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Perfectionnements aux chaudières.
Cette invention est relative aux chaudières pour le chauffage central des immeubles et, en particulier, aux chaudières destinées à être chauffées au moyen de brûleurs à huile, brûleurs à charbon pulvérisé, brûleurs à gaz et brûleurs analogues, dans lesquelles on peut produire de for- tes fluctuations de température par réglage des brûleurs. Les chaudières de ce genre sont généralement constituées par des éléments en fonte reliés entre eux par des raccords et serrés au moyen de tirants longitudinaux.
Ces chaudières sont avan- tageuses au point de vue de la fabrication, mais elles pré-
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sentent des inconvénients quand elles sont équipées de brûleurs à huile, brûleurs à charbon pulvérisé ou brûleurs analogues, étant donné que les fortes fluctuations de tempé- rature produites dans ce cas font subir aux parois des cham- bres à eau de la chaudière, exposées à l'action directe des flammes des brûleurs, des variations de transmission de cha- leur brusques propres à endommager les éléments en fonte.
Le principal but de la présente invention est de procurer une chaudière de construction perfectionnée qui, tout en ayant la plupart des avantages des chaudières sec- tionnées en fonte, permette en outre de surmonter les diffi- cultés auxquelles on se heurte en employant des brûleurs à huile, brûleurs à charbon pulvérisé, brûleurs à gaz et brû- leurs analogues.
Suivant cette invention, les parties de la chaudière soumises à l'action directe des flammes ou au rayonnement thermique du combustible sont faites en tôle, de préférence en t8le d'acier ou de fer, constituant une construction dis- tincte qui est toutefois reliée à une construction en fonte de telle manière qu'une circulation d'eau puisse s'établir entre la construction en tôle et la construction en fonte, tandis que, en outre, des gaz de combustion peuvent passer de la construction en tôle d'acier ou de fer à la construc- tion en fonte,laquelle est de préférence constituée par une série d'éléments.
La chaudière ainsi construite présente , l'avantage que ses parties exposées à l'action directe du combustible brûlant peuvent résister à une fluctuation brus- que de température; la fabrication de la chaudière est peu coûteuse, et du fait que la construction en acier ou fer et la construction en fonte forcent chacune une unité, l'assem- blage peut être opéré commodément. En outre, on peut agencer
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la chaudière pour satisfaire aux conditions de chauffage locales particulières, car il est possible de diminuer ou d'augmenter le nombre d'éléments en fonte de manière à dimi- nuer ou augmenter le trajet des gaz suivant qu'on veut faire fonctionner la chaudière avec chauffage à l'huile ou au combustible solide.
De préférence, on monte les éléments en fonte au- dessus de la construction en acier ou fer qui peut être avan- tageusement constituée de plaques ou tôles pliées à la forme voulue et reliées entre elles de manière appropriée, par exemple par soudure. La construction en acier ou fer peut avoir en substance la forme d'un U renversé comportant des doubles parois qui délimitent une chambre à 'eau. Les élé- ments en fonte sont de préférence légèrement concaves à leurs faces ou bords inférieurs de manière que lorsque les éléments sont montés sur la construction en acier ou fer, ils délimitent un espace dans lequel peuvent circuler des gaz, de sorte que le dessus de la construction en acier ou fer peut aussi être chauffé par les gaz de combustion.
Pour bien faire comprendre l'invention, on la décri- ra ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de côté montrant une forme d'exé- cution d'une chaudière conforme à l'invention,
Fig. 2 en est une vue de face,
Fig. 5 est une coupe longitudinale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 4, et
Fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3.
Ces dessins représentent une chaudière comprenant une enveloppe extérieure ou habillage 10, en tôle de préfé- rence. L'enveloppe 10 comprend les parois latérales 11, une
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tôle arrière 12 et une tôle avant 13, qui sont assemblées entre elles à leurs bords adjacents, de toute manière appro- priée, par exemple au moyen de cornières 14.
La tôle avant
15 est percée d'ouvertures 15, 15x pour le nettoyage des car- neaux, d'une ouverture de chargement 16, d'une ouverture de tisonnage 17 et d'une ouverture 18 pour le cendrier, munies respectivement de portes 15a, 15b, 16a, 17a, la!!, et la tôle arrière 12 est percée d'une ouverture 19, sur laquelle s'adapte la buse de cheminée 20 contenant le régulateur de tirage 20a, d'une ouverture 21 pour le nettoyage des carneaux fermée par une porte 21a, d'une ouverture 22 à porte 22a communiquant avec l'arrière du magasin à combustible - chambre de combus- tion et d'une ouverture arrière 23 pour le cendrier, munie d'une porte 23a.
D'autres ouvertures sont percées dans les différentes parois de l'enveloppe 10 pour le branchement des tuyaux de sortie et de retour et des autres tuyaux reliant entre elles les différentes parties coopérantes de la chaudière comme c'est décrit ci-après.
Dans l'enveloppe 10 est disposé un magasin à combus- tible - chambre de combustion 24 à double paroi, entouré d'eau, qui est fait en tôle d'acier et qui constitue un ensem- ble constructif en tôle, ayant sensiblement la forme d'un U renversé' et une longueur égale à celle de la chaudière. Ce magasin à combustible - chambre de combustion comprend un caisson extérieur 24b et un caisson intérieur plus petit 24c, qui ont une section transversale en forme d'U et dont les bords adjacents sont soudés en 24e. Les caissons comprennent des parois latérales et supérieures espacées les unes des autres, entre lesquelles sont formées des chambres d'eau.
Ce magasin à combustible - chambre de combustion repose par les extrémités inférieures de ses parois latérales sur un socle @
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24a, ou bien la chambre à eau 24d peut descendre jusqu'au niveau du sol. Des supports 25 montés de manière appropriée comportent des pivots 25a qui supportent les barreaux de grille oscillants 26, reliés entre eux par les tringles 27 à mouvement de va-et-vient, nécessaires seulement quand la chaudière est chauffée au combustible solide.
Le magasin à combustible- chambre de combustion 24 est pourvu à l'avant de sa partié supérieure, d'un passage transversal allongé 28 pour les gaz et les produits de coin- bustion.
Le-chiffre de référence 29 désigne la construction en fonte comprenant une série d'éléments transversaux 30 en fonte communiquant les uns avec les autres par des raccords 31 à leurs extrémités inférieures opposées et par des rac- cords plus grands 32 à leur partie supérieure médiane. Chaque élément transversal 30 comporte quatre rangées horizontales d'ouvertures 33 et 33a, et chaque rangée comprend trois ouvertures superposées qui, conjointement avec les ouvertu- res coïncidentes des éléments adjacents, constituent des carneaux longitudinaux allant de l'avant à l'arrière de la chaudière. Les ouvertures 33 sont délimitées à leur partie supérieure par des ailettes verticales 34 qui offrent une grande surface pour soustraire plus efficacement la chaleur des gaz chauds et des produits de combustion pendant leur passage dans ces carneaux.
Les éléments 30 comportent des nervures périphériques 30a et quelques-uns des éléments intermédiaires sont pourvus de nervures plus ou moins verticales 30b qui sont situées entre les séries verticales d'ouvertures 33 et 33a de manière à constituer des parois servant à diriger les gaz d'arrière en avant dans les séries d'ouvertures extérieures 33; un cer-
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tain nombre d'éléments intermédiaires montés à l'avant de la chaudière ne comportent pas de nervures 30b pour permet- tre aux gaz de passer des ouvertures 33 aux ouvertures 33a et ensuite, d'avant en arrière, par les ouvertures intérieu- res ou médianes 33a,dans la buse de cheminée 20.
Les élé- ments intermédiaires 30 comportent en outre des nervures plus ou moins horizontales 30c séparant les carneaux 33 et 33a du carneau inférieur 37 dans lequel les gaz circulent d'avant en arrière.
Un certain nombre d'éléments intermédiaires montés à l'arrière de.la chaudière, près de la buse de cheminée, ont leur nervure 30c interrompue sur une partie de sa longueur pour permettre aux gaz de fumée de passer de l'arrière de l'ouverture du carneau 37 dans les ouvertures 33 des car- neaux latéraux.
Les éléments transversaux 30 formant bloc sont sup- portés sur des cornières 36 par de courtes pattes 35 qui les maintiennent écartés de la face supérieure du magasin à com- bustible - chambre de combustion 24,, et délimitent ainsi le carneau 37 dans lequel les gaz peuvent circuler d'avant en arrière. Les faces inférieures des éléments 30 sont incli- nées du milieu vers les côtés de manière qu'en ce point la section du carneau 37 soit un peu plus grande que sur les cô tés,et les faces inférieures de ces éléments comportent aussi des ailettes 38 servant à agrandir la surface.
La communication entre la construction en tôle 24 et les éléments transversaux 30 est assurée par plusieurs rac- cords coudés 40 montés seulement à l'avant de la chaudière.
Ces raccords coudés 40 disposés à l'avant de la chaudière sont seuls à relier entre elles les deux constructions, c'est- à-dire le magasin à combustible - chambre de combustion en
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tôle d'acier et les éléments à carneaux en fonte. Il en résulte que les deux constructions peuvent se dilater indé- pendamment l'une de l'autre sans aucun danger de rupture pour l'une ou l'autre de leurs parties, dû à la différence de di- latibilité des métaux de natures différentes.
Des tuyaux de sortie 41 sont branchés de place en place au sommet des éléments transversaux 30 et les tuyaux de retour 42 aboutissent à la chambre d'eau arrière du maga- sin à combustible - chambre de combustion 24, près de l'ex- trémité inférieure de celui-ci.
Le fonctionnement de la chaudière ressort claire- ment de la description qui vient d'en être faite.
Il est à noter que lorsque la chaudière est équipée d'un brûleur à fonctionnement automatique tel qu'un brûleur à huile, brûleur à charbon pulvérisé, brûleur à gaz ou brû- leur analogue, la flamme se développe brusquement dans le ma- gasin à combustible - chambre de combustion. Quand la flamme est réglée au moyen d'un thermostat, d'un manomètre à pres- sion de vapeur ou d'un appareil analogue, l'apport de cha- leur commence ou cesse brusquement. Par suite de ce fonction- nement les surfaces du magasin à combustible - chambre de combustion refroidies à l'eau, directement exposées à la flamme, subissent des variations de transmission de chaleur brusques qui, lorsqu'on emploie des parois en fonte, y pro- duisent de fortes tensions quand les brûleurs sont mal ré- glés ou quand leur débit est mal proportionné à la capacité de la chaudière.
La tôle (de fer ou d'acier) employée pour le magasin à combustible - chambre de combustion comme c'est décrit ci-dessus, rend cette enceinte extrêmement résistante, élastique et apte à supporter les efforts et tensions auxquels elle est soumise par suite des alternances brusques de chauf-
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brûleurs automatiques.
En outre,il està noter que l'emploi combiné de tôle et de fonte rend extrêmement commode l'assemblage des pièces, et que la construction en fonte, qui comprend les carneaux pour les gaz et les produits de combustion, peut être combinée au magasin à combustible - chambre de combus- tion d'autre manière que celle décrite et représentée, c'est- à-dire que les carneaux en fonte peuvent être disposés en arrière du magasin à combustible - chambre de combustion ou coaxialement à celui-ci, ou encore de part et d'autre.
En outre il est à remarquer que l'invention permet de fabriquer une chaudière dont la chambre de combustion a la résistance et l'élasticité d'une chaudière en acier et dont les carneaux présentent les avantages des constructions en fonte, c'est-à-dire une grande résistance à la corrosion.
Un autre avantage de l'invention est qu'avec des carneaux en fonte il est possible d'obtenir économiquement des trajets tortueux permettant d'extraire des gaz de fumée la quantité maximum de chaleur, tout en profitant des avan- tages précités de la construction en acier.
La chaudière suivant l'invention, décrite ci-dessus, peut être agencée pour satisfaire aux conditions de chauffage locales particulières, car il est possible de diminuer ou d'augmenter le nombre d'éléments en fonte de manière à di- minuer ou augmenter le trajet des gaz suivant qu'on veut faire fonctionner la chaudière avec chauffage à l'huile ou au combustible solide.
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Improvements to boilers.
This invention relates to boilers for the central heating of buildings and, in particular, to boilers intended to be heated by means of oil burners, pulverized coal burners, gas burners and the like, in which fuel can be produced. your temperature fluctuations by adjusting the burners. Boilers of this type are generally made of cast iron elements connected together by couplings and tightened by means of longitudinal tie rods.
These boilers are advantageous from a manufacturing point of view, but they pre-
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experience disadvantages when fitted with oil burners, pulverized carbon burners or the like, since the strong temperature fluctuations produced in this case subject the walls of the water chambers of the boiler, exposed to the direct action of the burner flames, sudden variations in heat transmission liable to damage the cast iron elements.
The main object of the present invention is to provide a boiler of improved construction which, while having most of the advantages of sectional cast-iron boilers, further overcomes the difficulties encountered in employing gas burners. oil, pulverized charcoal burners, gas burners and the like.
According to this invention, the parts of the boiler subjected to the direct action of the flames or to the thermal radiation of the fuel are made of sheet metal, preferably of steel or iron sheet, constituting a separate construction which is however connected to a cast-iron construction in such a way that water can flow between the sheet-metal construction and the cast-iron construction, while, in addition, combustion gases can pass from the sheet-steel construction or of iron to cast iron construction, which preferably consists of a series of elements.
The boiler thus constructed has the advantage that its parts exposed to the direct action of the burning fuel can withstand a sudden temperature fluctuation; the manufacture of the boiler is inexpensive, and because the steel or iron construction and the cast iron construction each force a unit, the assembly can be done conveniently. In addition, we can arrange
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the boiler to meet the particular local heating conditions, since it is possible to decrease or increase the number of cast iron elements so as to decrease or increase the gas path depending on whether the boiler is to be operated with heating with oil or solid fuel.
Preferably, the cast iron elements are mounted on top of the steel or iron construction which can advantageously consist of plates or sheets bent into the desired shape and suitably connected together, for example by welding. The steel or iron construction can be substantially in the shape of an inverted U with double walls which delimit a water chamber. The cast iron elements are preferably slightly concave at their lower faces or edges so that when the elements are mounted on the steel or iron construction they delimit a space in which gases can flow, so that the top of the steel or iron construction can also be heated by flue gases.
To better understand the invention, it will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side view showing one embodiment of a boiler according to the invention,
Fig. 2 is a front view,
Fig. 5 is a longitudinal section taken on line 3-3 of FIG. 4, and
Fig. 4 is a cross section taken on line 4-4 of FIG. 3.
These drawings show a boiler comprising an outer casing or casing 10, preferably made of sheet metal. The envelope 10 comprises the side walls 11, a
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rear plate 12 and a front plate 13, which are assembled together at their adjacent edges, in any suitable manner, for example by means of angles 14.
The front sheet
15 is pierced with openings 15, 15x for cleaning the torches, a loading opening 16, a tisonnage opening 17 and an opening 18 for the ashtray, respectively provided with doors 15a, 15b, 16a, 17a, !!, and the rear sheet 12 is pierced with an opening 19, on which fits the chimney nozzle 20 containing the draft regulator 20a, with an opening 21 for cleaning the flues closed by a door 21a, with an opening 22 with a door 22a communicating with the rear of the fuel store - combustion chamber and with a rear opening 23 for the ashtray, provided with a door 23a.
Other openings are drilled in the different walls of the casing 10 for the connection of the outlet and return pipes and of the other pipes interconnecting the different cooperating parts of the boiler as described below.
In the casing 10 is disposed a double-walled fuel store - combustion chamber 24, surrounded by water, which is made of sheet steel and which constitutes a structural assembly in sheet metal, having substantially the form of an inverted U 'and a length equal to that of the boiler. This fuel store - combustion chamber comprises an outer casing 24b and a smaller inner casing 24c, which have a U-shaped cross section and whose adjacent edges are welded at 24e. The boxes include side and top walls spaced apart from each other, between which are formed water chambers.
This fuel store - combustion chamber rests by the lower ends of its side walls on a plinth @
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24a, or else the water chamber 24d can descend to ground level. Suitably mounted brackets 25 have pivots 25a which support the swinging grate bars 26, interconnected by reciprocating rods 27, needed only when the boiler is heated with solid fuel.
The fuel store-combustion chamber 24 is provided at the front of its upper part with an elongated transverse passage 28 for the gases and the entanglement products.
Reference numeral 29 denotes the cast iron construction comprising a series of cross members 30 of cast iron communicating with each other by connectors 31 at their opposite lower ends and by larger connectors 32 at their upper middle part. . Each cross member 30 has four horizontal rows of openings 33 and 33a, and each row includes three superimposed openings which, together with the coincident openings of adjacent members, form longitudinal flues running from the front to the rear of the cabinet. boiler. The openings 33 are delimited at their upper part by vertical fins 34 which provide a large surface area to more effectively remove heat from the hot gases and combustion products as they pass through these flues.
The elements 30 have peripheral ribs 30a and some of the intermediate elements are provided with more or less vertical ribs 30b which are located between the vertical series of openings 33 and 33a so as to constitute walls serving to direct the gases from. rear forward in the series of exterior openings 33; a certain
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a number of intermediate elements mounted at the front of the boiler do not have ribs 30b to allow the gases to pass from the openings 33 to the openings 33a and then, from front to back, through the internal openings or medians 33a, in the flue collar 20.
The intermediate elements 30 further comprise more or less horizontal ribs 30c separating the flues 33 and 33a from the lower flue 37 in which the gases circulate from front to rear.
A number of intermediate elements mounted at the rear of the boiler, near the flue collar, have their rib 30c interrupted for part of its length to allow flue gases to pass from the rear of the boiler. opening of the flue 37 in the openings 33 of the side flues.
The transverse block elements 30 are supported on angles 36 by short tabs 35 which keep them spaced from the upper face of the fuel store - combustion chamber 24 ,, and thus delimit the flue 37 in which the gases can move back and forth. The lower faces of the elements 30 are inclined from the middle towards the sides so that at this point the section of the flue 37 is a little larger than on the sides, and the lower faces of these elements also have fins 38. serving to enlarge the surface.
Communication between the sheet metal construction 24 and the cross members 30 is provided by several elbow connectors 40 mounted only at the front of the boiler.
These elbow fittings 40 arranged at the front of the boiler are the only ones to interconnect the two constructions, that is to say the fuel store - combustion chamber in
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sheet steel and cast iron flue elements. It follows that the two constructions can expand independently of one another without any danger of rupture for one or the other of their parts, due to the difference in expandability of metals of different natures. .
Outlet pipes 41 are plugged in place at the top of cross members 30 and return pipes 42 terminate in the rear water chamber of the fuel store - combustion chamber 24, near the end. lower of it.
The operation of the boiler emerges clearly from the description which has just been given.
It should be noted that when the boiler is fitted with an automatically operating burner such as an oil burner, pulverized coal burner, gas burner or the like, the flame suddenly develops in the gas store. fuel - combustion chamber. When the flame is regulated by means of a thermostat, a steam pressure gauge or the like, the supply of heat begins or stops abruptly. As a result of this operation, the surfaces of the fuel store - water-cooled combustion chamber, directly exposed to the flame, undergo sudden variations in heat transmission which, when using cast iron walls, pro - reduce high voltages when the burners are incorrectly adjusted or when their output is poorly proportioned to the capacity of the boiler.
The sheet (iron or steel) used for the fuel store - combustion chamber as described above, makes this enclosure extremely resistant, elastic and able to withstand the stresses and strains to which it is subjected as a result. sudden alternations of heating
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automatic burners.
In addition, it should be noted that the combined use of sheet metal and cast iron makes it extremely convenient to assemble the parts, and that the cast iron construction, which includes flues for gases and combustion products, can be combined in the store. fuel - combustion chamber in a way other than that described and shown, ie the cast iron flues can be placed behind the fuel store - combustion chamber or coaxially with it, or on both sides.
In addition, it should be noted that the invention makes it possible to manufacture a boiler whose combustion chamber has the resistance and elasticity of a steel boiler and whose flues have the advantages of cast iron constructions, that is to say - say great resistance to corrosion.
Another advantage of the invention is that with cast iron flues it is possible to economically obtain tortuous paths making it possible to extract from the flue gases the maximum quantity of heat, while taking advantage of the aforementioned advantages of the construction. in steel.
The boiler according to the invention, described above, can be arranged to meet particular local heating conditions, since it is possible to decrease or increase the number of cast iron elements so as to decrease or increase the gas path depending on whether the boiler is to be operated with oil or solid fuel heating.
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