BE346853A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  BREVET D'INVENTION Perfectionnements à l'extraction de matières étran- gères contenues dans des fluides ou gaz'-. 



   La présente Invention concerne des séparateurs tels que ceux qui sont utilisés pour extraire des matières étrangè- res contenues dans des fluides ou gaz. 



   L'un des buts de l'invention consiste à réaliser un séparateur capable d'extraire une matière étrangère contenue dans un courant de fluide circulant à une vitesse relativement élevée, ce séparateur étant de construction plus simple et a un fonctionnement plus simple et plus efficace que les sépara- teurs   ectuellement   utilisés et connus des inventeurs. 



   Un autre but plus spécial de l'invention consiste à réaliser un séparateur ayant les caractéristiques de construc- tion et de fonctionnement indiquées ci-dessus et convenant par- ticulièrement bien pour séparer de l'humidité ou de l'eau contes nues dans de la vapeur, de façon que la vapeur sortant de l'ap- pareil ait les caractéristiques théoriques de la vapeur dite "sèche et saturée". 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Un autre but de l'invention consiste à réaliser une méthode nouvelle et perfectionnée pour l'extraction de matières étrangères contenues dans un courant de fluide gazeux circulant à une vitesse relativement élevée, cette méthode produisant une séparation plus parfaite que celle qui est obtenue par les   étho-   des actuellement utilisées et connues des inventeurs. 



   Ces buts ainsi que d'autres résulteront plus claire- ment de la description qui va suivre et sont atteints au moyen de la méthode et de l'appareil décrits. 



   La   fig. 1   des dessins annexés est une coupe de l'appa- reil construit suivant l'invention. comblée avec une coupe par- tielle de l'enveloppe d'un générateur de vapeur tel qu'un alam- bic, un évaporateur ou une chaudière à vapeur, 
La fig. 2 est une coupe d'une variante de l'appareil représenté par la fig. 1 ; 
La fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 



  2 ; 
La fig. 4 est une coupe de palettes constituant un détail de   l'invention ;   
La fig. 5 est une coupe d'une autre variante de l'ap- pareil qui fait l'objet de l'invention. 



   Jusqu'ici il a été   possible   d'extraire une partie de la Entière étrangère entraînée par un courant de fluide gazeux, mais même lorsque les conditions sont telles que la vitesse d'écoulement du fluide est relativement faible, il a été presque impossible, au point de vue des frais de premier établissement et des frais de marche,, qui sont prohibitifs, de réaliser un appareil capable d'extraire sensiblement toute la matière étran- gère contenue dans le fluide.

   Il a été possible également d'éli- miner une partie de l'eau entraînée par un courant de vapeur   cir-   culant avec une grande vitesse, mais il a été impossible de construire un séparateur ou d'établir une méthode de traitement de la vapeur se déplaçant avec une vitesse élevée et variable, 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 capables d'extraire sensiblement tout? l'humidité étrangère entraînée par la vapeur et de fournir do la vapeur ayant ap- proximativement les caractéristiques de la vapeur "sèche et sturés, lorsque la vapeur contient primintivment une forte proportion d'humidité. 



   Grâce à la présente invention, il est possible de sé- parer l'humidité étrangère et   les   autres impuretés contenues dans la vapeur produite par une chaudière ou un générateur, même lorsque ce générateur mousse beaucoup, et d'obtenir de la va- peur à peu près propre et sècho sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des réchauffeurs   secondaires   ou surchauf-   feurs.   



   Pour la mise en pratique de la méthode qui fait l'ob- jet de l'un des modcs de réalisation de l'invention, on fait en sorte que le courant de fluide à traiter, courant qui se dépla- ce rapidement, soit soumis à un traitement de séparation en deux étages. Dans le premier étaieon produit une vitesse de   tourbillonnement   dans le courant de fluide à traiter et cet étage comporte des moyens servant à extraire cette partie de la matière étrangère, telle que. l'eau, qui est rejetée au dehors par la force centrifuge.

   Pour accentuer dans une certaine mesu- re l'efficacité de l'action centrifuge dans l'élimination de l'eau étrangère, on a trouvé qu'il était désirable de changer brusquement la direction linéaire de   l'écoulement   du courant de fluide pendant   qu'il   est soumis à une action de tourbillonnement intense. 



   On a trouvé également que, bien qu'une grande propor- tien de la ratière étrangère telle que   l'eau,   entraînée par la vapeur, puisse être éliminée de cette façon par un   séparateur   à un seul étage, une partie notable de l'humidité reste dans la vapeur en mouvement ou est entraînée de nouveau par celle-ci et qu'en ne peut pas obtenir de séparation complète ou adéquate. 



  C'est pour cette raison qu'il a été jugé utile d'utiliser un 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 deuxième étage pour extraire la matière étrangère restant dans le courant après que   celui-ci   a traversé le premier étage. 



   Dans le type d'appareil préféré, qui sera décrit'plus en détail ci-dessous, on change brusquement la direction linéaire d'écoulement du courant de vapeur ou de fluide gazeux pendant que ce courant tourne ou tourbillonne à une grande vi- tesse. On réduit ensuite 16 diamètre du courant tourbillonnant et simultanément ou sensiblement simultanément avec la réduc- tion de diamètre, on soumet le courant à l'action cohésive .   d'une   surfacc collectrice telle qu'une surface mouillée. 



   Dans ces conditions une partie relativement grande du courant de fluide est soumise à l'action collectrice de la surface mouillée au cohésive, en raison du fait que la vapeur qui se déplace devant la surface mouillée conserve son mouve- ment tourbillonnaire et qu'elle est aussi rendue moins homogè- ne, au point de vue de l'écoulement en ligne de courant, en ce sens qutun écoulement en ligne de courant uniforme n'a pas été bien établi à cause du dérangement occasionné par le Changement brusque dans la direction du courant, la réduction du diamètre du courant et la vitesse de tourbillonnement imprimée   au   cou- rant. 



   La surface collectrice est de préférence une surface cylindrique qui délimite la surface de section et aussi la di- rection linéaire de l'écoulement du courant, et qui peut être mouillée par le liquide extrait de la vapeur qui la traverse. 



  Une pareille surface est particulièrement efficace lorsqu'elle est utilisée dans les conditions décrites ci-dessus, car la vi- tesse de tourbillonnement du courant tend à déplacer le reste de la matière étrangère telle que le liquide entraîné par le courant, et à la rejeter au dehors sous l'action de la force centrifuge pour l'amener en contact avec la   surface     colleotri.-   ce sur laquelle elle forme une pellicule mince et uniforme, ce qui est une condition essentielle pour empêcher que l'humidité 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 retenue ne soit entraînée de nouveau. 



   Si on laisse l'humidité s'accumuler sur la surface collectrice sous forme de globules ou sousforme de pellicule relativement épaisse, au lieu d'une pellicule mince et unifor- me, l'action entraînante du courant qui se déplace rapidement devant la surface collectrice brisera les globules ou une par- tie de la pellicule pour les transformer en un brouillard fin qui sera repris par le courant et entraîné hors du séparateur. 



  Il est donc nécessaire do maintenir la pellicule suffisamment mince pour la force cohésive qui agit sur elle l'empêche d'être entraînée de nouveau par le courant de fluide qui circule rapi- dement. 



   Il est évident que cette condition favorable n'existe pas lorsque de grandes quantités d'humidité ou de liquide sont projetées sur la surface mouillée ou recueillies par cette sur- face, ou même lorsque de petites quantités de liquide   s'accumu-   lent sur la surface collectrice sous forme de gouttes ou de globules. C'est pour cette raison qu'on utilise le premier étage qui élimine la majeure partie de l'humidité ou du liquide entraînés par le courant et empêche en   <,utre   que de grandes quantités d'humidité ou de liquide ne se déposent sur la sur- face collectrice, et qu'on utilise aussi une surface   collec-   trice constituée par une matière facile à mouiller par le li- quide à extraire du courant de fluide. 



   Par cette combinaison d'éléments on obtient la pro- duction d'une pellicule mince et uniforme de liquide sur la surface collectrice, car, ainsi qu'on l'a vu, la majeure par- tie du liquide entraîné par le courant de fluide est éliminée dans le premier étage et la grande affinité de la surface col- lectrice pour la quantité relativement petite de liquide re- cueillie par le deuxième étage assure une répartition uniforme de ce liquide sous forme de mince pellicule étalée sur toute la surface collectrice. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



   Bien qu'on sache que le force centrifuge a déjà été utilisée en vue d'extraire de leau étrangère contenue dans de la vapeur, ainsi que pour extraire une matière étrangère con- tenue dans d'autres fluides gazeux, pendant qu'ils se dépla- cent avec une grande vitesse, et que le principe consistant à soumettra des fluides gazeux à l'action d'une surface   mouilles   ait déjà Été appliqué aussi, les inventeurs croient avoir été les premiers à utiliser un séparateur à deux étages comportant l'application des deux principes et construit et agencé do fa- çon qu'un étage contribue à l'efficacité de l'autre en ce sons que l'appareil   combine   effectue une séparation d'à peu près toute la matière étrangère   contenue   dans un fluide,

   pen- dant que ce fluide se déplace avec une grande vitesse lineairc. 



   Les inventeurs ont découvert que, alors qu'une sur- face mouillée utilisée dans des conditions telles que celles qui sont décrites ci-dessus est très efficace pour recueillir au début une Matière étrangère, telle que de l'eau, contenue dans un fluide gazeux tel que de la   sapeur,   on rencontre quel- que difficulté pour éliminer l'eau ou la matière qui se trou- vent sur cette surface et pour empêcher au moins une partie notable de cette matière d'être entraînée de nouveau par le courant se déplaçant rapidement. 



   L'une des caractéristiques de la présente invention qui sera décrite plus en détail plus loin consiste à donner à la surface collectrice une forme et un emplacement tels que l'action   d'entraînement   du courant circulant avec une grande vitesse facilite l'élimination de l'eau ou de la matière étran- gère adhérant à la surface mouillée, en la déplaçant sur cette surface et en l'amenant à un point de cette surface où l'ac- tion   d'entratnement   du courant est tellement réduite et an- nihilée par une autre force que l'eau ou la matière étrangère n'ait que peu ou pas de tendance à se former en globules sus- ceptibles d'éclater ou de se briser et de se transformer en 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 gouttelettes ou en brouillard fin entraînés de nouveau par le courant. 



   L'appareil qui fait l'objet de l'invention et qui est utilisé pour la mise en pratique de la méthode perfection- née en question comporte une chambre a qui présente un ori- fice b pour l'entrée du fluide et un orifice c pour la sortie du fluide. Cette chambre est combinée   avec   des moyens servant à produire une grande vitesse de tourbillonnement ou   .de   rotation du fluide qui traverse la chambre et l'orifice de sortie est placé de préférence, par rapport à l'orifice d'en- trée, de façon que la direction linéaire de l'écoulement du fluide change brusquement pendant que le fluide est soumis à une action de tourbillonnement intense. 



   Comme le montre le dessin, l'orifice d'entrée b est annulaire, il entoure l'orifice de sortie c et il comporte une série d'aubes ou palettes directrices inclinées d qui impriment un mouvement tourbillonnaire ou giratoire au fluide entrant dans la chambre a. L'orifice d'entrée et l'orifice de sortie du fluide sont placés tous deux au .sommet de la cham- bre a et cotte chambre comporte des parois latérales cylin- driques qui se trouvent près des bords du pourtour extérieur de l'orifice annulaire d'entrée. Grâce à cette disposition de l'appareil la vapeur ou le fluide se déplacent avec une gran- de vitesse entre dans la chambre sensiblement autour de tout le pourtour des-paroiscylindriques de celle-ci et les palet- tes d lui impriment une grande vitesse giratoire ou tourbil- lonnaire.

   Cette vitesse giratoire tend à, et a pour effet de projeter la matière étrangère telle que l'eau entraînée par le courant, en la rejetant au dehors et en l'amenant en con- tact avec les parois cylindriques de la chambre. Le liquide ainsi séparé de la partie principale du courant tourbillonnai - re tombe par son propre poids au fond de la chambre, d' où il est évacué à travers un orifice e placé au fond de la 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 chambre a immédiatement près de la paroi cylindrique.

   Cet ori- fice a de préférence une forme et un emplacement tels qu'il n'empêche pas l'action de tourbillonnement du fluide gazeux qui traverse la chambre et qu'il ne 'retarde pas ou n'empêche pas non Plus l'action de tourbillonnement du liquide étranger qui s'accumule au fond de la chambre, car dans la plupart des cas il est utile de maintenir une tête centrifuge dans le li- quide étranger ainsi recueilli, de façon qu'il puisse être éva- cué hors de la chambre sous une pression égale à la pression do la source d'alimentation de la vapeur ou du fluide entrant dans la chambre. 



   Une caractéristique de l'invention et de l'appareil qui en fait l'objet consiste en ce que la surface cylindrique de la chambre!: sur laquelle le liquide ou   l'humidité   sont projetés est placée de façon qu'elle soit relativement éloi- gnée de la région de renversement de l'écoulement du courant et qu'elle se trouve, par rapport à l'orifice de sortie, dans une position telle qu'il n'y ait pas, entre elle et l'orifice de sortie c, de surface continue sur laquelle le liquide ou l'humidité puissent   être   projetés vers et à travers l'orifice de sortie par l'action entraînante du courant de fluide circu- lant rapidement. 



   Lorsque le séparateur sort de séparateur de vapeur et qu'il est placé dans l'enveloppe f d'une chaudière à vapeur ou d'un générateur de vapeur, comme le représente schématique- ment la fig. 1, l'orifice e comporte un tuyau d'écoulement g dirigé vers le bas et se prolongeant jusqu'au dessous du ni- veau de   l'eau   entretenu dans la chaudière. 



   L'orifice dtentrée b et l'orifice de   sortie 0'   étant placés comme cela est décrit ci-dessus, il est évident que le courant qui traverse la chambre a n'est pas seulement brusquement renversé quant au sens de son écoulement linéaire, mais que la surface de section du courant   est Notablement   

 <Desc/Clms Page number 9> 

 réduite, lorsque le fluide se déplace vers et à travers   l'cri-   fice de sortie c. L'appareil décrit peut être appelé l'éta- ge initial du séparateur et il effectue une séparation par- tielle de la matière étrangère contenue dans le courant de fluide gazeux qui le traverse. 



   L'étage   secondaire   a une' forme- et un emplacement tels qu'ils reçoivent le courant do fluide qui a traversé le premier étage. Ainsi qu'on l'a déjà dit son rôle est d'ex- traire ou de séparer du courant   tc.utc   la matière étrangère qui n'a pas été éliminée par le premier étage. 



   Ainsi que le montre la fig. 1, cet étage secondaire est constitué par un organe cylindrique h et une chambre col- lectrice j comportant un orifice servant d'orifice de sortie du liquide et placé au fond ou près du fond de cette chambre.   Dans l'exemple   représenté la, pièce cylindrique est un rebord annulaire entourant l'orifice c et sa face inté- rieure forme une surface collectrice qui délimite et dirige aussi l'écoulement du fluide sortant par l'orifice c. Cette surface collectrice est usinée de préférence   et elle   peut com- porter des moyens séparés pour la mouiller. Lorsque le sépa- rateur est utilisé pour traiter de la vapeur, l'humidité ex- traite de la vapeur qui le traverse en maintient la surface humide et augmente par conséquent l'efficacité de cette surfa- ce quant à la fixation de l'humidité. 



   La pièce cylindrique h a une forme et un emplace- ment tels qu'il en résulte une fente annulaire 1 de largeur appréciable entre elle et le bord voisin d'un conduit ou canal m ménagé pour le passage du fluide et à travers lequel le flui- de sort finalement après avoir traversé le séparateur. Pour des raisons de fabrication et d'assemblage, la fente 1 repré- sentée se trouve entre la pièce cylindrique h et un épaule- ment n fait à part et ayant le même: diamètre intérieur que la partie la plus .grande de la pièce cylindrique h et le 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 conduit m servant de passade pour le fluide ; en outre elle est placée axialement dans le prolongement de ces deux élé-   ments.   



   Comme le montre le dessin, l'épaulement n est d'une seule pièce avec un chapeau   annulaire   p qui sert de fermetu- re à la chambre collectrice h et qui sert également de sup- port au tuyau court qui constitue une partie du conduit m de sortie du fluide. 



   On voit que, grâce à cette disposition de l'appareil, le courant de fluide sortant de la chambre a arrive sur la pièce cylindrique h, qui le limite et le dirige. Ainsi qu'on l'a déjà dit, une action de tourbillonnement est imprimée au courant de fluide qui traverse le premier étage ou la chambre a et le fluide est amené sur la pièce cylindrique h avant que la vitesse de tourbillonnement soit épuisée et pendant que le courant est encore soumis à l'influence perturbatrice du changement brusque de direction de son écoulement et de la ré- duction brusque de la surface de sa section.

   On voit donc que la surface périphérique intérieure de la pièce cylindrique h sera particulièrement efficace pour recueillir toute matière étrangère telle que l'eau et l'humidité contenue dans le cou- du fluide rant de fluide, car une grande partie/qui constitue le courant viendra en contact effectif avec la surface pendant les phases initiales d'établissement d'un écoulement uniforme et en lignes de courant plus ou moins stratifiées; en outre, la vitesse do tourbillonnement résiduelle du fluide rejettera la matière étrangère vers l'extérieur, en contact avec la surface collec- trice. 



   Lorsque le séparateur sert de séparateur à vapeur,   l'humidité   extraite du courant de vapeur qui traverse la pièce cylindrique h est soumise à l'action entraînante du courant dont la vitesse est rapide, mais la nature de la surface de la pièce cylindrique h fait que l'eau s'étale en pellicule mince 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 sur toute la surface collectrice et l'action cohésive entre la pellicule et la surface empêche donc l'eau ou l'humidité d'être enlevée de la surface et entraînée de nouveau par le courant de fluide. Toutefois cette pellicule d'eau est dépla- cée en spirale vers la fente annulaire 1, parce qu'elle est soumise à la fois à l'influence du mouvement linéraire et du mouvement tourbillonnaire du courant de fluide qui traverse la pièce 'cylindrique h. 



   L'extrémité supérieure de la pièce cylindrique h a une forme telle que la surface collectrice soit évasée exté- rieurement vers la fente annulaire 1 jusqu'à ce que son dia- mètre soit plus grand quo le diamètre intérieur de la partie la plus grande de la pièce cylindrique h, mais sans que cet évasement soit tel qu'il produise une détente partielle appré- ciable du fluide constituant le courant. 



   Grâce à cette disposition, la pellicule liquide qui se déplace vers le haut à la surface de la pièce cylindrique h se déplace également vors   1'extérieur   au fur et à mesure qu'elle s'approche de la fente annulaire 1. Pour conserver à cette pellicule une épaisseur sensiblement uniforme sur le bord supérieur de la pièce cylindrique h, bord qui, dans le mode de réalisation représenté, constitue un bord de délimita- tion de la fente annulaire 1, ce bord est fait aussi étroit que cela est pratiquement possible et la surface périphérique extérieure de la pièce cylindrique h est non seulement usi- née, elle est aussi conique à partir de la fente annulaire 1 et elle a un diamètre réduit en un point 1' situé à un dis- tance appréciable au-dessous de la fente. 



   Grâce à cotte disposition, la pellicule liquide qui se déplace et se rapproche de la fente annulaire 1:: n'a que peu ou pas de tendance à former de gros globules   bu   des gout- tes; au contraire le liquide tend à conserver la forme de pel- -lieu:Le dans son passage par dessus et autour du bord supérieur 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 de la pièce cylindrique h et sous la partie conique de la surface extérieure de cette pièce. 



   L'action entraînante du fluide qui traverse la pièce cylindrique h imprime une direction en spirale à la pellicu- le liquide sur la surface collectrice'et cette action d'entraî- nement ou d'impulsion du fluide, jointe à la force de cohésion, empêche le courant de fluide de prendre de l'épaisseur pendant son passage à travers la partie évasée de la surface collectri- ce où la force d'entraînement décroit progressivement au fur et à   mesure   que la pellicule se déplace extérieurement vers le bord supérieur de la pièce cylindrique h et où la résistance à l'écoulement de la pellicule   augmente   par suite de l'augmen- tation progressive du diamètre du chemin parcouru par l'écoulc- ment de la pellicule.

   La tendance de la pellicule à se   conden-   ser en globules ou gouttes sur le bord supérieur de la pièce cylindrique h est supprimée ou efficacement réduite par ce que la pellicule, au moment où elle atteint ce bord, se dépla- ce en spirale avec une vitesse angulaire appréciable et   qu'el-   le   rencontre   à cet endroit la face extérieure de la pièce cy- lindrique h, face qui est conique vers l'intérieur.

   C'est un fait pouvant être démontré que dans ces conditions d'écoulement une pellicule liquide se déplacera vers l'intérieur sur une sur- face faisant un angle avec son axe de rotation avec une plus grande vitesse que sur une surface cylindrique parallèle à cet axe ; cela est dû peut être au fait que la surface faisant un angle présente un chemin sur lequel la résistance à l'écoulement va en décroissant du fait qu'elle présente autour de   l'axe   de rotation un chemin d'écoulement allant progressivement en dé- croissant. 



   A défaut de meilleur terme pour caractériser le phé- nomène par lequel une pellicule liquide se déplaçant en spirale se déplace intérieurement sur une surface faisant un angle avec son axe de rotation, on   emploiera   ici l'expression force 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 centripète, car la force qui déplace la pellicule liquide vers l'intérieur est en opposition avec la force centrifuge et le mouvement du fluide résultant de cette force est en opposition avec le mouvement qui serait causé par la force centrifuge. 



   On voit donc qu'une pièce cylindrique 1 comme celle qui est représentée empêchera ou réduira considérablement la tendance du liquide qui constitue la pellicule à former des globules ou gouttes sur le bord de la fente annulaire 1 et qu'il n'y aura en conséquence aucun ou presque aucun nouvel entraînement du liquide extrait du courant en mouvement, mais que la presque totalité, sinon toute, du liquide ainsi recueil- li sera recueillie dans la chambre collectrice j où ce liqui- de   n'est   plus soumis à l'action des forces d'entraînement et d'où il peut être évacué à travers un orifice de sortie k. 



   Les inventeurs ont découvert qu' en donnant une forme conique à la surface extérieure de la pièce cylindrique sur la fente annulaire 1, comme le montre le dessin, on peut non seu- lement réduire la tendance au nouvel entraînement dans la fente, mais qu'on peut aussi empêcher dans une grande mesure la forma- tion de globules de liquide sur le bord supérieur de la surfa- ce collectrice en faisant la   conicits   de la surface extérieure de la pièce telle que le liquide dela pellicule soit entraîné vers le bas et éloigné de la fente par l'action dite "centri- pète" aussi rapidement, sinon plus, qu'il n'arrive sur le bord de la fente.

   En conséquence, dans l'appareil représenté, on réduit non seulement l'effet d'entraînement en évasant la sur- face sur la fente, mais on compense aussi la tendance à la for- mation de globules de la force cohésive et de la force dite "centripète". 



   Le séparateur à deux étages de la fig. 1 est repré- senté monté à l'intérieur de l'enveloppe d'un générateur de va- peur f et combiné avec l'orifice par lequel la vapeur sort du générateur. Le séparateur est monté dans la chambre où le 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 réservoir de vapeur du génératour et il est placé de préférence immédiatement près de   l'orifice   de sortie de la vapeur. Une chicane annulaire p est montée sur le bord supérieur de la pa- roi cylindrique de la chambre réceptrice a et dépasse de pré- férence à l'extérieur jusqu'en un point voisin de l'enveloppe ' f. Cette chicane a pour effet d'écarter les grands globules d'eau entraînés par la vapeur et elle protège donc jusqu'à un certain point l'orifice d'admission b du premier étage. 



   Le fonctionnement de l'appareil peut être décrit brièvement de la façon suivante. La vapeur provenant de la partie supérieure du réservoir ou de la chambre de vapeur en- tre par l'orifice b et descend entre les palettes d. Les palettes impriment un mouvement giratoire ou toutbillonnaire à la vapeur qui passe entre elles et elles conduisent la vapeur sous forme de courant annulaire tourbillonnaire et dirigé .vers le bas jusqu'au fond de la   chanbre   réceptrice a. Le mouvement giratoire eu tourbillonnaire imprimé au courant de vapeur est efficace pour rejeter l'eau entraînée par la vapeur et la pro- jeter vers l'extérieur et sur la paroi cylindrique de la cham- bre en question, de façon que l'eau s'accumule sur cette paroi et tombe par son propre poids au fond de la chambre.

   La force dite centripète, dont il a été question, a toutefois pour ef- fet qu'une partie de l'eau ainsi recueillie se déplace vers l'intérieur, au fond de la chambre, vers la partie tourbillon- naire du courant et se trouve entraînée de nouveau par ce tour- billon sous forme de brouillard fin. Le courant tourbillonnai- re change de sens, en ce qui concerne son écoulement linéaire, après son entrée dans la chambre a, tout en tournant à une grande vitesse, puis il monte vers l'orifice de sortie c. Ce changement brusque de la direction de l'écoulement et la réduc- tion brusque de la surface du courant provoquent une perturba- tion dans l'état du courant au moment où il entre dans une pièce cylindrique h.

   Cet état augmente, ainsi qu'on l'a déjà dit, 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 l'efficacité de la surface collectrice   cohésie   que comporte la pièce cylindrique h. L'humidité et l'eau restant dans la va- peur après que celle-ci a traversé le premier étage sont ex- traites du courant montant pendant le passage de ce courant à traversle deuxième étage ou la piècecylindrique h. 



   Il est évident que la surface collectrice doit être en matière ayant une grande affinité   pour   le liquide qui forme la pellicule ou, en d'autres termes, facile à mouiller par le liquide qui forme la pellicule. Lorsque le séparateur est utilisé pour séparer l'humidité de la vapeur, la pièce cylin- drique h doit être en matière mouillée facilement par l'eau ; en outre il faut avoir soin de donner à la surface collectrice une forme telle qu'une pellicule d'épaisseur sensiblement uni- forme s'étale sur toute la surface collectrice.

   On conçoit que cela est essentiel si l'on considère que la force adhésive ou la force cohésive doit être suffisante pour annihiler la tendance du courant de fluide, qui circule avec une grande vi- tesse, à entraîner de nouveau le liquide ou la matière étran-   gère   qui s'est accumulée sur la surface collectrice. 



   Le liquide formant la pellicule qui se déplace sur la surface collectrice se déplace dans les limites de la chambre collectrice sous l'action des forces qui agissent sur lui et il est finalement recueilli dans cotte chambre et évacué hors de celle-ci à travers un orifice k et un tuyau approprié k'. 



  Pour autant que la pression du fluide existant dans la chambre collectrice j est un peu inférieure à la pression existant à la source de fluide qui donne naissance au courant de flui- de, un organe approprié tel qu'un séparateur d'eau doit être monté dans le tuyau k pour recueillir et évacuer le liquide, que celui-ci soit renvoyé à la source de fluide ou évacué dans une zone de pression plus basse. 



   L'une des caractéristiques importantes de l'invention, c'est qu'elle peut être utilisée efficacement en combinaison 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 avec une chaudière à vapeur sans qu'il soit nécessaire   d'uti-   liser des purgeurs relativement grands ou des purgeurs de grandeur suffisante pour retenir taute l'eau ou toute   l'humi-   dité extraite de la vapeur qui sort de la chaudière. Cela est dû à ce que le premier étage du séparateur, premier étage qui extrait la majeure partie de l'eau contenue dans la vapeur sortant de la chaudière, est non seulement logé à l'intérieur de la chaudière, mais qu'il est aussi capable d'évacuer dires- tement dans la chaudière   l'eau   qu'il a recueillie, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un purgeur.

   Il n'est donc nécessai- re que de monter un purgeur de capacité suffisante pour retenir la quantité d'eau relativement petite recueillie par le dauxiè- me étage. 



   On obtient aussi un avantage incidentel de l'appareil qui fait l'objet de l'invention lorsque cet appareil est   utili-   sé avec une chaudière à vapeur fonctionnant avec de l'eau con- tenant des quantités d'impuretés variables. On conçoit que, lorsque l'eau de la chaudière est relativement pure de matières dissoutes ou en suspension, on n'a besoin d'effectuer que de petites "purges", mais lorsque l'eau contient de grandes quanti- tés d'impuretés, il faut augmenter proportionnallement les "purges". 



   Lorsque l'eau de la   chaudière   est relativement pure,. le premier étage du séparateur élimine pratiquement toute l'hu- midité entraînée par la vapeur qui sort de la chaudière et le deuxième étage ne fait sortir que très pou d'eau à l'extérieur de la chaudière, mais lorsque la quantité d'impuretés contenue dans la chaudière augmente, le deuxième étage élimine des quau- tités dt eau plus grandes, parce que la vapeur sortant de la chaudière entraîne de plus grandes quantités d'humidité, de sorte que des quantités d'eau   proportionnellement   plus grandes sont   évacuées   hors du deuxième étage, et par conséquent hors de la chaudière.

   Ceci fait qu'il n'est pas nécesaire d'augmenter 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 le nombre de "purges", mais tend à permettre de faire marcher 
La chaudière sensiblement avec le même nombre de purges et la même importance de   celles-ci   que   lorsque   l'eau de la   chaudière   est relativement pure. 



   Dans une cariante (fig.   2)de   l'appareil qui fait l'objet de l'invention, variante qui peut être utilisée en un point quelconque d'une conduite de vapeur, les deux étages du séparateur sont réunis, comme le montre le dessin, en un seul ensemble qui peut être monté sur une conduite de vapeur ou con- duite maîtresse constituée par des tuyaux de vapeur du type normal. Comme on peut le voir, la chambre.!' reçoit de la vapeur à travers un orifice d'admission annulaire b' compor- tant une rangée annulaire de palettes inclinées d'. La vapeur qui entre par l'orifice d'admission b' est reçue à travers un orifice g comportant une bride et un conduit de vapeur g2 qui entoure partiellement le deuxième étage du séparateur. 



   Le deuxième étage comporte une pièce cylindrique h' et une chambre collectrice j'. La pièce cylindrique h'   compor-   te une surface collectrice semblable à la surface décrite précé-- demment à propos de la fig. 1. Une fente 1' est ménagée entre la pièce et un épaulement m' qui fait partie d'une courte pièce cylindrique communiquant avec un conduit courbe r servant de sortie pour la vapeur et se terminant par un orifice s com- portant une bride. 



   L'orifice de sortie e' de la chambre a' est relié par un tuyau (non représenté) à un purgeur de type connu quel- conque au moyen duquel l'eau recueillie dans lepremier étage est envoyée dans un récipient quelconque maintenu à une pression   @   inférieure à celle de la vapeur, par exemple à la pression at- mosphérique, L'orifice de sortie j2 de la chambre collectri- ce secondaire- j' communique avec un   conduit u   qui peut être venu de-fabrication avec la chambre et d'autres parties   conju-   guées et qui, sur une partie de sa longueur, traverse le conduit 

 <Desc/Clms Page number 18> 

   d'admission,   de vapeur au premier étage.

   Ce conduit u comporte également un purgeur (non représenté) du type usuel pour éva- cuer   l'eau   recueillie dans la chambre j' et pour empêcher également toute chute de pression dans la chambre. 



   Pour décrire ce que les inventeurs considèrent comme étant les dimensions correctes à donner aux pièces, on peut di- re que lorsque le diamètre intérieur de l'orifice de vapeur à bride g est d'environ 100 mm, le diamètre intérieur de la chambre a' est d'environ 200 mm, le diamètre intérieur de l'épaulement m' et du conduit r est d'environ 100 mm et la largeur de la fente l'est d'environ 10 mm. 



   La fig. 3 est une coupe montrant un plan des orifices d'admission b' et des palettes d'.   L'inclinaison   et l'expa- cement relatif des palettes d' sont représentés par la fig.      



   On conçoit que l'appareil représenté et la méthode décrite peuvent servir à extraire des matières étrangères tel- les que de la poussière ou d'autres substances solides conte- nues dans des fluides gazeux tels que les gaz de hauts-four- neaux ou de gazogènes par exemple et que, lorsqu'il s'agit d'ex- traire des matières de ce genre contenues dans un fluide l'ap- pareil comportera des moyens permettant d'introduire de l'eau ou un liquide analogue dans le premier étage du séparateur avec le fluide à traiter. Si l'on introduit une quantité de liquide suffisante dans le premier étage, il ne sera pas nécessaire d'introduire un liquide supplémentaire pour mouiller la   surfa-   ce collectrice cylindrique utilisée dans le second étage.

   Tou- tefois on peut introduire un liquide supplémentaire dans le se- cond étage pour mouiller cette surface, en ménageant une rangée annulaire de petites ouvertures d'admission autour et près du fond de la pièce cylindrique b. Une source d'alimentation en liquide sera mise en communication avec ces ouvertures et   main-   tenue à un niveau suffisant pour entretenir simplement une 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 pellicule liquide de l'épaisseur voulue sur la surface collec- trice cylindrique. 



   La fig. 5 montre un mode de réalisation de l'inven- tion dans lequel le premier étage seul est logé à l'intérieur de l' enveloppe de la chaudière. Comme le montre le dessin, le deuxième étage fait partie de la tubulure de ia chaudière et il se trouve en conséquence en dehors de l'enveloppe de la chaudière. Ceci est avantageux, car on supprime ainsi la né- cessité d'envoyer hors de la chaudière, à travers l'enveloppe de celle-ci, l'eau retenue par le deuxième étage, ce qui sim- plifie l'installation du séparateur. 



   Comme le montre le dessin, les parois de la chambre collectrice j sont d'une seule pièce avec la tubulure v de la chaudière, tubulure qui comporte cornue d'habitude des bri- des appropriées pour la fixer à l'enveloppe de la chaudière ainsi qu'à la conduite maîtresse de vapeur ou au collecteur, Le premier étage, ainsi que les palettes directrices d , constitue un élément séparé et l'orifice de sortie c de cet élément comporte une bride   cylindrique x   filetée à son extrémité extérieure et pouvant se visser dans une partie ta- raudée x' de la tubulure v de sorte que cette bride cons- titue en somme un prolongement de l'extrémité antérieure de la surface collectrice h. 



   Grâce à cette disposition le liquide retenu par le premier étage est renvoyé dans la chaudière à travers la tu- yauterie g comme dans l'appareil représenté par la fig. 



  1, mais l'orifice d'écoulement j2 qui communique avec la chambre collectrice du deuxième étage est placé en dehors de l'enveloppe de la chaudière, de sorte qu'il peut être relié directement, au moyen d'une tuyauterie appropriée y à un séparateur monté en dehors de l'enveloppe de la chaudière. 



  Cette disposition a non seulement les avantages mentionnés 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 plus haut, mais aussi les avantages qui ont été décrits précédemment à propos de 1'appareil représenté par la fig. 



  1. 



   On conçoit également que diverses autres   modifica-   tions, additions et suppressions peuvent être apportées à l'appareil représenté, sans qu'on sfécarte pour cela de l'es- prit et du but de l'invention 
A indique le niveau normal de l'ean dans la chaudière. 
 EMI20.1 
 



  -: R : N .û T G li T I 0 T S s- 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1 Méthode d'extraction de matières étrangères contenues dans un courant de fluide gazeux se déplaçant avec une grande vitesse linéaire, méthede consistant à imprimer un mouvement giratoire à ce courent et à le soumettre à l'ac- tion cohésive d'une surface collectrice de façon que la matiè- re étrangère contenue dans ce courant soit extraite sous forme de mince pellicule liquide se formant continuellement sur cet- te surface, à déplacer continuellement cette pellicule sur cet- te surface dans le sens de l'écoulement du courant au moyen de l'effet d'entraînement de ce courant, et à éliminer continuel.. le-ment la pellicule de la surface collectrice par l'action com- binée de la force cohésive et de la force "centripète". <Desc/Clms Page number 21>

2 Méthode d'extraction do matière étrangère con- tenue dans un courant de fluide gazeux se déplaçant avec une grande vitesse linéaire, méthode consistant à imprimer un mou- vement giratoire à ce courant, à éliminer la matière étrangè- re projetée hors de ce courant par le mouvement giratoire de celui-ci, puis à soumettre le courant, pendant sa rotation, à l'action cohésive d'une surface collectrice et à recueillir la matière étrangère sur cette surface sous forme de mince pelli- cule liquide se formant continuellement, à refouler continuel- lement cette pellicule sur cette surface dans le sens de l'écou- lement du courant au moyen do l'effet d'entraînement de ce cou- rant,

à déplacer continuellement la pellicule ainsi refoulée pour l'écarter de la zone de l'effet d'entraînement- de ce cou- rant et à éliminer cette pellicule de cette surface par l'ac- tion de la force "centripète".

3 Méthode d'extraction de matière étrangère conte- nue dans un courant de fluide gazeux se déplaçant avec une grande vitesse linéaire, méthode consistant à imprimer un mou- vement tourbillonnaire à ce courant, à éliminer la matière étrangère projetée hors de ce courant par suite de son mouve- ment giratoire, à changer brusquement le sens de l'écoulement linéaire de ce courant pendant sa rotation, puis à soumettre le courant à l'action cohésive d'une surface collectrice et à en extraire la matière étrangère sur cette surface sous forme de mince pellicule liquide se formant continuellement, à refou- ler continuellement cette pellicule sur cette surface dans le sens de l'écoulement du courant, au moyen de l'effet d'entrai- nement de ce courant, et à éliminer et évacuer continuellement le liquide qui constitue cette pellicule,

au moyen de l'action combinée de la force cohésive et de la force "centripéte".

4 Méthode d'extraction de l'humidité contenue dans de la vapeur, méthode consistant à imprimer un mouvement giratoire de grande vitesse à un courant de vapeur circulant <Desc/Clms Page number 22> avec une grande vitesse linéaire, à enlever l'eau projetée hors de ce courant par suite de son mouvement giratoire, puis à soumettre le courant pendant son mouvement tourbillonnaire à l'action cohésive d'une surface collectrice et à recueillir l'humidité contenue dans ce courant sur cette surface sous forme de mince pellicule se formant continuellement.. à refou- ler continuellement cette pellicule en spirale sur cette sur- face dans le sens de l'écoulement du courant au moyen de l'ef- fet d'entraînement de ce courant,

et à déplacer continuelle- ment la pellicule ainsi refoulée pour l'écarter de la zone de l'effet d'entraînement du courant et par la force "centripète" causée par la vitesse de rotation imprimée à la pédicule par le mouvement giratoire du courant, et à recueillir et évacuer continuellement l'eau qui forme cette pellicule.

5 Un appareil du type décrit, comportant des mo- yens pour imprimer un mouvement tourbillonnaire à un courant de fluide se déplaçant rapidement, des moyens pour changer brus- quement le sens de l'écoulement de ce fluide et pour extraire de ce courant la matière étrangère projetés au dehors par ce mouve- ment tourbillonnaire, une pièce cylindrique comportant une sur- face collectrice délimitant ce courant après son changement de direction, se terminant par une fente annulaire et ayant une surface extérieure contigüe à cette fente et allant en se ré- trécissant, son diamètre devenant plus petit à mesure qu'elle s'éloigne de cette fente, et une chambre collectrice entourant cette partie rétrécie et communiquant avec cette fente et com- portant un orifice d'évacuation de la matière étrangère.

6 En combinaison, dans un séparateur pour un flui- de gazeux, une chambre comportant un orifice d'admission pour le fluide, un orifice de sortie du fluide et un orifice d'éva- cuation du liquide, des moyens combinés avec cet orifice d'ad- mission pour imprimer un mouvement giratoire au fluide travsr- sant cett chambre, une pièce cylindrique entourant cet orifice <Desc/Clms Page number 23> d'admission du fluide et comportant une surface collectrice intérieure cylindrique sur laquelle arrive le fluide sortant par l'orifice de sortie, cette surface étant agencée de façon à former une fente à travers laquelle le fluide passe après avoir passé sur cette, surface collectrice,

qui est légèrement évasée vers l'extérieur dans le sens de l'écoulement du flui- de à l'extrémité de cotte surface correspondant à la fente et cette pièce comportant une surface extérieure continue à cette partis évasée de la surface collectrice, cette surface étant conique, vers l'intérieur et son diamètre allant en diminuant à mesure qu'elle s'écarte.de cette fente, et une chambre entou- rant cette surface coniqueet communiquant avec cette fente et comportant un orifice d'évacuation.

7 En combinaison, dans un appareil du type décrit, une pièce cylindrique pour limiter et diriger un courant de fluide circulant vers un conduit distributeur de fluide en lais- sant une fonte à travers laquelle passe, le courant de fluide, la surfaso périphérique extérieure de cette pièce contigüe à cette fente étant conique et rétrécie à mesure qu'elle s'écarte de cette f.ente et son diamètre devenant plus petit, et une cham- bre entourant cette fente et comportant au fond un orifice d'é@acuation du liquide.

8 Dans un appareil du type décrit, des moyens pour imprimer un mouvement tourbillonnaire à un courant de fluide, 'une pièce cylindrique pour limiter le courant tourbillonnaire et le diriger vers un conduit de répartition du fluide en laissant une fente à travers laquelle le courant circule en sortant de cette pièce, la face- collectrice intérieure de cet- te pièce étant évasée dans le sens de l'écoulement du fluide immédiatnment près de cette fente et la surface périphérique extérieure de cette pièce contigue à cette partie éva&ée étant conique et ayant un diamètre réduit à mesure qu'elle s'écarte de cette fente, et une chambre entourant cette fente,

<Desc/Clms Page number 24> communiquant avec elle et comportant au fond un orifice d'éva- cuation du liquide.

9 En combinaison avec une chaudière à vapeur, un séparateur à vapeur comportant un premier étage monté à l'in- térieur de la chaudière et présentant un orifice d'évacuation communiquant avec l'intérieur de la chaudière, et un deuxième étage communiquant directement avec ce premier étag3, monté en dehors de l'enveloppe de la chaudière et comportant un ori- flce d'évacuation placé en dehors de la chaudière.

10 En combinaison avec une chaudière à vapeur, un séparateur à deux étages à travers lequel passe la vapeur sor- tant de la chaudière, des moyens servant à renvoyer directement à l'intérieur de la chaudière l'humidité recueillie dans le premier étage, et un séparateur pour envoyer dans une zone de pression inférieure le liquide sortant du deuxième étage.

Il Les perfectionnements concernant la méthode d'extraction de matière étrangère contenue dans des fluides ou des gaz; sensiblement tels qu'ils sont décrits ci-dessus et représentés par les dessins annexés.