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Cette invention concerne un éVa10r8.teur à vaooration -Instal1tan0e et elle a pour but de procurer un appareil de ce genre
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qui présente pour des dimensions physiques données une surface
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d'4vaporation relativenent. grande et qui opère de façon . réduire au minimum l' entrainement des gou+4" 1 /ttes d'eau dans la vapeur
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extraite.
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Ordinairement dans 1.1l1 fiv?.;or2teur à 6vapore.tion instantanée on %vite un e=*c>s d' entrain.r:,cnt en donnant à l'enveloppe des dimensions suffisamment ,:rré'nc1es pquj< réduire au Y1ÏniYtlU"rJ. la vitesse de la vapeur, la vaoeur avec les L1.au.ttelettes d'eau 8ntr;:;1nl;e8 ctant envoyée à uli séparateur qui opère de manière à tamiser les routtelettes en vue de réduire 117en,JraîneT1en.t dans la plus grande mesure possible.
Suivant la Qr4sente invention, 1'a.arc:iJ oeut avoir des dimensions beaucoup plus petites y:rcc que la structure n'est -jas ar)';.)e1RG ? réduire 1,# ùlv.s possible la aUé'nti t-< de :outtG- 10ttûs ena.în4es par 1 valeur cmnr l'espace 7'rvavort.onf Ceci
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pouvant se faire par suite de la disposition de cgicabes cint les bords inférieurs forment une garde hydraulique avec l'eau contenue dans l'enveloppe et qui divisent l'intérieur de celle-ci en des espaces d'évaporation et des espaces de séparation et forcent la vapeur et les gouttelettes d'eau entraînées à s'écouler par une tuyère dont l'extrémité de sortie est située au-dessous de la prise de vapeur de l'espace de séparation de telle sorte que le mélange qui se décharge à une grande vitesse de la tuyère et se rend à la prise de vapeur est soumis à un
renversement de direction dans l'espace de séparation ce qui a pour effet que les gouttelettes d'eau se séparent par la force centrifuge du courant soumis au renversement de sens et frappent la surface de la nappe d'eau située au fond de l'enveloppe de manière à se joindre à cette eau.
Ce but et d'autres encore sont atteints par la présente invention ainsi qu'il ressort de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un évaporateur auquel la présente invention est appliquée;
Fig. 2 en est une vue en coupe trnnsversale suivant la ligne II-II de la Fig. 1 avec les caractéristiques du système associé ;
Fig. 3 est une 'vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la Fig. 1, et
Fig. 4 est une vue fragmentaire en perspective de l'évaporateur.
Comme le montrent ces dessins, l'évapora leur comprend une enveloppe cylindrique 10 dans laquelle est 4tabli un système de chicanes 11 qui divise effectivement l'intérieur de l'enveloppe en des espaces d'évaporation 14 et des espaces de séparation 15.
L'enveloppe est pourvue d'une sortie d'eau 17 à sa partie inférieure destinée à maintenir un niveau d'eau normal désiré dans l'enveloppe.
. Le système de chicanes est composé d'une paire de plaques courbes 1 9-dont les bords inférieurs 20, 20 sont immergés dans
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l'eau qui- se Fi-ouve au rond de l'i 1;vel?j?p- <'e 1:<;Lt.l. sortrc que le{-; espaces d'r'V.'70rc:'''j et lef- 8F,:.'r<(:-=s '.:3e ,C' ; .'1"1 : ont séparés par une garde hydraulique.
Les pisques sor.t ci1tr-?eE' vers le haut de manière à former avec l'S:.1T,:10i)e c'e; c-rtic's (le 1.?. chambre d' évaporation en c1/velor;')FI)1tef l:ivereal1t; vers le haut 21, 21 et présentent de: parties r'?col..t1':-/es vers: le r8S ??, z coopérant l'unE:' avec l'autre pour délimiter un. passade en forme de tuyère 23 s'étendant d'un bout à l'autre de l'enveloppe et dans lequel le mélange d'eau et de vapeur ou média circule ce l'espace d'évaporation à l'espace de séparation.
La partie supérieure de l'espace de séparation possède des prises de vapeur 24 reliées à un dispositif d'aspiration ap- proprié quelconque, tel qu'un condenseur.
Chaque prise 24 est constituée par des éléments tubulai- , res 24a, 24a s'étendant en travers de l'espace en forme de tuyère entre les parois courbes 22, 22 et réunis à celles-ci et à une plaque de fond 24b qui est égale'nent réunie aux parois de la tuyère, de manière à former des entrées de prises de vapeur 24c, 24c s'ouvrant dans l'espace de séparation 15.
De l'eau à une température plus élevée que celle qui correspond à la pression régnant dans l'enveloppe est amenée par des rampes de pulvérisation 26 réparties le long des plaques chicanes 19, 19 et agencées de façon à former une surface d'évaporation relativement grande, les rampes de pulvérisation étant pourvues d'ouvertures distributrices dont la décharge se fait d'une façon générale vers le bas, comme c'est indiqué, de telle sorte que la vapeur dégagée des jets de pulvérisationm est contrainte de subir un renversement de direction en passant par les espaces en développantes dans l'entrée de la tuyère, ce Qui a pour effet de réduire au minimum l'entraînement des gouttelettes d'eau par la vapeur, l'eau s'écoulant au fond de l'enveloppe.
La divergence des espaces en développante permet d'y maintenir une vitesse approximativement constante , suite des additions successives de vapeur aux courants
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qui se dirigent vers l'entrée de la'tuyère.
@ La tuyère:23 s'étend de haut en bas dans l'espace de sépa- ration, de telle sorte que son extrémité de décharge se trouve bien au-dessous des entrées de prise de vapeur, ce qui fait que le mé- lange ou média qui-se décharge de la tuyère et pénètre dans les prises est forcé de subir un renversement de sens et comme la tuyè- re opère de façon à accélérer le média jusqu'à ce qu'il atteigne une vitesse convenablement élevée avec une faible perte de charge et une faible diminution de la chaleur,
cette vitesse permet aux gouttelettes d'eau possédant une énergie cinétique de résister au renversement du courant de telle sorte que les gouttelettes se sé- parent dans une très forte mesure sous l'action de la force centrifuge et viennent frapper la surface de la masse d'eau au fond de cet espace de séparation et se joindre à celle-ci.
Pour éviter que la décharge de la tuyère.ne vienne frapper directement de haut en bas l'eau qui se trouve au fond de l'enve- loppe, il est fait usage, au-dessous de l'extrémité de décharge de la tuyère 'en 30, d'un déflecteur de vapeur et d'un égouttoir s'ten dant d'un bout à lantre de 1:
'enveloppe.. Comme c'est représenté$ le déflecteur, et l'égouttoir ont la forme d'un V renversé dont les côtés ont de préférence des ouvertures d'évacuation, de telle sort que l'eau recueillie sur les parties élevées du déflecteur peut être évacuée en laissant les parties restantes et inférieures relative- ment exemptes d'eau, ce qui fait que le déflecteur remplit les fonctions d'un séparateur, c'est-à-dire qu'il contribue à faire tourner le constituant vapeur vers les prises de vapeur, tandis qu' en même temps, il permet aux gouttelettes d'eau qui y sont re- cueillies d'être évacuées au fpnd de l'enveloppe.
Plus particulière-.. ment, comme c'est représenté, le déflecteur et l'égouttoir sont de - préférence constitués par une pièce en forme de V renversé 31 ayant des côtés concaves, combinée avec des plaques concaves 32 dont les. bords supérieurs recouvrent les bords inférieurs de la pièce en forme de V renversé, de manière à ménager des fentes 33 par lesquel-
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les l'eau recueillie sur la pièce 31 peut s'écouler en laissant les plaques 32 relativement exemptes d'eau, pour remplir leur fonction de.déflecteurs de vapeur.
En fonctionnement, on constatera que si L'eau est conve- nablement évacuée de l'enveloppe, si la prise de vapeur pour l'espa- ce de séparation est reliée à un dispositif d'aspiration approprié ou un dispositif maintenant une basse pression absolue, et si l'eau est envoyée dans les rampes de pulvérisation à une température supérieure à celle qui correspond à la pression maintenue dans l'espace de vaporisation, une partie du jet sera vaporisée. Comme les rampes de pulvérisation sont en nombre suffisant et sont répar- ties le long de la surface extérieure des chicanes pour une e, vel pe de dimensions données, on obtient une surface de dégagement de vapeur relativement grande.
En outre, comme les ouvertures de pulvérisation des rampes sont toutes dirigées de façon que la décharge se fasse d'une manière générale vers le bas, la vapeur dégagée subit un changement de direction en passant' par les espaces en forme de développantes pour se rendre à l'entrée de la tuyère, ce renversement de direction réduit au minimum l'entraînement de l'eau par la vapeur pénétrant dans l'entrée de la tuyère, l'eau continuant à circuler de façon générale de haut en bas et rejoignant' l'eau qui se trouve dans le fond de l'enveloppe.
La tuyère s'étend de haut en bas dans l'espace de ssparation de telle sorte que son extrémité de décharge est espacée bien au-dessous de la prise de vapeur, ce qui fait que la vapeur pénétrant dans la tuyère et y subissant une accélération jusqu'à atteindre une grande vitesse appropriée est forcée de changer d direction avant de pénétrer dans la prise de vapeur, un renversement graduel du courant avec un minimum de tourbillonnement étant assuré par le déflecteur de vapeur en 30, disposé en dessous de l'extrémité de décharge de la tuyère, le déflecteur étant de préférence construit et agencé pour effectuer la séparation de l'es du média qui circula le long de sa surface.
Sous ce rapporta la
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Plft8:g.-dens1té des, g1tette8 d'au S'é(1)l{1.nt avec la '1-
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peur dans la chambre d'évaporation et vers l'entrée delà tuyère tend à faire circuler ces gouttelettes avec une plus grande concentration dans le noyau du courant passant dans la tuyère. Le déflecteur sert donc à faire passer ces gouttelettes de plus grande concentration dans l'eau située au fond de l'enveloppe tout en assurant la déflection du constituant vapeur de manière à l'envoyer vers le dispositif de prise de vapeur.
Par suite de la vitesse acquise en traversant la tuyère, l'énergie cinétique des gouttelettes d'eau entraînées tend à ce qu'elles continuent leur parcours vers le bas et frappent la masse d'eau située au fond de l'espace de séparation, la cohésion des gouttelettes avec l'eau résistant à toute séparation. Ainsi, par suite de l'action de la force centrifuge les gouttelettes d'eau entraînées sont effectivement séparées et la vapeur pénétrant dans la prise ne possède qu'un.faible pourcentage d'eau entraînée.
L'eau peut être amenée à l'évaporateur et en être évacua de toute manière convenable aussi longtemps que la température de l'eau est supérieure à celle qui correspond à la pression maintenue dans l'évaporateur. De même, on comprendra que la vapeur peut être évacuée de l'évaporateur de toute manière appropriée. A titre d'exem ple, sur la Fig. 2 la pompe 32 retire l'eau de la sortie 17 parla conduite 33 et l'envoie dans un chauffe-eau 34 d'où elle est déchargée dans l'entrée 35 d'une boite ou d'un collecteur 36 avec le quel les rampes de pulvérisation 26 communiquent librement. Si l'on emploie un tel équipement pour la remise en circulation, des dispositions devront être prises pour effectuer une purge périodique afin d'éviter une concentration indésirable.
Cela étant, on emploie un branchement de purge 37 pourvu d'une valve 38 et une connexion pour l'eau d'appoint 39 pourvue d'une valve 40 qui s'ouvre sous l'action d'un flotteur 41 lorsque le niveau de l'eau au fond de l'enveloppe descend d'une quantité prédéterminée. Lorsqu'on ouvre la valve 38, l'eau retirée dé l'enveloppe par la.pompe'32 est déchargée par le tuyau de purge 37 et lorsque le niveau de 1'
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eau (t,-4't.tll: 1.t.. flotteur é-; ,# 1 t . '?our ouvrir la valve /.0 et envoie (0 l'eau. ¯'':"1 t5r';i' . 1. ' L . ; .l.. ' i> "L ...u i de .':.îi'V'1.0'')i'. 11 1'121'0, CO:;!:']'} 1:' i.nTiti%.i *1 1?3.jj. ?, Utic pression absolue (,')!1,T.::né'blt;I,Ont basse ou une aspiration est é;:1:ÜÜ:U"..:; dans l'espace de sépara !'ion en bzz 5 u . ; t;tOrs''.1 de la G C? :
C' 7 i. '; w' /';?.pour "; ''t1 E' I' 68 1 vapeur 1' e rtripes (Je V i l '.7 É t1. r l. au CO:'îr' C:1;:::L1T' rurfacc // nui 8':it <? <# ;;1nni\rC' ' c I' " <' X' lm0 t)I'l':';'ia?1 C-,1...,C,r7¯,y.rt -,-,-.7.C-t;i.V': l;:Yl' 1 > t> s s c car la COl'lCrVt]t'yt-,:Lc711 lie 1(1 Vi '711x'.
Î3¯'-LC1 c:u'on n'ait décrit et repr{serlt'h rJ.u'unc seule forme 4 ' exécution do 1 invention il est évi à en lj pour tout 11011]1"lO f 'i 1(1U.er c'uc cE7.1¯e-c; -n . opt m.: J.i1Üt(.e .'lais est susceptible de divers changements et '!;loc1ificnti.ons pans S'tLcrrter c1 e son essence. li bl V F ]\1 D T C I1 16i' ION i ' , 1.- J;v7nora.t'-:ur action int8ntn(c, ca.rJct;fli%1.s4 en ce qu'il COP\rn'end une (mvr10110Ü fi la 1><ir"tii> Lnfr'i.el1 1'(? de laquelle se trouve nor.wt.1<aaer>¯t. une r7.aÇse 0 'em', un [YSU'I)1C de chicanes dont les bords inférieurs pont l''i'!lcrf,0,r; dé-tns]. '0él.l.1 au .fond (le l'enveloppe de façon a. diviser l'intérieur 0(" celle-ci en des chambres ou. espaces d'r<vrtpar8tion et de s0'P8.r±\[;i.on, clos s d fl, r <> o r 1 1 ; 1, F r1c orisc de vapeur comnuniouant avec la n éz r t; f e supérieure de 7.':'r,oar,c (le s i< p >a T.
FL 15 5 ln , 1,m dispositiF rmlverisant et projetant 1. '0rlll dans l'o::w<:1.ce d ' 4 va. porat.i.on, une tuyère for'upc par 1 (; 8y.t' rlle de cllJcr.m,efJ, cebte t1JY0re possédant une entrée en cOTI1.<!1.mlc1-1i"'ion avec la crt:II1Ü)rG d'evaporation et s'otendant vers le bas de manière nue son er.tr<''in. r' r10 décharge se trouve en dessous des dispositifs de nrise de v00ur, de telle sorte que le Itlr'.'lClr"f' d'eau et de valeur ou ':1(fiJf. est sownis p une accélération par sa décharge cie la tuyère et-. subit en se rendant à l'entrée des dispositifs de "ri se fie vaoeur un T00vnrspmont dr' 1 >.. direction de son )Ouv<}\V2nt cans la chambre de sépara h1on ce nui [1 'Jour effet que les gouttelettes d'eau peuvent se snrer ('-1' '"T'D''!er Ja r",,9.s2ed'c8.U pu fond de la chambre de r ' rt r. I i. r'7 i'J et se T' %"! a T1'¯i r ? cette nasse (1' 0:1'1.
2.- Aooareil suivant la revendication l '1 j,n r i. r j. r ' (')1 r (:110 ]]e (';-i,r1!)i)rLA:^. ï de I11J1.v/1"lsé1t-tr.n et (le :>rlîrct:i'Î!1 (,r'I,' yr..t-,.: r;.,-,
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rampes de pulvérisation réparties le long des surfaces extérieures des chicanes et celles-ci coopèrent avec l'enveloppe pour forcer un espace ou une chambre d'évaporation qui diverge du bord inférieur des chicanes vers l'entrée de la tuyère en vue de maintenir une vitesse pratiquement uniforme du courant de vapeur allant à l'entrée de la tuyère.
3. - Appareil suivant la revendication 1, caractérise en ce qu'il comprend un déflecteur à l'intérieur delà chambre de 'séparation et en dessous de l'extrémité de décharge de la tuyère pour contribuer à faire tourner le constituant vapeur venant de a décharge de la tuyère en vue de le faire passer dans les dispositifs de prise de vapeur.
4.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un déflecteur en forme de V renversé à l'intérieur de la chambre de séparation et au-dessous de l'extrémité de décharge de la tuyère pour contribuer à faire tourner le constituant vapeur venant de la décharge de la tuyère, les côtés de ce déflecteur étant pourvus d'ouvertures d'écoulement pour évacuer l'eau de ce dernier.