Installation de production de force motrice. La présente invention se rapporte aux installations de production de force motrice et elle a pour objet d'améliorer le rendement (le ces installations.
L'installation suivant l'invention com porte un générateur de vapeur dans lequel on produit de la vapeur d'eau au moins<B>à</B> la pression et au moins à la température cri tique et dans lequel les gaz de combustion d'un brûleur sont formés sous une pression moyenne, la vapeur produite servant à ac- tionner au moins un moteur<B>à</B> vapeur dont l'enveloppe est entourée d'une chemise à tra vers laquelle passent les gaz de la combustion qui actionnent après leur sortie un second moteur thermique.
De préférence, la vapeur est engendrée clans un serpentin, et un dispositif peut être prévu dans le générateur de vapeur pour in jecter de la vapeur<B>à</B> basse pression dans la flamme du brûleur, ce qui refroidit celle-ci afin d'éviter toute avarie dudit serpentin. Le ou lesdits moteurs<B>à</B> vapeur peuvent être des machines à pistons ou des turbines à va peur, et le moteur thermique actionné par les gaz de la combustion actionne de préfé- rence une ou plusieurs dynamos électriques.
La vapeur, après avoir quitté la dernière des machines ou turbines à vapeur, peut être amenée dans un condenseur, d'où l'eau de condensation peut être pompée de nouveau dans le générateur de vapeur au moyen d'une pompe capàble de surmonter la haute pression de vapeur de<B>225 kg</B> par centimètr- carré atteinte dans le générateur.
Une forme d'exécution de l'objet de Viii- vention est représentée,<B>à</B> titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. <B>1</B> représente schématiquement une disposition d'une installation de produc tion de force motrice; Fig. 2 montre, en coupe longitudinale, un groupe complet de force motrice; Les fig. <B>3</B> et 3a montrent en coupe ver ticale un dispositif pour maintenir l'étan- chéiM <B>à</B> la vapeur dans les cylindres de la machine; La fig. 4 représente le type de brûleur<B>a,</B> pétrole préféré.
En se reportant<B>à</B> la fig. <B>1,</B> le générateur de vapeur<B>1</B> fournit directement de la vapeur <B>à</B> une machine<B>à</B> détente multiple<B>2</B> qui pour- rait avoir deux, trois, quatre ou un plus grand nombre d'étages de détente, la vapeur sortant du cylindre à la pression la plus fai ble étant amenée par un tuyau<B>3</B> dans une turbine 4 à grande vitesse et à. basse pres sion dont la vapeur d'échappement est con duite au condenseur 5. La machine 2 coin- mande une génératrice<B>6 à</B> faible vitesse et la turbine une génératrice 7 à grande vitesse.
Les gaz de la combustion du générateur 1 passent dans une chemise<B>8</B> qui enveloppe complètement tous les cylindres de la ma chine 2 et aussi le tuyau 3 et la, turbine 4. Les gaz brûlés sont ensuite utilisés pour produire de la force motrice par des disposi tifs tels qu'une turbine<B>à</B> gaz<B>9</B> sur l'arbre de la turbine 4. Ils pourraient être -utilisés dans un ou des cylindres auxiliaires réunis<B>à</B> l'arbre de la machine 2.
Le générateur de vapeur peut être du type à foyer à huile ou à pétrole, l'huile ou le pétrole ou l'air ou les deux nécessaires pour le brûleur étant fournis au moyen d'une pompe qui pour rait être commandée par la machine 2, par l'une des turbines 4 ou 7 ou par un mo teur indépendant.
Dans le groupe représenté à la fig. 2, l'alimentation de combustible au brûleur est sous la dépendance d'un régulateur de température 10 qui est soumis à l'influence de la vapeur du générateur. La machine 2 est du type<B>à,</B> quatre cylindres et<B>à</B> détente multiple et les gaz brûlés au lieu d'être employés dans une turbine à gaz sont uti lisés dans un cylindre auxiliaire 11 qui agit sur l'arbre coudé de la machine 2.
En employant dans une machine à va peur une pression aussi élevée que celle men tionnée ci-dessus, on a constaté que les dis positifs habituels tels que bagues de piston ou boîtes<B>à</B> bourrages employées jusqu'ici pour constituer un joint étanche entre les parties mobiles relativement entre elles sont ineffi caces et il est nécessaire d'employer une forme de joint liquide. On a, constaté qu'une ou plusieurs rainures découpées dans les pa- rois du cylindre et alimentées au moyen d'un liquide ou semi-liquide de viscosité re lativement grande, de l'huile de préférence, réalise un joint efficace.
Un tel joint est re présenté aux fig. 3 et 3a dans son applica tion au cylindre à liante pression 12 qui est pourvu d'une rainure intérieure 13 commu niquant avec un conduit 14 pour l'intro- ductionde l'huile ou autre liquide sous pres sion. L'huile ainsi poussée dans la- rainure <B>13</B> pourrait s'échapper entre la paroi du cy lindre 12 et le p#iston <B>15</B> dans la, boîte<B>à</B> ma nivelle, mais il est préférable, de ménager une deuxième rainure<B>16</B> ayant un conduit <B>17</B> pour éloigner l'huile du cylindre.
Le con duit<B>17</B> peut communiquer avec une pompe <B>à</B> huile convenable<B>18</B> au moyen de laquelle on fa<B>'</B> Ît circuler l'huile dans un serpentin refroidisseur<B>19</B> placé dans une cuve 20<B>à</B> travers laquelle on fait passer de l'eau froide, l'huile étant -enfin amenée par le tube 21 au conduit 14, ce qui la ramène<B>à</B> nouveau<B>à</B> la, rainure<B>13.</B> Comme il est indi qué en 22, outre le joint liquide décrit, le piston<B>15</B> est muni d'une bague de piston et il est bien entendu que le joint, liquide<B>dé-</B> crit est applicable<B>à</B> l'un quelconque ou<B>à</B> tous les cylindres<B>à</B> va-peur de la machine, où les dimensions des cylindres le permet tent, Comme variaete,
si l'on emploie un presse-6toupe au lieu de la rainure<B>13,</B> on peut le laisser lâche, de façon<B>à</B> éviter un échauffement excessif des surfaces en mou vement relatif en injectant de l'huile dans la. matière formant bourrage.
Suivant une autre forme d'exécution de l'invention, on peut employer la. vapeur du g 'énérateur de vapeur uniquement pour com mander une turbine<B>à</B> vapeur utilisant toute la chute de pression, la vapeur d'échappement de cette turbine passant directement. au con- denseur. Cette turbine est enveloppée dans une chemise comme il est décrit ci-dessus et les gaz brûlés de la combustion passent de cette chemise dans une turbine; ces turbines commandant de préférence une génératrice ou une installation commune aux deux tur bines.
Dans la chaudière représentée à, la fig. 2, la flamme du brûleur 26 à huile, pétrole ou autre est obligée de frapper la paroi infé rieure 27 d'une chambre 28 dans laquelle de la vapeur est introduite sous une pression relativement faible<B>(7</B> kilogs par centimètre carré par exemple), la paroi 27 étant cons truite de façon<B>à</B> faire dévier la flamme afin que celle-ci soit dirigée vers l'extérieur et passe en regard ou à côté d'ouvertures 29 au travers desquelles est émise de la vapeur, le contact de la flamme avec cette vapeur servant<B>à</B> modérer la température de la flamme.
Le générateur est disposé verticale ment comme il est représenté, avec le brû leur<B>26 à</B> la partie inférieure et la chambre <B>28 à</B> la partie supérieure, la flamme passant du brûleur à, travers un cylindre 30 revêtu de matière réfractaire 31 et muni de grilles 32. La paroi 27 est construite de préférence en matière réfractaire ou revêtue de matière réfractaire et a la forme indi quée de façon<B>à</B> obliger les produits de la combustion<B>à</B> se diriger vers l'extérieur en travers de l'extrémité supérieure du cylin dre 30 et à descendre à travers un espate an nulaire 33 entre le cylindre 30 et un cylindre enveloppant 34 réuni à son extrémité supé rieure à la chambre 28.
Dans ledit espace 33 à une faible distance en dessous de la cham bre 28, sont disposés des plateaux inclinés <B>35</B> servant<B>à</B> imprimer des mouvements de tourbillons<B>à</B> la vapeur et aux gaz chauds afin d'assurer un mélange uniforme et in- afin d'assurer un mélange uniforme et in- ;D time et une température uniforme.
Les gaz de la combustion abandonnent l'espace annu laire<B>33 à</B> l'extrémité inférieure et sont alors déviés et obligés de s'élever à travers un au tre espace annulaire<B>36</B> entre le second<B>cy-</B> lindre et un cylindre ou récipient extérieur <B>37,</B> les gaz de la combustion quittant ce<I>cy-</I> lindre extérieur<B>à</B> son extrémité supérieure par le earneau ou conduit<B>38,</B> les gaz étant encore<B>à</B> une pression'moyenne (par exemple environ<B>7</B> atmosphères) attendu que la com bustion a en lieu en espace clos.
Le tuyau en serpentin formant la chaudière est constitué par deux serpentins réunis<B>39</B> disposés res- pectivement <B>à</B> l'intérieur de l'espace annu laire intérieure<B>33</B> et de l'espace annulaire extérieur<B>M,</B> et le courant d'eau et de va peur de ces serpentins est de sens opposé<B>à</B> celui des gaz chauds<B>à,</B> travers les espaces annulaires, le tuyau de décharge de la. va peur 40 étant branché sur le conduit<B>38.</B>
Le cylindre extérieur<B>37</B> peut être garni d'un revêtement calorifuge convenable pour réduire au minimum la radiation de la cha leur. Grâce<B>à.</B> la disposition décrite ci-dessus de trois cylindres concentriques avec la zone la plus chaude dans le cylindre oeniral, la perte de chaleur par radiation est réduite au minimum.
Comme brûleur, on emploie de préférence le brûleur<B>à</B> huile ou<B>à</B> pétrole représenté <B>à</B> la fig. 4. Dans ce brûleur, une tuyère cen trale 41 dans la-quelle on envoie de l'air com primé par un tuyau 42 est enveloppée par un tube 43 formant un espace annulaire 44 dans lequel est situé un serpentin 45 chauffé<B>à</B> la vapeur et<B>à</B> travers lequel passe le eombus- fible pour se diriger vers une ouverture annu laire étroite 46 formée entre la tuyère 41 et l'extrémité antérieure du tube 43 qui est rétrécie vers la tuyère 41.
Ces arganes sont contenus dans un ajutage 47 de sorte qu'un second espace annulaire 48 muni d'un second serpentin 49 chauffé<B>à</B> la vapeur est consti tué, de l'air comprimé traversant ce second espace annulaire du tuyau 42 vers une ou verture étroite annulaire<B>50</B> formée entre l'extrémité antérieure rétrécie du tube 43 et un anneau<B>51</B> disposé<B>à</B> la partie antérieure de l'ajutage 47, l'air comprimé venant de. l'ouverture annulaire<B>50</B> sortant en se diri geant vers l'intérieur vers l'axe du brûleur de façon<B>à</B> couper cet axe en un point qui ne se trouve qu'à une faible distance en avant du brûleur.
Le combustible sortant du br-û- leur est ainsi mélangé intimement<B>à</B> l'air comprimé et complètement pulvérisé par les deux arrivées dair comprimé de sorte qu'il se produit une combustion efficace de l'huile ou pétrole. L'alimentation des serpentins de vapeur 45 et 49 se fait par une chambre com mune<B>52 à,</B> laquelle est raccordé un tuyau d'alimentation de vapeur<B>53</B> et la, sortie se fait par une chambre 54 sur laquelle est adapté un tuyau d'échappement 55.
Le serpentin générateur 56 pour l'alimen tation de vapeur d'injection dans la flamme se trouve de préférence à une distance sen sible devant le brûleur et il est enroulé en revenant sur lui-même de façon que son en trée d'eau 57 et sa sortie de vapeur 58 puis sent être placées toutes deux dans l'ajutage 47. L'entrée d'eau 57 communique par une soupape de réglage 59 avec un tuyau d'ali mentation d'eau 60 réuni à une pompe a haute pression qui fournit de façon continue au serpentin 56 une petite quantité d'eau dé terminée d'avance<B>à</B> une pression supérieure à celle de la vapeur dans le serpentin.
La sor tie 58 est munie d'une soupape 61 à res sort taré et réglée pour s'ouvrir lorsque la pression mentionnée précédemment est at teinte; cette sortie communique avec une chambre annulaire 62 qui présente un cer tain nombre d'ouvertures 63 conduisant de la chambre 62 à une gorge 64 dans la face an térieure de l'ajutage 47. Les trous 63 sont dirigés vers l'intérieur vers l'axe du brûleur et la vapeur fortement surchauffée est ainsi obligée de se mélanger intimement<B>à</B> la flamme de façon à augmenter l'intensité ca lorifique de celle-ei. L'allumage initial peut être effectué de toute façon connue, par exemple par un jet de pétrole enflammé par une étincelle électrique.
De préférence, le pé trole est injecté par de Pair comprimé, comme mélange de combustion riche, dans la chambre 62 et sort vers la tête du brûleur par des trous 63; après l'allumage par l'é tincelle électrique d'une bougie d'allumage, la f lamine 'brûle comme un cône creux autour du mélange principal injecté de combustible et d'air. Afin de régler la température de la flamme, tout en maintenant la combustion complète', la quantité d'air comprimé four nie peut être en excès sur celle exigée paur la combustion du combustible et peut être ré- glée à volonté de sorte que les gaz chauds produits peuvent contenir un certain pour centage d'air chauffé.
Les gaz 4e la combus- tion quittent le générateur sous une pression <B>C</B> d'environ 7 kg par centimètre carré et à une température élevée et ils peuvent être utili sés comme il est décrit ci-dessus et pour tout autre but voulu.