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BREVET D'INVENTION au nom de la : "PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE CHAUFFAGE ".
, L'alimentation des appareilsde chauffage au moyen de combustibles liquides ou gazeux, au mazout par exemple, tend actuellement à se généraliser, en raison du fait que cette alimentation peut se faire automatiquement, sans maind'oeuvre ni manutentions. Ces combustibles liquides ou gazeux développent, dans la chambre de combustion de l'appareil de chauffage, des températures très élevées, bien supérieures à celles engendrées par les combustibles solides dans les foyers ou boîtes à feu des chaudières en fonte du type courant. Il se produit d'autre part des variations de température très grandes, du fait que, de façon générale, l'alimentation des canbustibles liquides ou gazeux est commandée en "tout ou rien" par des thermostats ou équivalents.
Ces variations de température sont encore augmentées dans le cas de brûleurs mal adaptés ou mal réglés.
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Les particularités de fonctionnement font qu'ac- tuellement, lorsqu'on veut appliquer le chauffage par com- bustibles liquides ou gazeux, on construit des chaudières spéciales, tout en acier, ou mi-partie en fonte et mi-par- tie en acier.
La présente invention a pour but de permettre la transformation irrmédiate et simple des chaudières en fonte actuellement connues, en chaudières à alimentation par com- bustibles liquides ou gazeux.
Conformément à l'invention, cette transformation est obtenue en disposant, à l'intérieur du foyer de la chau- dière en fonte, un tunnel de combustion dans lequel débouche le brûleur et qui protège, des fisses engendrées, les par- ties en fonte de la chaudière, dans laquelle les gaz circu- lant à leur sortie du tunnel de comb ustion, alors qu'ils sont- moins chauds.
Le tunnel est introduit dans le foyer par l'ouver- ture de porte habrtuelle ou par une ouverture spéciale, qu'il obture complètement et il est fixé en position par tous moyens appropriés, en permettant la libre dilatation par rappart à la chaudière.
L'extrémité du tunnel, placée du côté de la porte, est fermée et porte le ou les brûleurs de combustible.
A l'autre extrémité de ce tunnel est prévue une ouverture faisant communiquer l'intérieur du tunnel avec la chaudière en vue de permettre la circulation des gaz.
De préférence, cet orifice de communication est tourné vers la partie inférieure de la chaudière.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le tunnel de combustion est à double paroi avec chemise d'eau intermédiaire, montée en dérivation sur la circulation d'eau de la chaudière, ou brochée directement
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entre la conduite d'arrivée d'eau et une conduite de départ.
De préférence, le tunnel est en tôle d'acier et sa paroi intérieure est revêtue d'une couche réfractaire.
Un by-pass, commandé par un thermostat soumis à l'action de la température régnant dans le tunnel de combus- tion, fait communiquer ce dernier directement avec la chemi- née d'évacuation des gaz lorsque cette température est insuf- fisante pour la bonne marche des brûleurs.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite en re- gard du dessin annexé, donné simplement à titre d'exemple et dans lequel :
La fig. 1 est une vue en élévation-coupe, d'une chaudière en fonte à eau chaude, perfectionnée conformément à l'invention;
La fig. 2' est une demi-vue de l'avant;
La fig. 3 est une demi-vue en coupe transversale suivant la ligne III-III, fig. 1.
Dans l'exemple représenté sur le dessin, on a sup- posé que l'invention était appliquée à une chaudière à eau chaude en fonte du type courant. Cette chaudière comprend des éléments en fonte 1 pour la circulation de l'eau et des gaz et un foyer ou chambre de combustion 2. Conformément à l'invention, on place dans ce foyer 2 un tunnel de combustion désigné d'une façon générale par T. Dans la forme de réalisation représentée, ce tunnel est formé de deux parois 3 et 4 espacées l'une de l'autre et raccordées aux extrémités de faon à déterminer une chemise d'eau.5. Ce tunnel est introduit dans la chambre 2 par l'ouverture de porte de la chaudière ou par une ouverture de formes et de dimensions appropriées' pratiquée dans la façade de la chaudière.
Lorsque ce tunnel est en place, ladite ouverture se trouve complètement obturée
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comme on le voit clairement sur la fig. 1. A son extrémité correspondante, ce tunnel porte un ou plusieurs brûleurs à combustible liquide ou gazeux, comme représenté en 6. A son autre extrémité, ke tunnel communique avec la chaire de
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combustion 2 par une éQ"lancrure .ê. obtenue en découpant sur une certaine longueur la moitié inférieure du tunnel. Le tunnel est maintenu en position par tous moyens appropriés, il peut, par exemple, reposer sur des supports.1 reposant @ eux-mêmes directement sur le fond ou, de préférence, sur des tourillons, afin de permettre la libre dilatation du tunnel à l'intérieur de la chaudière.
Ce tunnel peut être en tout métal approprié, mais de préférence, il est en tôle d'acier de façon à résister dans les meilleures conditions aux températures élevées auxquelles il est soumis.
Telle qu'elle vient d'être décrite, la chaudière per- fectionnée conforme à l'invention fonctionne de la façon suivante :
A la façon habituelle, le ou les brûleurs 6 engendrent une flamme qui détermine à l'intérieur du tunnel T une température très élevée que ce tunnel peut, toutefois, supporter sans inconvénient. Les gaz provenant de la combustion passent par l'échancrure 8 à la partie inférieure de la chambre de combustion 2. De là, ces gaz montent par les conduits latéraux 9 déterminés entre le tunnel et la partie en fonte de la chaudière (voir fig.3). Ces gaz circulent ensuite à la façon habituelle entre les éléments en fonte de la chaudière.
On peut avantageusement-prévoir dans la paroi antérieú re, en regard du tunnel T, une ouverture 10 pouvant faire commú niquer directement le tunnel T avec le ocnduit d'évacuation des gaz 11. Cet orifice 10 est normalement obturé par un registre 12 commandé par un thermostat ±,un bilame par exemple. Lorsque le brûleur fonctionne normalement et que la
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température à l'intérieur du tunnel T est la température normale de fonctionnement, le thermostat Il¯ maintient le registre 12 en position de fermeture ; les gaz de combustion circulent à travers l'ensemble de la chaudière, comme pré- cédemment décrit.
Au contraire, lorsque la température à l'intérieur du tunnel T est insuffisante (par exemple au dé- marrage ou après une période d'arrêt) pour permettre un fonc- tionnement normal, le registre 12 est ouvert et les gaz passent directement du tunnel T dans le conduit d'évacuation
11 . On évite ainsi de façon certaine toute perturbation dans le fonctionnement de l' appareil.
Dans l'exemple représenté, l'échancrure 8 est pla- cée de façon à obliger les gaz à se diriger tout d'abord vers la partie inférieure de la chambre de combustion 2.
Il est évident, cependant, que cette échancrure 8 pourrait être disposée de toute autre façon. C'est ainsi, par exemple, que la communication entre le tunnel T et la chambre de com- bustion pourrait être obtenue en coupant purement et simple- ment suivant toute sa section le tunnel T à une certaine dis- tance de la paroi postérieure de la chaudière, protégée par un écran en matière réfractaire 14. La disposition représentée par l'échancrure 8 présente, toutefois, cet avantage d'obli- ger les gaz à effectuer un circuit plus long.
Dans l'exemple représenté, la chemise d'eau.5. est reliée par des conduits 15 et 16, respectivement à la partie inférieure et à la partie supérieure de l'avant de la chaudière. Il se produit ainsi dans cette chemise 5 une circulation d'eau dérivée de la circulation d'eau principale dans la chaudière elle-même dans laquelle l'eau arrive par une canalisation 17 pour sortir par des canalisations 18 et 19. Il est évident toutefois que l'invention peut être appliquée à tout autre type de chaudière comportant un système de circula-
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tion différent. De même, la chemise 5 pourrait recevoir l'eau de façon différente. Cette chemise pourrait, par exem- ple, être reliée directement, d'une part, à l'arrivée de l'eau et, d'autre part, à une conduite de départ.
Ce monta- ge permettrait l'utilisation séparée de l'eau chauffée dans cette chemise.
Conformément à l'invention, la paroi intérieure 4 du tunnel T reçoit une couche de matière réfractaire 20 qui augnente, dans une sensible mesure, le rendement de l'appa- reil. En effet, cette matière réfractaire 20 renvoie par radiation, vers l'intérieur du tunnel, la chaleur dégagée par les flammes et maintient par conséquent une température de combustion très élevée qui permet une réduction considéra- ble du volume de la chambre de combustion.
On comprend aisément que l'invention telle qu'elle vient d'être décrite permet la transformation dans des condi- tions excessivement simples d'une chaudière en fonte du type couramment utilisé, à alimentation en combustible solide, en une chaudière à combustible liquida ou gazeux à haute tem- pérature de combustion. La chaudière perfectionnée ainsi ob- tenue est à l'abri des détériorations puisque ses parties en fonte les plus délicates sont protégées contre l'action directe des flânes et que le tunnel lui-même peut se dilater librement sous l'influence des hautes températures développées.
D'autre part, la chaudière obtenue conformément à l'invention a une puissance très élevée, c'est-à-dire .qu'elle permet l'obtention d'une très grande quantité d'eau chaude par m2 de surface de chauffe. Le rendement d'une telle chaudière est, sur ce point, sensiblement analogue à celui des chaudières tout en acier. Cependant, la chaudière selon l'invention est d'une construction plus simple et d'un prix de revient bien
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inférieur à celui de ces chaudières en acier. On remarque- ra, de plus, que ces avantages sont obtenus tout en conser- vant les avantages essentiels des chaudières en fonte, c'est- à-dire une grande résis tance à la corrosion, la possibilité de construction par éléments juxtaposés, le bas prix de re- vient, la facilité de montage, la précision dans la fabrica- tion en série, etc.
D'autre part, la présente du tunnel de combustion à l'intérieur de la chambre de canbustion augnen- te, dans une grande mesure, le trajet que doivent effectuer les gaz, ce qui permet une meilleure utilisation de la cha- leur de ces derniers et un rendement plus élevé. Enfin,la présence de ce tunnel de combustion augmente la surface de chauffe utile sans augmentation du volume de l'appareil de chauffage.
Il va d'ailleurs de soi que l'invention n'a été décri- te et représentée qu'à titre explicatif et nullement limita- tif et qu'on pourra y apporter des modifications de détail sans altérer son esprit.
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PATENT OF INVENTION in the name of: "IMPROVEMENTS IN HEATING APPLIANCES".
The supply of heating appliances by means of liquid or gaseous fuels, oil for example, is currently tending to become widespread, owing to the fact that this supply can be done automatically, without labor or handling. These liquid or gaseous fuels develop, in the combustion chamber of the heating apparatus, very high temperatures, much higher than those generated by solid fuels in the hearths or fireboxes of cast iron boilers of the common type. On the other hand, very large temperature variations occur, owing to the fact that, in general, the supply of liquid or gaseous fuel is "all or nothing" controlled by thermostats or the like.
These temperature variations are further increased in the case of badly adapted or badly adjusted burners.
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The peculiarities of operation mean that currently, when we want to apply heating by liquid or gaseous fuels, special boilers are built, all in steel, or partly in cast iron and partly in steel. .
The object of the present invention is to allow the immediate and simple transformation of currently known cast iron boilers into boilers supplied with liquid or gaseous fuels.
In accordance with the invention, this transformation is obtained by placing, inside the hearth of the cast iron boiler, a combustion tunnel into which the burner emerges and which protects the cast iron parts from the cracks generated. of the boiler, in which the gases circulating at their exit from the combustion tunnel, while they are less hot.
The tunnel is introduced into the fireplace through the usual door opening or through a special opening, which it completely closes and is fixed in position by any suitable means, allowing free expansion by the boiler.
The end of the tunnel, placed on the door side, is closed and carries the fuel burner (s).
At the other end of this tunnel is provided an opening making the interior of the tunnel communicate with the boiler in order to allow the circulation of gases.
Preferably, this communication orifice faces the lower part of the boiler.
According to a particularly advantageous embodiment, the combustion tunnel is double-walled with an intermediate water jacket, mounted as a bypass on the water circulation of the boiler, or directly plugged.
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between the water inlet pipe and an outlet pipe.
Preferably, the tunnel is made of sheet steel and its inner wall is coated with a refractory layer.
A bypass, controlled by a thermostat subjected to the action of the temperature prevailing in the combustion tunnel, makes the latter communicate directly with the gas evacuation chimney when this temperature is insufficient for the combustion. good operation of the burners.
Other advantages and features of the invention will emerge from the description which will be given with reference to the appended drawing, given simply by way of example and in which:
Fig. 1 is a sectional elevation view of a hot water cast iron boiler, improved in accordance with the invention;
Fig. 2 'is a half-view from the front;
Fig. 3 is a half-view in cross section along the line III-III, FIG. 1.
In the example shown in the drawing, it has been assumed that the invention is applied to a common type cast iron hot water boiler. This boiler comprises cast iron elements 1 for the circulation of water and gas and a hearth or combustion chamber 2. According to the invention, a combustion tunnel is placed in this hearth 2, generally designated by T. In the embodiment shown, this tunnel is formed by two walls 3 and 4 spaced apart from each other and connected at the ends so as to determine a water jacket. 5. This tunnel is introduced into the chamber 2 through the opening of the boiler door or through an opening of suitable shapes and dimensions' made in the front of the boiler.
When this tunnel is in place, said opening is completely closed.
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as can be seen clearly in fig. 1. At its corresponding end, this tunnel carries one or more liquid or gaseous fuel burners, as shown in 6. At its other end, the tunnel communicates with the pulpit.
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combustion 2 by an éQ "launching .ê. obtained by cutting over a certain length the lower half of the tunnel. The tunnel is held in position by any suitable means, it can, for example, rest on supports.1 resting @ them- same directly on the bottom or, preferably, on the journals, in order to allow the free expansion of the tunnel inside the boiler.
This tunnel can be made of any suitable metal, but preferably it is made of sheet steel so as to withstand the high temperatures to which it is subjected under the best conditions.
As it has just been described, the improved boiler according to the invention operates as follows:
In the usual way, the burner or burners 6 generate a flame which determines a very high temperature inside the tunnel T which this tunnel can, however, withstand without inconvenience. The gases from the combustion pass through the notch 8 in the lower part of the combustion chamber 2. From there, these gases rise through the lateral ducts 9 determined between the tunnel and the cast iron part of the boiler (see fig. 3). These gases then circulate in the usual way between the cast iron elements of the boiler.
One can advantageously-provide in the anterior wall, facing the tunnel T, an opening 10 which can make the tunnel T communicate directly with the gas discharge ocnduit 11. This orifice 10 is normally closed by a register 12 controlled by a thermostat ±, a bimetallic strip for example. When the burner is operating normally and the
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temperature inside the tunnel T is the normal operating temperature, the thermostat Il¯ maintains register 12 in the closed position; the combustion gases flow through the entire boiler, as previously described.
On the contrary, when the temperature inside the tunnel T is insufficient (for example at start-up or after a shutdown period) to allow normal operation, the damper 12 is open and the gases pass directly from the tunnel. T in the exhaust duct
11. This certainly avoids any disturbance in the operation of the device.
In the example shown, the notch 8 is placed so as to force the gases to first flow towards the lower part of the combustion chamber 2.
It is obvious, however, that this notch 8 could be arranged in any other way. Thus, for example, the communication between the tunnel T and the combustion chamber could be obtained by cutting purely and simply along its entire section the tunnel T at a certain distance from the rear wall of the boiler, protected by a screen of refractory material 14. The arrangement represented by the notch 8 has, however, this advantage of forcing the gases to perform a longer circuit.
In the example shown, the water jacket. 5. is connected by conduits 15 and 16, respectively to the lower part and to the upper part of the front of the boiler. In this jacket 5, there is thus a water circulation derived from the main water circulation in the boiler itself in which the water arrives through a pipe 17 to exit through pipes 18 and 19. However, it is obvious. that the invention can be applied to any other type of boiler comprising a circula-
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different tion. Likewise, the jacket 5 could receive the water in a different way. This jacket could, for example, be connected directly, on the one hand, to the water inlet and, on the other hand, to an outgoing pipe.
This arrangement would allow the separate use of the water heated in this jacket.
According to the invention, the inner wall 4 of the tunnel T receives a layer of refractory material 20 which significantly increases the efficiency of the apparatus. In fact, this refractory material 20 returns by radiation, towards the interior of the tunnel, the heat given off by the flames and consequently maintains a very high combustion temperature which allows a considerable reduction in the volume of the combustion chamber.
It will easily be understood that the invention as just described allows the conversion, under excessively simple conditions, of a cast iron boiler of the type commonly used, fed with solid fuel, into a liquid fuel boiler or gaseous at high combustion temperature. The improved boiler thus obtained is protected from deterioration since its most delicate parts in cast iron are protected against the direct action of strolls and the tunnel itself can expand freely under the influence of the high temperatures developed. .
On the other hand, the boiler obtained according to the invention has a very high power, that is to say. That it allows obtaining a very large quantity of hot water per m2 of heating surface. . The efficiency of such a boiler is, on this point, substantially similar to that of all-steel boilers. However, the boiler according to the invention is of a simpler construction and a good cost price.
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lower than that of these steel boilers. It will be noted, moreover, that these advantages are obtained while retaining the essential advantages of cast iron boilers, that is to say a great resistance to corrosion, the possibility of construction by juxtaposed elements, the low cost price, ease of assembly, precision in mass production, etc.
On the other hand, the presence of the combustion tunnel inside the combustion chamber increases, to a great extent, the path that the gases must take, which allows a better use of the heat of these gases. later and higher efficiency. Finally, the presence of this combustion tunnel increases the useful heating surface without increasing the volume of the heater.
It goes without saying, moreover, that the invention has been described and represented only for explanatory purposes and in no way limiting and that modifications of detail can be made to it without altering its spirit.