<Desc/Clms Page number 1>
Générateur de vapeur ou chauffe-eau électrique.
Dans les générateurs de vapeur ou chauffe-eau électriques établis pour les courants à haute tension, la partie active de l'eau; à chauffer, ou en cours de chauffage , c'èst à dire la partie dans laquelle la chaleur est de préférence engendrée, avait jusqu'à ce jour reçu, à l'aide d'une pompe de circulation, la forme de jets libres régnant, dans la chaudière, entre des buses ou tuyères conductrices et des. contre-électrodes.
uette disposition présente, toutefois, l'inconvénient que, si une certaine vitesse relativement faible de l'eau des jets est dépassée, des éclabous- sures d'eau risquent de se former à l'endroit où lesjets
<Desc/Clms Page number 2>
viennent frapper la contre-électrode et de provoquer la formation d'arcs dans la chaudière, commela charge maximum des jets est proportionnelle à la vitesse linéaire de l'eau desdits jets, la formation d'éclaboussures se traduit par une limitation de l'effet maximum développé par le génér at eur .
Suivant la présente invention, on évite cet inconvénient en raison du fait que la partie active de l'eau en cours de chauffage reçoit, à l'aide de dispositifs appropriés au but visé, par exemple de dispositifs mécaniques tels que des pompes ou dispositifs analogues, la forme de jets ou couches partiellement libres ou "semi-libres" d'eau, c'est à dire que le jet, qui est dirigé sensiblement vers le bas, reçoit de préférence la forme d'un cylindre creux, ce qui s'obtient en faisant en sorte que l'eau coule ou ruisselle sur la surface externe d'un ou plusieurs corps, tels que des tubes faits d'une matière électriquement isolante, dont l'intérieur sert en même temps de tuyau montant pour amener l'eau ruisselant extérieurement.
Si, à l'extrémité supérieure du tuyau montant, on dispose une calotte qui sert en partie de dispositif pour renverser le courant du liquide, en partie de buse pour décharger le jet "semi-libreê à l'extérieur du tube et, finalement d'électrode pour l'amenée du courant à l'eau, et si on entoure le tube, au-dessous de cette calotte, par une plaque ou disque métallique se comportant à la façon d'une contre-électrode, on constate qu'on peut adopter pour le jet "semi-libre" ou partiellement libre des vitesses linéaires essentiellement plus élevées que dans le cas des jets libres susmentionnés, sans que le heurt de l'eau contre le disque jouant le rible de contre- électrode risque de produire des éclaboussures, Ainsi, par l'application des jets partiellement libres,
il devient possible de développer à l'intérieur d'un généra/leur de co'nte-
<Desc/Clms Page number 3>
nanae donnéeun effet notablement plus élevé que celui qu'il est possible d'obtenir avec des jets libres.
Un mode de réalisation de l'invention est représenté schématiquement sur le dessin annexé dans lequel :
La fig. 1 est une coupe verticale d'une chaudière établie suivant l'invention.
La fige 2 est une coupe transversale par la ligne A-B de la fig. 1.
La fig. 3 représente, par une coupe verticale, un détail d'un autre mode de réalisât ion.
Dans la fig.l, qui représente un générateur de vapeur monophasé, 1 désigne le corps de chaudière, 2 la tubulure d'échappement de vapeur, 3 une pompe de circulation d'eau, munie d'un tuyau d'admission 4 et d'un tuyau de refoulement 2. Le tuyau d'admission 4 aspire l'eau de la partie inférieure de la chaudière, tandis que le tuyau 5 est relié, à l'intérieur de la chaudière, à un tuyau montant 6 fait d'une matière mauvaise conductrice de l'électricité, par exemple de poroelaine ou de stéatite.
Au-dessus de l'extrémité supérieure de ce tuyau montant est disposée une calotte 7, faite d'une matière bonne conductrice de l'électricité, de préférence d'un métal, cette calotte possèdant intérieurement une forme telle, qu'elle retourne le courant d'eau, avec une perte aussi petite que possible, c'est è. dire convertit son mouvement ascendant en un mouvement descendant.
En même temps, la calotte 7 constitue une des électrodes de la chaudière et, à cet effet, est reliée à un conducteur 10 qui traverse un isolateur d'entrée 8 fixé au fond supérieur de la chaudière par un raccord 9. A la partie inférieure de la calotte 7 -est assujettie une pièce en forme d'entonnoir 11, en matière isolante, et entre l'extrémité inférieure de cette pièce et le tuyau 6 est ménagée une ouverture annulaire ayant sensiblement la largeur qui correspond à l'épaisseur désirée
<Desc/Clms Page number 4>
du jet ou couche d'eau cylindrique 12.
A l'extrémité inférieure, ce jet est recueilli par une contre-électrode constituée par une plaque métallique 13 qui est , de préférence, réglable dans une direction verticale pour permettre de régler la hauteur du jet d'eau libre, ainsi que, par suite, la quantité de chaleur qui se développe dans cejet; sous une tension constante. On peut, par exemple, effectuer le réglage de la plaque à l'aide d'un mécanisme convenable disposé pour être manoeuvré de l'extérieur de la chaudière, ou à l'aid e d'une disposition qu'on décrira au sujet de la fig. 3. De préférence, la plaque est fixée à la virole ou paroi de la chaudière qui constitue l'autre p8le de la source de courant - à l'aide de dispositifs convenables, par exemple d'un conducteur nexible 14, de façon à éviter des contacts coulissants ou intermittents.
A l'intérieur de la calotte 7 sont, de préférence, prévues des ailes radiales 15 (représentées en coupe transversale dais la fig. 2) , qui augmentent la surface de contact transmettant le courant entre l'électrode et l'eau, afin d'éviter la formation d'un arc à cet endroit;
Si on le désire, on peut aussi effectuer le réglage de la chaudière en réglant l'épaisseur du jet d'eau 12 d'une @anière analogue à celle réalisée pour le réglage de l'épaisseur du jet d'eau dans le cas des roues Pelton bien connues, c'est à dire en munissant extérieurement le tayau 6 d'une partie conique, d'une manière propre à permettre de régler la largeur de la section de passage annulaire en modifiant les positions relatives du tuyau et de l'Entonnoir 11 dans une direction verticale.
Dans la fig. 3, la plaque 13 constitue la paroi supérieure d'un flotteur 19 reposant sur l'eau que contient la chaudière. De cette façon, en réglant le niveau de l'eau, il est possible de régler la longueur dujet dieau 12 et, par ce moyen, le développement de chaleur. De plus, des ailes ra-
<Desc/Clms Page number 5>
(Haies 20 sont disposées sur la face supérieure de la plaque, afin d'augmenter la surface de contact entre 1' eau,et l'électrode inférieure constituée par la plaque. ces ailes peuvent être recouvertes partiellement, ou complètement, d'une plaque 21 dont le rôle est de recueillir les éclaboussures d'eau s'il s'en produit.
Si on le désire, l'entonnoir 11 représenté dans la fig. 1 peut recevoir, à son extrémité inférieure 22, une forme sensiblement cylindrique, de façon que le courant d'eau possède à cet endroit la même section tra.nsversale que dans le jet partiellement libre et soit par conséquent compris dans la-partie active de l'eau circulante. Si on le désire, cette partie cylindrique peut être de hauteur telle que la colonne d' eau entourée par elle devienne plus longue que le jet partiellement libre lorsque celui-ci possède son minimum de hauteur, c'est à dire lorsque la plaque 13 occupe son niveau maximum et que que, par conséquent, la production d'énergie est maximum.
Dans ce cas, la quantité d'énergie engendrée dans le jet partiellement libre est inférieure à la moitié de la production totale d'énergie. il est évident qu'on pourra en utilisant une charge spécifique suffisamment faible dans la couche d'eau effective, éviter la production de vapeur et, par ce moyen, utiliserla chaudière pour le chauffage de l'eau. il va de soi qu'il n'est pas nécessaire que le tuyau 6 ou corps le long de la surface duquelse forme la couche d'eau 1a possède la section transversale circulaire représentée à titre d'exemple.
En fait, on peut donner à cette partie toute section transversale appropriée au but visé. 11 ressort de ce qui précède que l'expression "j et ou couche semi-libre ou partiellement libre" veut dire que le jet ou couche d'eau possède dans une mesure plus ou moins grande une surface libre tournée vers l'espace de la chaudière mais, pour le reste, épouse la surface d'un corps ou tuyau 6.
<Desc / Clms Page number 1>
Steam generator or electric water heater.
In steam generators or electric water heaters established for high voltage currents, the active part of the water; to be heated, or in the course of heating, that is to say the part in which the heat is preferably generated, had until now received, using a circulation pump, the form of free jets prevailing , in the boiler, between conductive nozzles or nozzles and. counter electrodes.
This arrangement has, however, the disadvantage that if a certain relatively low speed of the water in the jets is exceeded, there is a risk that splashing water will form where the jets are
<Desc / Clms Page number 2>
strike the counter-electrode and cause the formation of arcs in the boiler, as the maximum load of the jets is proportional to the linear speed of the water in said jets, the formation of splashes results in a limitation of the effect maximum developed by the generator.
According to the present invention, this drawback is avoided due to the fact that the active part of the water being heated receives, using devices suitable for the intended purpose, for example mechanical devices such as pumps or the like. , the form of partially free or "semi-free" jets or layers of water, that is to say that the jet, which is directed substantially downwards, preferably receives the shape of a hollow cylinder, which s 'obtained by causing water to flow or trickle over the outer surface of one or more bodies, such as tubes made of an electrically insulating material, the interior of which serves at the same time as an ascending pipe to bring the water flowing externally.
If, at the upper end of the rising pipe, there is a cap which serves partly as a device for reversing the flow of the liquid, partly as a nozzle for discharging the "semi-free" jet outside the tube and, finally for electrode for supplying the current to the water, and if we surround the tube, below this cap, by a metal plate or disc behaving like a counter-electrode, we see that can adopt for the "semi-free" or partially free jet essentially higher linear speeds than in the case of the aforementioned free jets, without the impact of the water against the disc acting as the counter-electrode rod risks producing splashing, Thus, by the application of the partially free jets,
it becomes possible to develop within a general co'nte-
<Desc / Clms Page number 3>
nanae gave a significantly higher effect than that which is possible with free jets.
An embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing in which:
Fig. 1 is a vertical section of a boiler established according to the invention.
Fig. 2 is a cross section taken along line A-B in fig. 1.
Fig. 3 shows, in a vertical section, a detail of another embodiment.
In fig.l, which represents a single-phase steam generator, 1 designates the boiler body, 2 the steam exhaust pipe, 3 a water circulation pump, provided with an inlet pipe 4 and d '' a discharge pipe 2. The inlet pipe 4 sucks water from the lower part of the boiler, while the pipe 5 is connected, inside the boiler, to a rising pipe 6 made of a material which is a poor conductor of electricity, for example poroelaine or soapstone.
Above the upper end of this rising pipe is placed a cap 7, made of a material which is a good conductor of electricity, preferably of a metal, this cap internally having a shape such that it turns the current of water, with as little loss as possible, it is è. dire converts its upward movement into a downward movement.
At the same time, the cap 7 constitutes one of the electrodes of the boiler and, for this purpose, is connected to a conductor 10 which passes through an input insulator 8 fixed to the upper bottom of the boiler by a connector 9. At the lower part a funnel-shaped part 11 of insulating material is secured to the cap 7, and between the lower end of this part and the pipe 6 is formed an annular opening having substantially the width which corresponds to the desired thickness
<Desc / Clms Page number 4>
of the cylindrical water jet or layer 12.
At the lower end, this jet is collected by a counter-electrode constituted by a metal plate 13 which is preferably adjustable in a vertical direction to allow the height of the free water jet to be adjusted, as well as, consequently , the amount of heat that develops in this jet; under constant tension. The adjustment of the plate can, for example, be made by means of a suitable mechanism arranged to be operated from outside the boiler, or by means of an arrangement which will be described with regard to fig. 3. Preferably, the plate is fixed to the shell or wall of the boiler which constitutes the other pole of the current source - using suitable devices, for example a nexible conductor 14, so as to avoid sliding or intermittent contacts.
Inside the cap 7 are preferably provided radial wings 15 (shown in cross section in fig. 2), which increase the contact surface transmitting the current between the electrode and the water, in order to 'avoid the formation of an arc at this point;
If desired, the boiler can also be adjusted by adjusting the thickness of the water jet 12 in a similar fashion to that carried out for adjusting the thickness of the water jet in the case of well-known Pelton wheels, that is to say by providing the sheave 6 on the outside with a conical part, in such a way as to allow the width of the annular passage section to be adjusted by modifying the relative positions of the pipe and of the Funnel 11 in a vertical direction.
In fig. 3, the plate 13 constitutes the upper wall of a float 19 resting on the water contained in the boiler. In this way, by adjusting the level of the water, it is possible to adjust the length of the water jet 12 and, by this means, the development of heat. In addition, wings ra-
<Desc / Clms Page number 5>
(Hurdles 20 are arranged on the upper face of the plate, in order to increase the contact surface between the water, and the lower electrode constituted by the plate. These wings can be partially, or completely, covered with a plate. 21 whose role is to collect water splashes if it occurs.
If desired, the funnel 11 shown in FIG. 1 can receive, at its lower end 22, a substantially cylindrical shape, so that the water stream has at this location the same cross section as in the partially free jet and is therefore included in the active part of circulating water. If desired, this cylindrical part can be of such a height that the column of water surrounded by it becomes longer than the partially free jet when the latter has its minimum height, that is to say when the plate 13 occupies its maximum level and that, therefore, the energy production is maximum.
In this case, the amount of energy generated in the partially free jet is less than half of the total energy production. It is obvious that by using a sufficiently low specific load in the effective water layer, it will be possible to avoid the production of steam and, by this means, to use the boiler for heating the water. It goes without saying that the pipe 6 or body along the surface of which the water layer 1a forms need not have the circular cross section shown by way of example.
In fact, this part can be given any cross section suitable for the intended purpose. It emerges from the foregoing that the expression "j and or semi-free or partially free layer" means that the jet or layer of water has to a greater or lesser extent a free surface facing the space of the water. boiler but, for the rest, follows the surface of a body or pipe 6.