<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative à un circuit fermé de chauf- fage au moyen d'un fluide à l'état gazeux et condensable à l'état liquide, ce circuit comprenant au moins un appareil thermique d'uti- lisation de la chaleur latente de vaporisation du fluide à l'état gazeux.
Comme fluide chauffant, on peut utiliser des corps composés travaillant normalement à l'état gazeux, mais pouvant se condenser à l'état liquideLa vapeur d'eau peut être employée, mais l'utili- sation de certains composés organiques, tels que les composés
<Desc/Clms Page number 2>
d'oxydes de diphényle par exemple, s'avère très intéressante, notam- ment lorsque les températures de marche des installations thermiques sont élevées, de l'ordre de 250 à 350 0 et même davantage.
Les installations du genre visé se retrouvent dans de nombreuse: industries où les circuits de chauffage servent à diverses fins et posent généralement de difficiles problèmes d'exploitation pour le retour du fluide chauffant condensé. L'invention a pour but d'as- surer automatiquement ce retour, tout en permettant la suppression des robinets purgeurs . Ces derniers appareils sont en effet coûteux, parce qu'ils doivent être remplacés très souvent.
Pour atteindre le but visé, dans le circuit selon l'invention, à la sortie de l'appareil thermique d'utilisation, le mélange gazeux et liquide du fluide est amené à au moins.une soupape d'étranglement permettant pratiquement le passage seul de la phase du fluide à l'état liquide, avec un minimum de fluide à l'état gazeux, le fluide ayant traversé la soupape d'étranglement étant amené dans au moins un appareil d'échange thermique où il est refroidi, cet appareil employant une partie des calories contenues dans le fluide à l'état liquide et la totalité des calories de la chaleur latente de vapo- risation des traces du fluide à l'état gazeux, le liquide ainsi refroidi étant envoyé dans un collecteur hermétique,
où il est de préférence repris par une pompe pour être réinjecté dans au moins un générateur thermique où le liquide est vaporisé pour être utilisé à nouveau dans le circuit.
Dans une forme de réalisation avantageuse, la soupape d'étran- glement comprend un clapet de retenue empêchant la circulation du fluide en sens inverse, une soupape à pointeau prévue à un niveau inférieur à celui du clapet de retenue, une portion de canalisation prévue entre la soupape à pointeau et le clapet de retenue et dont le niveau supérieur est au moins aussi élevé que celui du clapet de retenue, ainsi qu'au moins un voyant ou regard prévu dans la
<Desc/Clms Page number 3>
partie supérieure de cette portion de canalisation afin de contrôles l' écoulement du fluide.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortitont de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui re- présentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réali sation de l'objet de l'invention.
La figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'un circuit de chauffage conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue schématique, en perspective, d'une partie d'un autre circuit de chauffage conforme à l'invention.
La figure 3 est une vue en élévation et en coupe, à plus grande échelle, d'un élément des circuits des figures 1 et 2.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments analogues.
. Le circuit représenté à la figure 1 comprend un générateur 1 dans lequel le fluide chauffant est vaporisé. Le fluide utilisé est par exemple un oxyde de diphényle H5C6-0-C6H5 connu sous le non de "Dowtherm" et qui peut être employé jusqu'à des températures de 380 C.
Le fluide vaporisé est amené par une conduite 2 à un premier appareil thermique d'utilisation 3 qui emploie la chaleur latente de vaporisation du fluide chauffant et qui est donc un échangeur de chaleur qui travaille sur le fluide à l'état gazeux et provoque la condensation partielle de ce fluide.
Le circuit de la figure 1 comprend encore une soupape d'étran- glement 4 montée entre l'échangeur 3 et un appareil d'échange ther- mique 5. La soupape d'étranglement 4 permet pratiquement le passage seul de la phase liquide du fluide chauffant sortant de l'échangeur 3, avec éventuellement des traces de ce fluide à l'état gazeux.
La soupape 4 est .constituée de façon spéciale, comme on le, voit à la figure 3. Elle comprend, à partir de la tubulure d'entrée
<Desc/Clms Page number 4>
6, un clapet de retenue 7 empêchant la circulation du fluide en sens inverse de celui de la circulation normale et une soupape à pointeau 8, réglable,prévue à un niveau inférieur à celui du clapet 7 et qui constitue l'organe d'étranglement proprement dit.
Une canalisation verticale 9 réunit la soupape à pointeau 8 et le clapet 7. Son niveau supérieur 10 est plus élevé que celui du cla- pet 7, de sorte que, lorsque la soupape à pointeau 8 est réglée pour que le fluide à l'état liquide monte dans la canalisation 9 à peu près jus qu'à son niveau supérieur, on noie le clapet 7 et on forme une soupape hydraulique qui sépare la phase gazeuse du fluide de sa phase liquide, de manière à empêcher le passage de la phase gazeuse et à permettre le passage de la phase liquide.
Pour contrôler le réglage correct de la soupape à pointeau 8, on prévoit deux voyants transparents 11 et 12 en verre, ou autre matière transparente, résistant à la pression élevée qui peut régner dans le circuit. On peut donc ainsi vérifier que le débit de la soupape à pointeau n'est pas trop élevé et que le fluide à l'état liquide atteint un niveau dépassant celui du clapet de rete- nue de manière à constituer une soupape hydraulique, comme indiqué ci-avant.
C'est par la tubulure de sortie 13 (figures 1 et 3) qu'est amené à l'appareil d'échange thermique 5 (figure 1) le fluide sortant de la soupape à pointeau 8 et qui est donc pratiquement entièrement en phase liquide avec éventuellement des traces de la phase gazeuse.
Après refroidissement dans l'appareil d'échange 5, le fluide à l'état liquide passe dans un collecteur de récupération 14, d'où il est repris par une ou plusieurs pompes 15, pour être réinjecté dans le générateur 1. Par mesure de sécurité, on peut intercaler une soupape d'étranglement 16 entre l'appareil d'échange 5 et le
<Desc/Clms Page number 5>
@ collecteur 14, cette soupape étant constituée comme la soupape 4.
On arrête ainsi les traces de fluide à l'état gazeux qui auraient - franchi la soupape 4 et qui n'auraient pas été condensées ensuite. -
Le. fonctionnement du circuit est le suivant :
Le générateur 1 étant chargé au moyen du fluide chauffant, par exemple le produit dénommé "Dowtherm", est mis progressivement sous pression à 2800 C, la pression absolue dans le générateur étant de 1,740 atmosphère (pression absolue). La vapeur envoyée vers l'appareil d'utilisation 3, se condense partiellement après avoir abandonné sa - chaleur de vaporisation, soit 65' calories par Kg.
Le débit du liquide est réglé au moyen de la soupape d'étran- glement 4, la soupape à pointeau 8 étant mise dans une position telle qu'un minimum de fluide à l'état gazeux traverse cette soupape,
Dans l'appareil d'échange 5, le liquide est refroidi à une température voisine de 1800 C, abandonnant ainsi 69 calories par Kg. A cette température, la tension de vapeur du fluide chauffant n'est plus que de 0,13 atmosphère (pression absolue), de sorte que le fluide condensé refroidi est amené automatiquement dans le col- lecteur 14, par suite de la différence de pression entre l'entrée et la sortie de l'appareil d'échange 5, soit 1,610 atmosphère.
On arrive donc à assurer automatiquement le retour du fluide condensé et à supprimer les purgeurs par l'emploi de deux appareils d'échange thermique 3 et 5 montés en série, grâce à l'interposition de la soupape d'étranglement 4 qui permet l'utilisation séparée de la chaleur latente de vaporisation dans le premier appareil d'échange et de la chaleur spécifique du liquide dans le second appareil d'échange. Cette utilisation séparée crée automatiquement la différence de tension de vapeur nécessaire.
Les appareils thermiques d'échange ou d'utilisation 3 et 5 peuvent être de diverses espèces. Ils consomment des calories de
<Desc/Clms Page number 6>
'n'importe quelle façon, suivant la nature de l'industrie en cause.
Si, par exemple, le circuit de chauffage est destiné à soumettre une huile à un traitement thermique, on fera passer cette huile dans l'appareil d'échange 5, où elle subira un préchauffage en enlevant des calories au fluide chauffant condensé; l'huile préchauffée passera ensuite dans l'appareil d'utilisation 3, où elle subira le traitement thermique proprement dit.
Le circuit décrit permet des différences de régime considéra- bles ; on peut en effet obtenir le rappel automatique du fluide chauffant condensé avec des différences de tension de vapeur bien moindres que celle qui a été donnée ci-avant à titre d'exemple.
Dans ce cas, la température de sortie du fluide chauffant est plus élevée.
La faible tension de vapeur du fluide chauffant à la sortie de l'appareil d'échange 5 réduit fortement les pertés par évapora- tion.
Le principe du montage en série des deux échangeurs a@vec in- terposition de la soupape d'étranglement peut encore, être appliqué d'autres façons. Ainsi, à la figure 2, on a illustré une application d'un circuit conforme à l'invention, au chauffage des réservoirs à mazout placés dehors et qui doivent être maintenus à une température suffisante, pendant les grands froids,,
Le réservoir considéré 19 est représenté en traits pointillés.
On prévoit un serpentin de chauffage 20 au fond de ce réservoir et un autre serpentin 21 dans la partie médiane du réservoir,
Le serpentin 20 est divisé en deux sections séparées par des vannes, telles que 22. On met en série les sections du serpentin 20 et on alimente ce dernier, en 23, au moyen de vapeur d'eau sous pres sion, par exemple de la vapeur à 10 Kgs/cm2 (pression effective) et à 180 C. Le serpentin 21 est raccordé en série avec le serpentin 20 avec interposition d'une soupape d'étranglement 24,analogue à la soupape 4
<Desc/Clms Page number 7>
de la figure 3. On règle le débit de la soupape d'étranglement 24, de manière à ne laisser passer en pratique que l'eau condensée.
La chaleur latente de vaporisation de la vapeur admise dans le serpentin 20 est utilisée pour le réchauffage du liquide contenu dans le réservoir, de sorte qu'une partie de la vapeur se condense et la soupape 24 laisse donc passer de l'eau à 1800 0 et dont la tension de vapeur est 10 Kgs/cm2'. Triais, dans le serpentin 21, l'eau se refroidit, puisqu'une partie de ses calories est utilisée pour le réchauffage du contenu du réservoir. L'eau sort par exemple à
1330 C du serpentin.21 et sa tension de vapeur n'est plus alors que @ ... /pression effective/ ,de 3 Kgs/cm2/, de sorte que l'eau condensée refroidie reviendra au- tomatiquement au collecteur (non représenté). On a donc encore une fois créé une différence de tension de vapeur qui assure le retour automatique du fluide de chauffage condensé.
Les deux exemples décrits montrent la multiplicité des applica- tion possibles des circuits de chauffage conformes à l'invention.
Il doit du reste être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux deux formes de réalisations décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières, sans sortir du cadre du présent brevet.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.