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La présente invention concerne un générateur de vapeur.
Dans tous les échangeurs tubulaires de chaleur, sauf ceux à grand volume d'eau, le fluide à utiliser circule rapidement entre la base et le sommet de l'échangeur.
Cependant, cette circulation est freinée avec des dia- phragmes ou tubes de descente limités, ou avec d'autres moyens parce que l'on ne parvient pas à la distribuer uniformément dans les tubes de descente, ou parce que, si elle était laissée libre, le collecteur devrait être très large pour séparer la quantité accrue de fluide circulant.
Par contre, la demande croissante pour de plus hautes pressions d'exercice, crée la nécessité de réduire toujours davantage.le diamètre des dits collecteurs, et celle, par con- séquent de freiner la circulation du liquide chauffé, avec danger de brûlures de tubes, etc.
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Le générateur de vapeur suivant l'invention résout ces problèmes et est substantiellement du fait qu'il est constitué par un collecteur principal séparateur de vapeur et par au moins un élément formé par une série de tubes bouilleurs et par une série de tubes de descente, chacune aboutissant à au moins deux collecteurs secondaires, substantiellement hori- zontaux, au plus haut d'entre lesquels aboutissent les extré- mités supérieures des tubes des deux séries, et au plus bas desquels aboutissent les extrémités inférieures des deux sé- ries de tubes, le collecteur séparateur secondaire supérieur étant relié hydrauliquement avec le collecteur séparateur principal.
L'invention sera décrite par référence aux dessins sché- matiques annexés, description et dessins étant donnés à seul titre d'exemple 'indicatif, ne limitant pas la portée de l'in- vention.
La fig. 1 est une élévation frontale,partiellement sec- tionnée, de l'un des éléments constituant le générateur de vapeur;
La fig. 2 en est une élévation latérale,
La fig. 3 est une section horizontale suivant la ligne 111-111'de la fig. 1.
Les figs. 4 et 5 montrent en élévation deux variantes de réalisation de l'invention.
En se référant aux dites figures, par A sont indiqués les tubes destinés.à porter vers le haut le liquide plus chaud (tubes bouilleurs), tandis que B représente les tubes repor- tant en bas le liquide moind chaud (tube de descente). Les tubes A, 'lesquels, dans l'exemple illustré, sont en contact entre eux le long d'une génératrice, sont directement exposés à la chaleur de la chambre de combustion (dont les tubes mêmes délimitent une paroi) tandis que les tubes B (tubes de descente) sont frôlés par les gaz chauds en un deuxième tour
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de fumée. Il est entendu, naturellement, que les tubes bouilleurs A peuvent aussi être, au moins en partie, espacés entre eux, et peuvent, au contraire, être, au moins en partie, én contact entre eux et les tubes de descente B.
Dans l'exemple illustré aux figs. 1 à 3, les tubes A ont leur extrémité supérieure 1 courbée en arc et effilée, de façon à se relier au tube collecteur supérieur horizontal
C selon .une direction radiale inclinée par rapport à la verti- cale (à ,l'exemple illustré la dite direction est sensiblement horizontale). Les tubes de descente B ont à leur tour leur extrémité inférieure courbée en arc et effilée de manière à se relier au tube collecteur horizontal inférieur D suivant une direction radiale inclinée par rapport à la verticale (direction, qui est sensiblement horizontale.sur le dessin).
Les autres extrémités 3 et 4 des tubes A et B sont, au con- traire, alignées avec le tube même et se relient aux collec- teurs respectifs D et C, selon une direction sensiblement verticale.
Les courbements des extrémités 1 et 2 réalisent un pre- mier avantage substantiel, dû à l'élasticité du système, par laquelle même de sensibles non-uniformités du système causent des allongements thermiques qui sont amplement absorbés par l'élasticité des parties courbes en éliminant tout danger de rupture.
Un deuxième résultat est constitué par le fait que le fluide chaud porté-par-les tubes bouilleurs A se verse dans le collecteur C a une hauteur supérieure à celle de l'attache du bout 4 des tubes de- descente B (extrémités qui se trouvent en correspondance de la partie la plus basse du collecteur C), de manière à réaliser une séparation efficace de la vapeur (le- quel est prélevé d'un ou plusieurs conduits verticaux 5) tandis que le liquide séparé redscend à travers les tubes B, ce qui assure une circulation élevée et une séparation efficace.
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Circulation et séparation localisées dans le collecteur se- condaire C venant d'être décrit évitent qu'au collecteur-' séparatéur principal '(non illustré) ne soit confié la tâche précise de la séparation de la vapeur, ce qui nécessiterait d'amples raccords tubulaires avec le collecteur C, et ralen- tirait immanquablement la circulation.
Afin d'améliorer l'effet de circulation et de séparation, le bout 1 des tubes A pourra pénétrer, au moins en partie, à l'intérieur du collecteur C.
L'effilage des extrémités 1 et 2 des tubes, outre à fa- ciliter la soudure des dites extrémités des tubes à leurs 'collecteurs respectifs, améliore l'effet d'élasticité du sys- tème et facilite le façonnage des tubes mêmes.
A la fig. 1 il est indiqué par C le conduit d'alimenta- tion du générateur. Dans l'exemple illustré, l'extrémité in- férieure 3 des tubes A est aussi effilée, tandis que l'ex- trémité supérieure 4 des tubes B garde son plein diamètre afin d'améliorer la sortie du liquide plus froid.
.La réduction en diamètre en général ne dépasse pas 50% du diamètre initial.
Dans le dispositif décrit on réalise, en substance, uns circulation rapide et totale du liquide dans les tubes A et B et dans les collecteurs secondaires C et D., alors que de cette circulation rapide on dérive une circulation partielle du même fluide entre le collecteur séparateur se- condaire C et le'principal non illustré, ce dernier disposé substantiellement au dehors de l'ambiance chauffante.
Dans l'exemple'selon la fig. 4 (où les parties corres- pondantes à celles décrites sont indiquées par les mêmes référencesmunies d'un accent) les tubes bouilleurs A' aboutissent au collecteur auxiliaire supérieur C' en se connectant à la partie inférieure de celui-ci et pénétrant
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.pour une certaine hauteur dans le collecteur même, de manière à porter le fluide à séparer à une hauteur supérieure à celle de dérivation de l'eau retournant en cycle à travers des tubes;- de descente B'.
Ceux-ci comprennent un collecteur supérieur intermédiaire E'. Des collecteurs supérieurs C' et E partent les tronçons tubulaires 5' et 8 aboutissant au collecteur sé- parateur principal F (formé de plusieurs tubes horizontaux reliés par"de petits tronçons transversaux), et précisément- le collecteur C' aboutit à la partie haute du collecteur F, tandis que le collecteur intermédiaire E aboutit à la partie inférieure du collecteur F, la forte circulation s'établit dans les tubes A', C', B' et D' avec séparation de la vapeur dans le collecteur C', tandis que la circulation secondaire s'établit entre le collecteur C', le collecteur principal F et.le collecteur E.
Il suffit aussi de peu de tubes 5' et 8 de connexion entre les parties, et en cas de manutention du générateur, les tubes 5' et-8 peuvent être coupés, et l'une des deux parties de l'élément peut même être intégra- lement substituée.
Dans la fig. 5 les parties correspondantes à celles décrites sont contre indiquées par les mêmes références mais avec un double accent. La chambre à combustion G est indi- vidualisée par les parois formées par les tubes bouilleurs
A' de deux éléments dont celui de droite est du type illus- tré aux figs. 1 a 3 et celui de gauche par un type semblable à ce qui est illustré à la fig. 4. Les deux collecteurs secondaires C" sont reliés avec les tubes 5" à la partie su- périeure du collecteur séparateur principal P" (formé par un récipient cylindrique unique) disposé à l'extérieur de la partie chauffante du générateur (chambre à combustion).
La partie inférieure du collecteur P" est reliée par les tubes de descente B" de l'élément de gauche. Les collecteurs secondaires inférieurs D" sont alimentés avec
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de l'eau provenant du conduit 9.
Une autre alimentation est prévue au collecteur principal Fil par le tube 10; du tuyau 11 on prélève la vapeur.
Les avantages réalisés par le dispositif selon l'inven- tion sont surtout :
Une prompte absorption de charges thermiques, du fait que si celles-ci augmentent, la vitesse de circulation du fluide chauffé augmente aussi automatiquement;
Les collecteurs séparateurs ont de petites dimensions et sont, par conséquent, mieux adaptés aux hautes pressions; Les.collecteurs sont aisément séparables du circuit restant en cas de substitutions, rechanges, etc.
Il est naturellement entendu que les particularités de réalisation du générateur pourront même différer des exemples illustrés, sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.-Générateur de vapeur caractérisé en ce qu'il est constitué par un collecteur principal séparateur de vapeur et par au moins un élément formé par une série de tubes bouil- leurs et par une série de tubes de descente, chaque série aboutissant à au moins deux collecteurs secondaires substan- tiellement horizontaux, au plus haut desquels aboutissent les extrémités supérieures des tubes des deux séries, et au plus bas, aboutissent les extrémités inférieures des deux séries de tubes, le collecteur supérieur secondaire étant relié hydrauliquement avec le collecteur supérieur principal.
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