est établie entre l'intérieur   d'un   corps sous pression de forme 

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 allongée verticalement et une paroi interne, tandis qu'une chambre de tour- billonnement pourvue d'une sortie de vapeur supérieure et d'une sortie de liquide   inférieure,   est raccordée dans sa région supérieure à la chambre d'entrée par une série de passages tangentiels ou approximativement tangen- tiels répartis sur la périphérie de la chambre de tourbillonnement. 



   L'invention comprend en outre un générateur de vapeur comportant à l'intérieur d'un corps de vapeur et d'eau sous pression un séparateur cen- trifuge de liquide et de vapeur, dans lequel la partie inférieure du corps est raccordée à un dispositif de descente entouré d'une enveloppe susceptible de résister à la pression interne., scellé à son extrémité supérieure au corps par un joint approprié et renfermant un surchauffeur et un faisceau de tu- bes vaporisants raccordés à leurs extrémités inférieures au dispositif de des- cente et à leurs extrémités supérieures au récipient ou corps à l'intérieur duquel une chambre d'entrée annulaire destinée à recevoir un mélange de va- peur et de liquide des tubes vaporisants est formée entre l'intérieur du corps et une paroi interne,

   tandis qu'une série de passages répartis circon- férentiellement sont destinés à décharger le mélange fluide de la chambre d'entrée tangentiellement ou à peu près tangentiellement dans une région su- périeure d'une chambre de tourbillonnement pourvue d'une sortie de vapeur su- périeure et d'une sortie de liquide inférieure, le surchauffeur étant rac- cordé à l'espace de vapeur à 1?intérieur du corps par un dispositif compre- nant une sortie du corps située sous le niveau du joint. 



   L'invention comprend encore un générateur de vapeur comportant un récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression de section hori- zontale circulaire, une colonne descendante verticale partant de la partie inférieure de ce corps ou récipient, une enveloppe entourant cette colonne descendante, susceptible de fonctionner sous une notable pression interne et constituant intérieurement une chambre de combustion et un passage de gaz contenant un faisceau de tubes vaporisants susceptibles de recevoir du li- quide de la colonne descendante et de décharger un mélange de vapeur et de liquide dans une chambre d'entrée à l'intérieur du corps ou récipient et un séparateur centrifuge établi dans ce dernier pour recevoir le mélange de fluides de la chambre d'entrée et décharger séparément le liquide et la va- peur. 



   On décrira ci-après   l'invention,   à titre   d'exemple,   en se réfé- rant aux dessins annexés, dans lesquels   Fig,.   1 est une vue en perspective isométrique avec arrachement, montrant un récipient ou corps cylindrique de vapeur et d'eau sous pression d'un générateur de vapeur pourvu de dispositifs séparateurs d'eau et de va- peur;   Figo   2 est une vue en coupe longitudinale d'une partie supérieu- re du générateur de vapeur;   Fig.   3 est une vue en coupe horizontale du corps sous pression et du séparateur suivant la ligne   3-3   de la figo 2; 
Fige 4 est une vue en coupe horizontale du corps sous pression et du séparateur suivant la ligne 4-4 de la Fige 2;

     Fige 5   est une vue en coupe horizontale du corps sous pression et du séparateur suivant la ligne 5-5 de la Figo 2; 
Fig. 6 est une vue en coupe horizontale du corps sous pression et du séparateur suivant la ligne   6-6   de la Fige 2; et 
Fige 7 est une vue fragmentaire en coupe verticale suivant la ligne   7-7   de la fige   4,   montrant l'une des entrées de vapeur et d'eau à la chambre de tourbillonnement. 



   Les dessins montrent un récipient sous pression 10 constituant un corps cylindrique de vapeur et d'eau dont l'axe principal est disposé verticalement. Le corps sous pression est placé au sommet d'une colonne des- cendante centrale 12 de grand diamètre, et un espace ou chambre d'entrée de 

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 vapeur et d'eau annulaire   14   situé directement à l'intérieur du corps sous pression 10 reçoit un grand nombre de jets d'un mélange de vapeur et   d'eau   d'un faisceau de tubes vaporisants 16. Ce faisceau de tubes est disposé de la   man@@re   indiquée dans le brevet belge déposé ce jour au nom de la de- manderesse de manière à être soumis aux gaz à haute température d'une cham- bre de combustion située dans le soubassement de la chaudière. 



   La paroi intérieure délimitant la chambre d'entrée 14 est formée   d'une   enveloppe annulaire 18 dont l'extrémité supérieure cylindrique est constituée de sections telles que 18A à 18H assemblées d'une manière amovi- ble par des pinces en C telles que   18K   et 18R. 



   L'extrémité inférieure de   l'enveloppe   18 est en communication avec la colonne descendante 12 et comprend des sections sous forme de seg- ments de tôle de configuration sphérique tels que 20,21, 22 et   23.   Ces sec- tions sont assemblées d'une manière amovible, par des pinces en C semblables aux pinces   18K   et 18R, par exemple, à des pièces fixes telles que 26 à 28 et contribuent à former une paroi interne assurant la fermeture de la partie inférieure de la chambre d'entrée 14.

   L'extrémité inférieure du séparateur comprend aussi un inhibiteur centrifuge 30 comportant des plaques verticales s'intersectant l'une l'autre 31, 32, 31' et 32' et une bague 33 entrant in- timement en prise avec les plaques 20 à 23 dans les positions représentées sur le dessine - 
Les sections de l'enveloppe   18   peuvent être introduites à l'in- térieur du corps 10 et en être enlevées par le trou d'homme   11   ménagé au som- met du corps. Ainsi, on peut avoir accès aux pinces en C pour la fixation des sections d'enveloppe 18, de la partie centrale inférieure du corps après avoir enlevé les parties superposées, 
Les mélanges de vapeur et d'eau à hautes pressions pénètrent par les tubes vaporisants dans la chambre d'entrée 14.

   Les points d'entrée se trouvent sous le niveau normal 35 de l'eauo De la partie supérieure de la chambre d'entrée 14, le courant de vapeur et d'eau circule à travers des pas- sages d'entrée 40 à 51. Ces passages sont disposés à peu près tangentielle- ment à la chambre de tourbillonnement formée par une enveloppe interne 600 La disposition des passages par rapport à la chambre de   tourbillonnement   est représentée particulièrement sur la Fig.

   4, les parois verticales des pas- sages d'entrée étant formées par un ensemble de corps tubulaires, creux, semblables 70 à 81 qui peuvent être assimilés à des aubes de   guidage.   Ces corps creux sont effilés vers l'extérieur comme c'est indiqué sur la Figo 2 et sont fixés en position par assemblage au corps sous   pression-Chacune   des aubes de guidage telles que 70 est formée de deux éléments métalliques com-   plémentaires   creux tels que 70B et 70A   '(Figs.   4 et 7) et le passage contigu, tel que 40 est dirigé de haut en bas par la cloison 70C, la tôle supérieure   70D   et la tôle inférieure 70Ee Sur la fig.

   7 les éléments métalliques 70B et 70A sont représentés comme étant pourvus de brides coopérantes   70F,   70G, 70H et 70K qui sont boulonnées ensemble pour former l'aube de guidage composée 70. Ces aubes composées sont maintenues en position par fixation de la pla- que 70D à la bague 84 et par fixation en d'autres points tels que 86, 88 et 900 Les tôles supérieures 70D sont susceptibles de coopérer avec la bague 84 pour former un scellement destiné à empêcher toute fuite du mélange de vapeur et d'eau de la chambre d'entrée 14 à la chambre de vapeur séparée au-dessus de la chambre de tourbillonnement et assurer le passage du mélange à travers les passages tangentiels 40 à 51. Lorsque les éléments dont les aubes de guidage sont formées sont démontés on peut les enlever par le trou   dénomme   11.

   L'enveloppe interne 60 est aussi convenablement formée de sections amc- vibleso 
Les passages 40 à 51 dirigent des jets de vapeur et d'eau vers l'intérieur à une vitesse telle qu'il se produit une action séparatrice   ef-   ficace par la force centrifuge, à l'intérieur de la chambre de tourbillon- nement, le fluide le plus lourd étant projeté vers la paroi de l'enveloppe 60 d'où il est déchargé de   l'extrémité   inférieure de la chambre de tourbil- lonnement à travers le passage annulaire indiqué en 92. Une série d'aubes 

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 inclinées de haut en bas 93, se recouvrant comme   c'est   indiqué en 94 sont disposées   dans 00   passage. Ces aubes séparent le passage 92 en huit ouvertu- res.

   Le fond de la chambre de tourbillonnement est fermé dune autre manière par une construction en tôles comportant une tôle d'accès mobile centrale 96 articulée à charnières   d'un.   côtéL'eau séparée déchargée de haut en bas à travers les ouvertures du passage annulaire 92 s'écoule par la partie infé- rieure dé   l'enveloppe   18 dans la colonne descendante 12 et de là dans un corps   cylindrique   ou autre récipient sous pression disposé à la base de la colonne descendante et raccordé aux extrémités inférieures ou d'entrée des tubes vaporisants. 



   Lorsque le séparateur se trouve en action, la vapeur se recueille dans la partie centrale de l'enveloppe 60 de la chambre de tourbillonnement et s'échappe de cet endroit de bas en haut à travers la sortie 100 de la chambre de tourbillonnement et entre les tôles ondulées verticales, convena- blement espacées horizontalement d'un séparateur auxiliaire   1020  La vapeur est conduite   de 'l'espace   situé au-dessus de ce séparateur auxiliaire par des connexions appropriées en un point où elle est soumise à un traitement ultérieur ou utilisée 
Dans   l'installation   particulière représentée sur les dessins,

   la vapeur sortant du séparateur auxiliaire 102 est conduite à un surchauf- feur comportant un faisceau de tubes verticaux   104.   Ce surchauffeur est mon- té dans une partie de l'espace annulaire qui entoure la colonne descendante 12, de manière à se trouver dans le parcours du courant de gaz venant de la chambre de combustion. 



   Les extrémités d'entrée des tubes surchauffeurs sont raccordées à un collecteur de surchauffeur 110, s'étendant à peu près radialement, qui reçoit la vapeur d'un raccord tubulaire 112 passant au travers de la paroi' du corps sous pression   10,   comme   c'est   indiqué sur les Figs; 2 et 3.

   Comme le montre particulièrement cette dernière figure, l'extrémité interne du raccord tubulaire   112   est pourvue de branchements latéraux   114   et 116 qui sont raccordés par des tubes   118   et 120 aux extrémi-tés inférieures de pièces tubulaires   verticales   122 et 124.   Celles-ci   ont   à   peu près la même-section transversale triangulaire que les éléments d'aubes de guidage internes 70B, mais elles sont plus longues que ces éléments et des parties intermédiaires de ces pièces constituent des éléments d'aubes de guidage.

   Par exemple, la pièce tubulaire 124, raccordée au tube   120 et   contribuant à former l'aube de guidage   77,   s'étend verticalement au travers de la plaque supérieure 70D qu'elle dépasse pour pénétrer dans l'espace de vapeur séparé. Les pièces tubulaires 122 et   124   s'étendent aussi vers le bas entre l'enveloppe 18 et la paroi 60 de la chambre de tourbillonnement jusqu'en un point situé au- dessus du niveau de la plaque d'accès 96. De même, l'élément tubulaire 122 de l'aube de guidage 80, part de   Isolément   118 au-dessous de la chambre de tourbillonnement de bas en haut jusqu'en un point situé à l'intérieur de l'espace de vapeur au-dessus du séparateur auxiliaire   102  Ceci est indiqué particulièrement sur la Fige 2 des dessins. 



   Au raccord tubulaire 112 est relié un conduit 130, comme le mon- tre la Fig. 3e Des branchements tubulaires supplémentaires 136 et 138 s'é- tendent en travers de la chambre d'eau au-dessous du fond de la chambre de tourbillonnement jusqu'aux pièces tubulaires verticales 140 et   142,   qui sont construites et disposées   dune   manière similaire aux pièces tubulaires 122 et 1240 Ainsi les conduits   140   et 142 contribuent à former les aubes 72 et 74   respectivement   et se terminent dans la chambre de vapeur du corps sous pression 10,   au,..dessus   du séparateur auxiliaire 102. 



   La Vapeur passe du collecteur d'entrée 110 du surchauffeur à travers les tubes du faisceau 104 dans un collecteur de sortie de   surchauf-   feur 151, et de là à travers le conduit 152 à 1?endroit d'utilisationo 
Les tubes vaporisants, le ou les foyers ou chambres de combus- tion, et les tubes de surchauffeur sont enfermés dans une enveloppe métal-   lique cylindrique 150 pourvue d'une connexion étanche à la pression 150' avec la chambre de vapeur et d'eau 10 à son extrémité supérieure, et d'une @   

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 connexion semblable avec une chambre d'eau inférieure. Ceci permet au foyer de fonctionner sous de fortes pressions de gaz. 



   Dans le mode de construction représenté et décrit ci-dessus, les pièces tubulaires 122, 124, 140 et 142, constituant des connexions de vapeur saturée, s'étendent de haut en bas dans le corps cylindrique de la chambre de vapeur située au-dessus de la chambre de tourbillonnement jusqu'en des points situés au-dessous de la sortie d'eau dirigée venant de la chambre de tourbillonnement sans réduction notable de l'espace utile du corps   cylindri-   que, tandis que le raccord tubulaire 112 et les connexions qui y conduisent sont disposés à une hauteur telle que le raccord tubulaire peut être relié directement au collecteur 110 du surchauffeur sans passer dans la chambre de pression externe 150. On évite ainsi les mouvements différentiels dus à la dilatation entre le corps de vapeur et d'eau et le collecteur d'entrée du sur chauffeur. 



   La forme de construction décrite comporte un séparateur de va- peur et de liquide combiné avec un récipient ou un corps cylindrique de   va-   peur et d'eau sous pression, de manière à permettre avantageusement des con- nexions de faible longueur avec le surchauffeur. 



   La chaudière est susceptible d'une capacité de   vaporisation   éle- vée et de fournir de la vapeur sensiblement sèche et les différentes parties des séparateurs de vapeur et d'eau peuvent être introduites ou enlevées par le trou   d'homme    
REVENDICATIONS.      



   1. - Générateur de vapeur comportant à l'intérieur d'un récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression un séparateur centrifuge de liquide et de vapeur, caractérisé en ce qu'une chambre d'entrée annulaire destinée à recevoir un mélange de vapeur et de liquide d'une série de tubes vaporisants est ménagée entre l'intérieur du corps et une paroi interne, tandis qu'une série de passages répartis circonférentiellement sont établis de manière à décharger le mélange de fluides de la chambre d'entrée   tangen-   tiellement ou à peu près tangentiellement dans une région supérieure d'une chambre de tourbillonnement ayant une sortie de vapeur supérieure et une sor- tie de liquide inférieure.

Claims (1)

1. 2. - Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sorties des passages sont disposées côte-à-côte sur toute la périphérie de la chambre de tourbillonnement.

   3. - Générateur de vapeur comportant à l'intérieur d'un réci- pient ou corps de vapeur et de liquide sous pression un séparateur centri- fuge de liquide et de vapeur, caractérisé en ce qu'une chambre d'entrée annu- laire destinée à recevoir le mélange de vapeur et de liquide d'une série de tubes vaporisants est ménagée entre l'intérieur d'un récipient ou corps sous pression de forme allongée verticalement et une paroi interne., et en ce qu'une chambre de tourbillonnement ayant une sortie de vapeur supérieure et une sortie de liquide inférieure est raccordée à une région supérieure à la chambre d'entrée par une série de passages tangentiels ou approximativement tangentiels répartis sur la périphérie de la chambre de tourbillonnement.

   4. - Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le récipient ou corps est pourvu¯, sous le niveau du fond de la chambre de tourbillonnement d'une sortie de va- peur raccordée à la chambre ou espace de vapeur situé à l'intérieur du réci- pient ou corps au-dessus de la chambre de tourbillonnement.

   50 - Générateur de vapeur, comportant à l'intérieur du récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression un séparateur centrifuge'de liquide et de vapeur, caractérisé en ce que le fond du corps est raccordé à un dispositif à colonne descendante entouré d'une enveloppe susceptible de résister à une pression interne, scellée à son extrémité supérieure au corps <Desc/Clms Page number 6> ou récipient par un joint approprié et renfermant un surchauffeur et un fais- ceau de tubes vaporisants reliés à leurs extrémités inférieures à la colonne descendante et à leurs extrémités supérieures au récipient ou corps, une cham- bre d'entrée annulaire étant formée à lintérieur de cette enveloppe,

   entre l'intérieur du récipient ou corps et une paroi interne pour recevoir le mé- lange de vapeur et de liquide venant des tubes vaporisants, tandis qu'une série de passages répartis circonférentiellement sont établis pour décharger le mélange de fluides de la chambre d'entrée tangentiellement ou à peu près tangentiellement dans une région supérieure d'une chambre de tourbillonnement ayant une sortie de vapeur supérieure et une sortie de liquide inférieure, et en ce que le surchauffeur est raccordé à la chambre à l'intérieur du ré- cipient ou corps par des dispositifs comportant une sortie du corps ménagée sous le niveau du joint.

   60 - Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les passages sont inclinés vers le fond de la chambre de tourbillonnement,, 7. - Générateur de vapeur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la section transversale de chaque passage est allongée dans la di- rection de l'axe de la chambre de tourbillonnement et en ce que le passage est divisé en sections par des dispositifs de cloisonnement s'étendant le long du passage en travers de sa partie la plus étroite 8.

   - Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes., caractérisé en ce que le fond de la chambre de tourbillon- nement est pourvu d'une sortie périphérique annulaire munie d'aubes de gui- dage inclinées de haut en bas et se recouvrant l'une l'autre.

   90 - Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne et le dispositif qui forme le passage sont établis en sections et peuvent être démontés faci- lement, les sections présentant des dimensions permettant de les introduire dans le récipient ou corps ou de les en retirer par un trou d'homme.

   10.- Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'une colonne descendante unique de diamètre relativement grand conduit du fond du corps à un corps basse pression auquel sont raccordés des tubes vaporisants susceptibles de se décharger dans la chambre d'entrée.

   11. - Générateur de vapeur caractérisé par un récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression, de section transversale horizontale circulaire, un dispositif à colonne descendante verticale partant du fond du récipient ou corps, une enveloppe entourant la colonne descendante, per- mettant le fonctionnement sous une notable pression interne et formant inté- rieurement une chambre de combustion et un parcours de gaz renfermant un fais- ceau de tubes vaporisants susceptibles de recevoir le liquide venant de la colonne descendante et de décharger le mélange de vapeur et de liquide dans une chambre d'entrée à l'intérieur du récipient ou corps., et un séparateur centrifuge à l'intérieur de ce dernier,

   destiné à recevoir le mélange de flui- des de la chambre d'entrée et décharger séparément le liquide et la vapeuro 120 - Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce que les passages menant de la chambre d'en- trée dans la chambre de tourbillonnement sont disposés dans une partie su- périeure de plus grand diamètre du récipient ou corps.

   13. - Générateur de vapeur suivant les revendications 4 ou 5, ca- ractérisé en ce que les aubes formant les passages sont constituées d'éléments creux qui servent à conduire la vapeur d'un espace ou chambre de vapeur au- dessus de la chambre de tourbillonnement de haut en bas à un raccordement tu- bulaire passant au travers de la paroi du corps ou récipient.

   14. - Générateur de vapeur suivant la revendication 10, caractéri- sé en ce que des inhibiteurs de tourbillonnement sont établis entre la sor- tie de liquide de la chambre de tourbillonnement et l'entrée vers la colonne <Desc/Clms Page number 7> descendante., 15. - Générateur de vapeur,caractérisé par un récipient ou corps de vapeur et de liquide sous pression pourvu d'une colonne descendante, com= portant un séparateur de vapeur et de liquide et combiné avec une enveloppe résistant aux pressions et contenant une chambre de combustion, un faisceau de tubes vaporisants et un surchauffeur,' le tout aménagé et susceptible de fonctionner en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.