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"Chaudière s'appliquant principalement aux instal-
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lations de chauffage centraie
Les chaudières qui sont actuellement utilisées dans la plupart des cas dans les installations de chauffage central présentent un certain nombre d'inconvénients que la présente invention parmet de supprimer. C'est ainsi qu'en général les gaz de combustion circulent dans ces chaudières actuelles à une vitesse relativement faible. En outre, ils suivent des parcours présentant fréuquement des dif- férences considérables de sections et des formes qui facilitent les amoncellements de suies et qui ren-
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dent le nettoyage difficile, sinon impossible, en cours de marche.
Four des questions de prix de revient et de facilité d'entretien, on est conduit, dans la réalisation pratique des chaudieres actuelles de chauffage central, a ne pas être trop exigeant en c@ e qui concerne l'écanchéité des conduits; il en résulte que de nombreuses rentrées d'air incontrolables se présentent tout le Long du parcours, ce qui nuit encore au rendement de la chaudière,
La présente invention a pour but de réaliser une chaudière ayant un rendement très élevé pour un encombrement assez faible.
A cet effet, conformément à l'invention, les gaz de combustion se déplacent dans les conduits à une vitesse relativement élevée; cette vitesse relativement élevée des gaz de combustion est obtenue grâce 4 la présence d'un ventilateur aspirant et refoulant placé à la fin du parcours des gaz avant la cheminée d'évacuation.
D'autre part, les conduits de la chaudière qui fait l'objet de l'invention sont étudiés pour que les pertes de dharge causées par les changements de direction soient très réduites, ces conduits étant toutefois disposés de telle façon que l'encombrement final de la chaudière reste assez faible.
De plus, à partir'du point où la.
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combustion est termine,,olest-à-dire à partir du mo- ment,où il n'y a plus intérêt à admettre de l'air pour obtenir une combustion complète, les conduits sont rigoureusement étanches et ne permettent pas de nouvelles entrées d'air qui seraient provoquées par la dépression intérieure régnant dans les conduits.
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Conformément à l'invention, la partie antérieure de la chaudière peut, si on le désirée être démontable pour permettre la visite et l'entre'* tien des conduits où circulent les gaz de combustion,
Un registre de réglage placé soit sur l'aspiration, soit sur le refoulement du ventilateur précité permet, en combinaison avec une porte qui, lorsqu'elle est ouverte, constitue une large entrée d'air, de faire circuler de l'air à très grande vitesse dans les conduits pour effectuer un ramonage automatique; Le s'tube s à fumée peuvent être pro- longés à l'extérieur et être fermés par des bouchons d'étanchéité amovibles qui permettent le ramonage facile des dits tubes même pendant la marché.
Les tubes à fumée peuvent être légèrement inclinés pour faciliter l'évacuation des eaux de condensation s'il s'en produit et pour faciliter,en outre l'enlèvement des suies.
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3n outre, conformément à '1 ''nvention pour permettre la marche en ralenti, on peut, lors- qu'une certaine température a été atteinte, arrêter automatiquement le ventilateur et mettre alors à ce moment le collecteur de sortie des gaz directement en communication avec la cheminée,
Pendant la marche au ralenti, le tirage naturel par la cheminée peut s'exercer soit directement sur la chambre de combustion, soit en un point quelconque des séries de tubes à fumée.
Un clapet à contrepoids permet d'établir une communication directe entre la chau- dière et la cheminée lorsque le ventilateur est
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arrête; il est constitué par un clapet basculant articule par un joint sphérique sur un bras de commande actionné lui-même par le contrepoids en cas de tirage naturel et au moyen d'un dispositif soumis à la dépression du ventilateur lorsque le ventilateur fonctionne.
Bans le cas d'une chaudière pour chauffage central à vapeur, la partie du conduit des gaz de combus- tion qui se trouve dans la vapeur au-dessus du niveau de l'eau n'est pas celle qui sort du collecteur d'entrée des gaz dans la chaudière, mais la partie suivante, afin que la partie du tube qui se trouve dans la vapeur ne se trouve pas portée à une température excessive.
Enfin. l'ensemble de l'installation : foyer et chaudière est enfermé dans un carter grâce auquel une prise d'air pour l'alimentation du foyer peut être faite à la partie supérieure de ce carter, cette alimen- cation du foyer en air chaud améliorant la combustion et le rendement du foyer; de la chaleur, qui était jusqu'alors perdue, se trouve ainsi en outre récupérée .
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la descrip- tion qui va suivre et à l'examen du dessin annexé qui montre, d'une façon schématique et à titre d'exemples seulement, différents modes de réalisation de l'invention.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe verticale suivant 1-1 de la figure 2 d'une chaudière établie conformément à l'invention;
La figure 2 est une coupe transversele suivant II-II de la figure 1 'de la même chaudière;
La figure 3 est une vue en pian de la chaudière représentée sur les figures 1 et 2 ;
La figure 4 est une coupe verticale analogue à la figure 1, mais elle se rapporte à une chaudière légèrement modifiée ne comportant pas, en
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particulier, de partie antérieure amovible;
La figure 5 est une vue schématique en élévation avec coupe verticale partielle du dispositif qui permet, pendant la marche en ralenti, de mettre le collecteur de sortie des gaz de combus- tion directement en communication avec la cheminée sans passer par le ventilateur;
La figure 6 est une coupe verticale de la partie antérieure d'une variante de la chau- dière représentée sur la figure 1, la partie antérieure amovible de la chaudière étant remplacée par une simple boite à fumées amovible;
La figure 7 est une coupe verticale analogue aux figures 1 et 4 d'une chaudière légèrement modifiée s'appliquant aux installations de chauffage central par la vapeur;
La figure 8 est une coupe montrant la jonction de deux tubes de section différente réalisée conformément à 11-invention;
La figure 9 est une coupe verticale et longitudinale d'une chaudière perfectionnée établie conformément à un dernier mode de réalisation de l'invention;
La figure 10 est une coupe suivant X-X de la figure 9;
La figure 11 est une coupe suivant XI-XI de la figure 9;
La figure 12 est une coupe suivant XII-XII de la figure 9;
La figure 13 est une vue de détail à plus grande échellé montrant le dispositif de fermeture des tubes à f@@@ fumée à l'extérieur de la chaudière, dans le cas du mode de réalisation de l'invention
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représenté sur les figures 9 à 12;
La figure 14 est une vue en coupe verticale du clapet basculant qui permet le passage du tirage naturel au tirage par ventilateur et qui constitue une variante du dispositif. représenté sur la figure 5 ;
La figure 15 est une coupe horizontale partielle d'une partie de ce clapet et de ses organes de commande;
La figure 16 est une vue schématique du dispositif de commande du clapet précité;
La figure 17 est une vue en élévation avec coupe partielle du carter montrant l'ensemble de la chaudière et du foyer;
La figure 18 est une vue en plan correspondant à la figure 17;
La figure 19, enfin, montre un schéma d'ensemble d'installation.
Sur le dessin annexé et dans la description qui va suivre, on suppose que la chaudiè" re fonctionne en combinaison avec un foyer à houille indépendant dont le fonctionnement est automatique, foyer tel que ceux qui existent déjà dans le commerce à l'heure actuelle, mais il est évident que la chaudière qui va être décrite et qui a été représentée pourrait être utilisée en conjonction avec un foyer à houille faisant partie intégrante de la chaudière;
elle pourrait aussi être adaptée pour recevoir un brûleur à huile lourde ou un brûleur à gaz (gaz de ville, gaz de haut-fourneau, gaz pauvre, etc...)
Quoi qu'il en soit, ainsi qu'on le voit particulièrement sur les figures 1, 2 et 3, une chaudière établie conformément à l'invention comporte
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une enveloppe ou virole cylindrique 1 à laquelle sont fixés, de toute façon convanable, à une ex- trémité, un fond 2 ayant la forme d'une calotte sphérique et, à l'autre extrémité, par exemple un fond plat 3 perforé, à l'intérieur du corps de chaudière ainsi formé est disposée une autre virole cylindrique 4 dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de l'enveloppe 1 ; les deux extrémités de la dite virole 4 débouchent à l'extérieur à travers l'enveloppe cylindrique 1.
Cette deuxième virole cylindrique 4 constitue 1',enveloppe de la chambre de combustion 5 qui est reliée à une extrémité, par exemple, à un foyer à houille 6 (figure 3) tel qu'un foyer automatique existant dans le commerce; la combustion du combustible comnence dans ledit foyer 6 et vient s'achever dans la chambre de combustion 5.
L'autre extrémité de la chambre de combustion 5 est fermée par une porte de visite et de nettoyage 7 (figure 3).
Sur la virole 4 sont fixés des tubes 8 qui débouchent à l'intérieur de la chambro de combustion 5.A leur autre extrémité, ces tubes 8, dans un mode de réalisation de l'invention, traversent le fond plat 3 précité auquel ils sont fixés de toute façon convenable, par exemple par soudure autogène (figure 1). L'extrémité des tubes et la soudure éventuellement sont soigneusement dressés exactement au niveau de la plaque 3 de façon que les dits tubes affleurent exactement la surface extérieure de la dite plaque, cela pour les raisons qui seront indiquées dans ce qui va suivre,.
Des tubes 9, 10, 11, 12. 13,14 sont assemblés deux à deux en forme d'@ à une de
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leurs extrémités, comme on le voit sur la figure 1, et de telle manière que la distance entre les deux branches de chaque U soit assez faible; à leur autre extrémité, ces tubes 9 à 14 sont fixés, dans les mêmes conditions que les tubes 8, sur la plaque 3.
Ses tubes 8 à 14, dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, ont une section qui va en été croissant d'un tube à l'autre.
L'ensemble de ces tubes 8 à 14, complété par les éléments de tube 8' à 14' dont il sera question plus loin, constitue un chemin continu pour les gaz de combustion provenant de la chambre 5 vers le collecteur de sortie 15 dont il sera également ques- tion plus loin. L'intérieur du corps de la chaudière comporte un nombre convenable d'ensembles de tubes 8 à 14' dans l'exemple représenté sur le dessin, en particulier sur la figure 2, le nombre de ces ensem- bles est de six; mais ce nombre peut évidemment varier d'un cas à l'autre, corme peut varier également le nombre de tubes de chaque ensemble (qui est égal à sept dans l'exemple représenté).
L' assemblage des tubes 8 à 14 entre eux est réalisé de telle façon que les changements de section soient autant que possible peu importants et, en outre, les surfaces de frottement à l'endroit des changements de direction sont, de pré- férence, arrondies dans le but d'éviter une perte de charge supplémentaire même minime (voir figure 8), ce qui peut être obtenu par forgeage des extrémités des tubes, L'extrémité libre des tubes fixés le.un à l'autre deux à deux suivant un U est supportée par des fers transversaux 16 (figure 1) dont les extrémités sont fixées sur l'enveloppe cylindrique 1; de cette façon, la dilatation de ces tubes en U est laissée
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libre.
Dans ce prêter mode de réalisa
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tion de 1"invention, une calotte mobile formée dl,un fond sphérique 17 et d'un fond plat perforé 18 as- semblés par une partie cylindrique 19 s'emboîte sur la partie antérieure de l'enveloppe 1 grâce à un rebord 20 qui enveloppe l'extrémité de la virole 1.
Des oreilles 21 sont fixées sur la bord 20 de la calotte précitée et des oreilles 22 correspondantes sont. fixées, en outre, sur la virole 1 ; des tiges 23 filetées à leurs deux extrémités passent dans ces oreilles et permettent de fixer la calotte mobile précitée sur le corps de la chaudière, des écrous 24 permettant de serrer, comme on le désire, les deux plaques 3 et 18 l'une contre l'autre pour les raisons qui seront indiquées ci-après.
A l'intérieur de la calotte mobile précitée, dans l'espace compris entre le fond sphérique 17 et la plaque perforée 18, sont disposés des
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tubes 8, 9 10, 11., 12* et 13Si réunis deux à deux, de façon qu'.ils forment des U, comme on l'a décrit précédemment à propos des extrémités opposées des tubes 9 à 14. Ces tubes sont placés dans les perforations de la plaque 18 sur laquelle ils sont fixés de la même manière que le sont les tubes 8 à 14 sur la plaque 3.A la partie inférieure, des tubes 14' sont fixés 4 sur le collecteur 15 de sortie des gaz de combustion auquel il a été fait allusion ci-dessus et sur la plaque 18.
Les orifices pour le passage des tubes 8 à 14 et 8' à 14' sont percés dans les plaques 3 et 18 de manière que les orifices des tubes 8 à 14 coïncidant parfaitement avec les orifices des tubes
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correspondants 8' à 14'; pour être sûr de retrouver facilement et rapidement la coïncidence des orifices des deux groupes de tubes lors de chaque remontage de la calotte mobile précitée, on a prévu sur la virole 1 un ergot 25 (figures 1 et 3). sur lequel peut venir s'enfourcher une fente 26 (figure 3) prati- quée à la partie supérieure du rebord 20.
L'étanchéité, aux fumées; de chaque serpentin constitué par la série de tubes 8 à 14 et
8' à 14' est assurée par le contact parfait des pla- ques 3 et 18 maintenues serrées l'une contre l'autre grâce aux tiges de serrage 23 et aux écrous 24 ; les assemblages des extrémités des tubes avec leur plaque correspondante ayant été soigneusement dressés pour que ces tubes affleurent exactement les dites plaques, les extrémités des tubes viendront en contact d'une façon précise les unes avec les autres; de cette façon, la continuité des parois des tubes et, par conséquent, l'étanchéité se trouvent assurées et toute perte de charge nuisible est évitée.
Pour plus de précaution encore et pour éviter toute'possibilité de rentrée d'air extérieur par suite de la dépression qui règne à l'intérieur des tubes, le bord 20 de la calotte mobile se termine par un logement cylindrique
27 (figure 1) qui pourra être rempli, par,exemple, d',un bourrage de corde d'amiantd.
La calotte mobile précitée est reliée au corps principal de la chaudière par les tubes 28 destinés à faire communiquer l'intérieur de la dite calotte avec l'intérieur du corps principal de la chaudière, de faço(n qu'il y ait équilibre de températu- re entre ces deux'parties de la chaudière. Des assme- blages démontables29 (à brides par exemple) permettent
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le démontage rapide de la calotte pour le nettoyage intérieur éventuel des tubes de fumées.
Il y a lieu de remarquer que, bien que la pression supportée par la chaudière puisse être assez élevée dans certains cas (par exemple dans le cas d'installations de chauffage à eau chaude des grands immeubles) les plaques perforées 3 et 18 sont planes; ceci ne présente pas.d'inconvénient, car la plaque per- forée 3 du corps principal et la plaque perforée 18 de la calotte sont en contact intime, comme on l'a expli- qué ci-dessus, et, en outre, la pression agissant sur chacu#d'elles tend à assurer un contact encore plus intime; de toute façon, les effets de la pression de chaque côté de l'ensemble de plaques 3 et 18 se trou- vent annulés et les plaques ne peuvent pas être défor- mées.
Cette utilisation de plaques planes facilite la construction de la chaudière et permet, par consé- quent, d'en diminuer le prix de.revient,
Lors de son installatioù,, la chaudière est munie, comme on l'a dit, d'un foyer 6 qui peut être un foyer à houille à fonctionnement automatique ; ce foyer est à double enveloppe et il est réuni à la chau- dière par des tubes 30 qui permettent une circulation constante par thermo-siphon. Les deux extrémités . de la chambre de combustion 5 sortant à l'extérieur de la chaudière sont également à double enveloppe pour permettre une circulation d'eau autour de ces extré- mités.
Le collecteur 15, sur lequel sont bran- chés les tubes 14' d'évacuation des fumées, traverse les parois de la calotte mobile, comme on le voit en particulier sur les figures 2 et 5; il est obturé
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à l'une de ses extrémités par une bride pleine 31 (figure 5) tandis que 1'autre extrémité est raccor- dée par un tube 32 à un ventilateur 33 aspirant et refoulant dont le refoulement est branché sur la cheminée d'évacuation de fumée 34 (figure 5). L'uti- lisation d'un ventilateur, à la sortie de la chaudière, présente un très gros avantage, car il permet d'empêcher toute sortie des gaz de combustion à l'extérieur, morne dans le cas où des conduits de fumées ne seraient pas absolument étanches sur tout leur parcours.
Le fonctionnement de la chaudière qui vient d'être décrite est, dans les conditions normales, le suivant ;
Le ventilateur commandé de toute façon convenable, par exemple au moyen d'un moteur électri- que, étant mis en marche, produit une dépression dans le collecteur 15 ; cette dépression se transmet jusqu'au foyer 6 par l'intermédiaire des tubes 14', 14, 13' , 13 .....8', 8 et de la chambre de combusti on 5.
Le foyer 6 étant muni, comne tous les appareils de ce genre, d'un ou plusieurs orifices d'entrée d'air primaire destinés à traverser le combustible et d'un ou plusieurs orifices d'.entrée d'air secondaire destinas à amener dans la chambra de combustion la quantité d'air nécessaire pour a ssurer une combustion complète, cette combustion complète est réalisée aussi bien dans le foyer que dans la chambre de combustion 5 et les gaz brûlés s'engagent dans les tubes 8, puis successivement dans les tubes 8', 9, 9', etc.., jusqu'aux tubes 14'j qui évacuent les gaz dans le collec- teur 15, ces gaz étant aspirés à partir de là par le ventilateur 33 pour être refoulés ensuite par la che- mima 34.
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Il est à remarquer que les gaz circulent dans les tubes 8 à 14' à une vitesse relativement grande du fait qu'ails passent dans des condùits dont les sections sont convenablement calculées et du fait qu'ils sont aspiras par le ventilateur 33 dont le débit peut, d'ailleurs, être réglé une fois pour toutes pour obtenir une allure convenable de la combustion dans le foyer, grâce à, un registre 35 (figure 5) place soit sur le refoulement du ventilateur, soit sur l'aspiration (dans l'exemple représenté sur la. figure 5 ce registre est placé sur le refoulement).
Si l'on utilise, en combinaison avec la chaudière qui faitl'objet de l'invention, un foyer automatique tel que ceux qui existent actuellement, foyers qui ont l'avantage d'assuror une combus- tion complète du combustible, il n'y aura, pour ainsi dire jamais, production de suie dans les conduits.
D'autre part, pendant la marche en régime normal, c'est-à-dire chaque fois que le ventilateur fonctionne, la vitesse des gaz dans les tubes est telle que les suies, s'il y en a ne peuvent pas se déposer et que celles qui auraient pu se déposer pendant la marche avec tirage naturel se trouvent: entraînées par les gaz. Il en résulte que les tubes ne se salissent pratiquement pas et qu'-ils ne peuvent être recouverts d'un dépôt pouvant gêner la transmission de la chaleur qu'après un service assez long. Le netto,yage des tubes et, par conséquent, le démontage de la calotte mobile de la chaudière ne se feront donc que très rarement.
Pour éviter même ce démontage, on peut, d'ailleurs, procéder à un ramonage des tubes, en y faisant passer de 1) air à très % grande vitesse; cette opération, grâce aux caractéristiques
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de la présente invention, peut être réaYisée très facilement:
pour cela, il suffit de remettre en marche le ventilateur sans refermer la porte 7 (que l'on ouvre pour l'enlèvement des cendres).. Si, de plus, on ouvre le registre 35 en grand, le débit du ventilateur sera beaucoup plus considérable que ponçant la marche normale au cours de laquelle la depression nécessaire pour le passage à travers la couche de charbon et la résistance provenant de la fermeture partielle du registre 35 donnent lieu à des pertes de charge qui, pendant le ramonage, sont supprimées, ce qui permet d' augmenter la vitesse de circulation dans les tubes;
Si on a pris soin de choisir le ventilateur avec des caractéristiques telles qu'en marche normale le registre 35 se trouve fermé d'une manière suffisante, on peut obtenir, au moment du ramonage, une très grande vitesse de passage de l'air dans les tubes; ceux-ci se trouvent ainsi nettoyés automatiquement et toutes les suies e cendres entraînées sont évacuées par la cheminéé.
On pourrait aussi obtenir la même résultat en utili sant une combinaison d'engrenages qui permettrait d'augmenter consider ablement ia vitesse du ventilateur au moment du ramonage. Cette augmentation de vitesse du ventilateur pourrait aussi être obtenue en employant un moteur à vitesse variable. Si l'on procède assez fréquemnent à ce ramonage qui, comme on l'a vu, peut être effectué, très simplement 'et très rapidement, on pourra se borner à faire un brossage des tubes et, par conséquent, à démonter la calotte mobile une fois par an, lors de l'arrêt de la chaudière, à la fin de la saison de chauffage.
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Lorsqu'on emploie des anthracites de très bonne qualité, pour lesquels il n'y a pas à craindre de formation de suie si la combustion est bien réglée, ou bien lorsqu'on emploie des brûleurs à huile ou au gaz, on pourrait admettre que la production de dépôts dans les tubes ne soit pas à redou- ter et que,il n'y ait jamais lieu de nettoyer les tubes;
Dans ce cas, on pourrait simplifier assez considerableme nt la construction de la chaudière et supprimer ainsi la calotte mobile précitée :c'est ce quon a représenté sur la figure 4; dans ce mode de réalisation de l'invention, les tubes forment des serpentins continus réunis, d'une part, à la virole 4 formant enveloppe de la chambre de combustion 5 et d'autre part, au collecteur des fumées 15 et sont entièrement enfermés dans le corps de chaudière. Il est évident que cette construction est beaucoup plus économique que celle précédemment décrite.
Il est à remarquer que Il,on pourrait éventuellement remplacer la calotte mobile décrite précédemment (figure 1) par une boite à fumées comportant un cloisonnement convenable pour faire communiquer entre elles les différentes rangées de tubes (figure 6), Mais, dans ce cas, la plaque plane 3, qui est soumise à la pression intérieure de la chaudière, ne reçoit plus la réaction de la plaque 18 (comme dans la figure 1) qui est soumise à la prassion intérieure de la calotte mobile; cette plaque 3 aurait, par conséquent, tendance à se défor mer en se bombant vers l'extérieur; on rapporte, en conséquence, intérieurement entre les rangées de
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tubes des ailettes 59 soudées sur la piaque 3 et sur les bords forgés 60 de cette plaque ;
réalise ainsi des pièces de renforcement qui supposent à la déformation de la plaque 3. La boîte à fumées comporte des cloisons 61,62 et 63.qui la divisent en comparti- ments 64,65, 66, 67, afin que les tubes 8 communiquent avec les tubes 9, les tubes 10 avec les tubes 11, les tubes 12 avec les tubes 13; les tubes 14 communiquent tous avec le compartiment 67 qui se prolonge, à l'extérieur de la boîte à fumées, par une tubulure 68 servant à l'évacuation des fumées. Cette tubulure 68 est placée latéralement; une autre tubulure symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la chaudière permettrait l'évacuation, à volonté, des fumées en sens opposé.
Pour obtenir l'étanchéité entre la boite à fumées et la plaque 3 de la chaudière, celleci comporte des rainures transversales 69, 70, 71 dans lesquelles s'engagent les cloisons 61,62 et 63, celles-ci écrasant un bourrage de corde d'amiante, par exemple, formant joint. Une rainure analogue mais circulaire 72 permet à la paroi extérieure de la boîte à fumées d'ecraser un bourrage de corde d'amiante, par exemple, dans le but d'empêcher toute communication entre l'intérieur de la boîte à fumées et l'atmosphère.
La boîte à fumées peut être fixée sur le corps de chau dière par des boulons basculants 74, par exemple, fixés à des oreilles 75 solidaires de la chaudière. Des tampons mobiles ou portes de visite 76,77, 78, 79 permettent d'accéder aux tubes et de les nettoyer sans retirer la boîte à fuméeso
Toutefois, ilconvient de remarquer que l'utilisation d'une boîte à fumées au lieu de la
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calotte mobile précédemment décrite, si 'elle peut présenter une diminution appréciable du prix de revient, présente l'inconvénient de produire des pertes de chaleur et même des pertes de charge plus élevées.
En outre, cette boîte à fumées aura aussi une durée plus courte que la calotte mobile puisqu'étant expo sée aux gaz à température élevée elle n'est pas refroidie, comme la calotte mobile, par une circulation d'eau.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 9 à 13, la chaudière comporte une enveloppe ou virole cylin- drique 1 à laquelle sont fixés, de toute façon convenable, à une extrémité, un fond 2 ayant la forme d'une calotte sphérique et, à l'autre extrémité, un fondai ayant également la forme d'une calotte sphérique et percé d'orifices pour le passage des tubes à fumée 8" à 12";
l'ensemble de la virole 1 et des fonds 2 et 2' est un peu analogue au mode de réalisation repré- senté sur la figure 4 avec cette différence toutefois que les tubes à fumée, au lieu d'être enfermés entiè- rement à l'intérieur de l'enveloppe précitée, débou- chent à l'extérieur, comme on le verra plus loin., A l'intérieur du corps de chaudière ainsi formé est disposée également, comme précédement, une autre virole cylindrique 4 dont les deux extremités débouchent à l'extérieur à travers l'enveloppe cylindrique 1 (voir, en particulier, figure 12), cette deuxième virole cylindrique 4 constituant l'enveloppe de la chambre de combustion 5 qui est reliée à une extrémité, par exemple,
à un foyer à houille 6 (voir figures 17 et 18).
Sur la virole 4 sont fixés des tubes
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8" qui débouchent à l'intérieur de la chambre de combustion 5. A ces tubes 8" sont associés d'autres tubes 9" à 12" en nombre convenable dépendant de l'installation à réaliser, ces tubes débouchant, coma on le voit sur la figure 9, à l'extérieur du corps de la chaudière; ils communiquent entre eux, à leur extrémité la plus éloignée de la chambre de combustion 5, par des éléments de tube 80, tandis qu'a leur autre extrémité ils sont réunis entre eux, par exemple par soudure bout à bout.
Ces tubes ont une section constante et sont légèrement inclinés, comme on l'a repré- sente sur la figure 1, cette inclinaison étant prévue pour permettre l'évacuation des eaux de condensation s'il s'en produit éventuellement (par exemple au demarrage) et pour faciliter également l'enlèvement des suies.
Conformément à une autre caractérisa tique de ce mode de réalisation de l'invention, ces différents tubes à fumée débouchent à l'extérieur du corps de la chaudière et ils sont fermés par des bou- chons étanches amovibles, tels que celui qui est représente sur la figure 13. Grâce à cette disposition, on peut très facilement, après avoir enlevé le bouchon en question, procéder au ramonage des tubes même pendant la marche de la chaudière,
Le bouchon.utilisé pour la fermeture étanche des @ extrémités des tubes précités peut être constitué par un capuchon amovible 81 présentant plusieurs échancrures 82 coudées à angle droit formant, avec des goujons 83 fixes de toute manière appropriée sur l'extrémité des tubes 8", etc... des assemblages à baïonnette.
Dans le fond du capuchon 81 passe une tige 84 sur laquelle est fixé un joint 85 serré au
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moyen d'un écrou 86 entre deux plaquas de maintien 87. Le joint 85 est fortement appuyé contre l'extr- mité des tubes 8" etc... par un fort ressort en volute 88 qui s'appuie, d'une part, contre le fond du bouchon 81 et, d'autre part, au centre du joint, grâce à quoi on est assuré que le joint 85 porte bien sur toute la périphérie de l'extrémité des tubes 8", etc...
Les différents tubes 8" peuvent être réunis entre eux par un collecteur horizontal 89 grâce auquel ces tubes peuvent être mis directement en communication avec la cheminée, si on le désire, de façon que, pendant la marche au ralenti, les tubes suivants 9" à 12" soient éliminés et ne tendent pas, par leur perte de charge propre et par le refroidissement des fumées, à diminuer ce tirage.
Ce collecteur commun 89 pourrait être, d'ailleurs, placé plus bas, si on le désirait, par exemple de façon qu'il réunisse les tubes 9" ou les tubes 10", etc.., En outre, une tubulure 90 est montée directement sur la chambre de combustion 5 de façon que, si cela est nécessaire, le tirage naturel puisse s'exercer sur la chambre de combustion 5 pendant la marche au ralenti dans le cas où la résistance opposée par les tubes à fumée 8" et par le collecteur 89 serait encore trop importante.
Comme dans les autres modes de réalisation, les derniers tubes 12" sont tous reliés au collecteur de sortie 15 obturé, à l'une de ses extré- mité s, par la bride'pleine 31 et raccordé, par son autre extrémité au ventilateur aspirant et refoulant dont le refoulement est branché sur la cheminée d'évacua- ti on.
Comme les installations de chauffage fonctionnent rarement à pleine charge, puisqu'elles
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doivent être calculées pour maintenir une température déterminée lorsque la température extérieure est la plus faible possible, pendant la plus grande partie du temps, les dites installations ne fonc" tiennent qu'à charge assez réduite et même quelquefois très réduite, Il est donc utile de régler la rapidité de la combustion d'après la quantité de chaleur qu'il est nécessaire de fournir, ce qu'on peut obtenir par exemple au moyen d'un thermostat qui, lorsqu'une certaine température aura été atteinte, provoquera l'arrêt du ventilateur 33 (au lieu d'un thermostat on peut, d'ailleurs, utiliser un dispositif sensible à la pression lorsque la chaudière,
au lieu d'être une @ chaudière à eau chaude, est une chaudière à vapeur et, dans ce cas:) c'est à partir d'une certaine pression que le ventilateur 33 sera arrêté)-. De cette façon, pendant les périodes de temps qui sont les plus nombreuses où le régime de fonctionnement du foyer devra être modéré, le ventilateur ne fonctionnera pas, ce qui produira une économie dans la consommation de l'é- nergie qui alimente le ventilateur (courant électrique, par exemple); d'autre part, de cette façon, on évitera. également la marche continue du ventilateur à débit très faible, cas dans lequel le rendement du ventilateur est très mauvaiso
Le réglage d'une installation telle que celle qui vient d'être indiquée peut donc être fait de la manière suivante :
le débit du ventilateur étant réglé une fois pour toutes au moyep, par exemple, du registre 35 dont il a.été question cidessus, de façon à obtenir une allure convenable de combustion dans le foyer, allure correspondant
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au régime maximum prévu pour l'installation, le courant du moteur du ventilateur sera coupé par un thermostat chaque fois que la température de l'eau atteindra une valeur qui correspond aux besoins de l'époque considérée (valeur qui varie suivant la température atmosphérique);
ainsi qu'on l'a dit ci-dessus, si, au lieu d'une chaudiè- re à eau chaude,on a une chaudière à vapeur, le thermostat sera remplacé par un dispositif sensible à la pression de la vapeur dans la chaudière, Il est évident que ce même thermostat (ou ce même Dispositif sensible à la pression) devra commander la fermeture du circuit électrique du moteur du ventilateur chaque fois que la température de l'eau (ou la pression de la vapeur) sera descendue à une autre valeur convenablement choisie.
Mais, pendant l'intervalle de tomps où le ventilateur se trouve arrêté grâce au dispo" sitif précité, il ne faut pas que le foyer ne soit plus soumis à aucun tirage, car le dit foyer pourrait s'éteindre ; lorsque le ventilateur est arrêté dans les conditions indiquées ci-dessus, on utilise, conformément à l'invention, le tirage naturel de la cheminée pour entretenir une combustion plus lente, ce qui permettra de maintenir le ventilateur arrêté pendant un laps de temps aussi long que possible.
Pour obtenir ce résultat, la chau- dière qui fait l'objet de l'invention est munie d'un dispositif automatique permettant d'utiliser le tirage naturel de la cheminée 34 dès que le ven- tilateur s'arrête et d'interrompre la communication directe du collecteur 15 avec la cheminée 34 dès
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que le ventilateur se remet en marche automatiquement.
Pour obtenir ce résultat on peut utiliser, dans un mode de réalisation de l'inven- tion, le dispositif qui va être décrit ci-dessous et qui est plus particulièrement représenté sur la figure 5.
Sur la tuyauterie 32 qui réunit l'orifice de sortie des fumées du collecteur 15 à l'orifice d'aspiration du ventilateur 33 est branahée une tubulure 36 sur laquelle se raocorde un conduit 37 de section plus grande, de manière que la vitesse des gaz soit ramenée à une valeur qui soit en rapport avec le tirage de la cheminée. Ce conduit est coudé en 38 pour venir se raccorder sur la cheminée 34 ; branche verticale du conduit 37 est prolongée par une tubulure 39 qui est fermée à sa. partie supérieure par une plaque pleine 40.
A l'intérieur de la branche verticale du conduit 37 et au-dessous du coude 38, on a prévu une saillie circulaire 41 qui constitue un siège pour une rondelle pleine 42 formant clapet. Ce clapet est réuni à une tige 43 qui traverse la plaque pleine 40 et qui est reliée, par l'intermédiaire d'une biellette articulée 44, à un levier 45 susceptible de tourner autour d'un axe 46, ledit levier étant muni à l'autre extrémité d'un contrepoids d'équilibre 47.
Sur le conduit 32 est également branché un conduit 48 qui aboutit au fond d'un cylindre 49 ouvert à sa partie supérieure, cylindre dans lequel peut se déplacer soit un piston étanche, soit, de préference, un disque plein 50 fixé à un soufflet
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étanche et souple 51.
Ce soufflet peut être fixé au bord extrême du corps cylindrique 49, par exemple au moyen d'une bride 52 boulonnée, avec interposition d'un joint étanche, sur une bride 53 solidaire du corps cylindrique 49, Le disque 50 est relié au moyen d'une tige 54 à une biellette 55 articulée sur le levier 45,
Lorsque le ventilateur est arrêté, le contrepoids 47 doit être placé en un point conve- nable du levier 45, de façon que, par l'effet de ce contrepoids, le clapet 42 se trouve dans sa position la plus haute en 42' et que le disque 50 soit également dans sa position la plus haute en 50', le contrepoids étant alors dans sa position basse en 47', A ce moment, la cheminée 34 e.st en communiation directe avec le collecteur de fumée 15 de la chaudière par l'intermédiaire de la tubulure 36 et du conduit 37;
le foyer fonctionne alors sous l'action de la dépression produite par le tirage naturel de la cheminée. Lorsque, par suite de la baisse de la température de l'eau (ou de la pression de la va- peur) le thermostat (ou le dispositif sensible à la pression) ferme le circuit du moteur du ventilateur, celui-ci se remettant en route produit dans la tuyau** terie 32 une dépression beaucoup plus importante que celle qui y régnait du fait du tirage naturel de la, cheminée; cette dépression agit sur le disque 50 par l'intermédiaire de la tuyauterie 48.
Le dispositif qui a été décrit se trouve ainsi déséquilibré si la section du disque 50 a été convenablement choisie; le disque en question est, par conséquent, entraîné vers le bas et vient occuper la position
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50", ce qui a pour effet d'entraîner le clapet 4 par l'intermédiaire du levier 45; ce clapet vient prendre alors la position indiquée en 42" sur la figure 5 et s'appliquer sur son siège 41.A ce moment, la dépression vient également agir sur le clapet 42 pour faciliter encore l'application du dit clapet sur son siège 41.
Toute communication avec la cheminée est alors interrompue et l'aspiration du ventilateur se fait exclusivement sur le foyer par l'intermédiaire des tubes de fumées,
Dès que la température choisie pour l'eau (ou la pression choisie pour la vapeur) sera atteinte, le thermostat (ou le dispositif sensible à la pression) coupera le courant qui alimente le moteur du ventilateur ; dernier étant alors arrêté, la dépression qui régnait dans le tuyau 32 et qui agissait sur le clapet 42 et sur le disque 50 cessera de s'exercer; le contrepoids 47 qui se trouve dans la position 47', n'étant plus équilibré par l'effet de la dépression sur le cla- pet 42 et sur le disque 50, entraînera tout le dispositif pour redescendre à son point bas 47'.
Le disque 50 reprendra sa. position 50', le clapet 42 reprendra sa position 42' et la communication directe entre la chaudière et la cheminée sera rétablie. Le foyer, à ce moment, reprendra son fonctionnement sous le tirage naturel de la cheminée. Ces phénomènes se répéteront ainsi succes- sivement et une température sensiblement uniforme sera maintenue automatiquement dans les locaux chauffés.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, on remplace le clapet
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42 décrit ci-dessus par un clapet basculant repré-
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aonté sur 1013 i'iguroo 14 ot 15. Ce nouveau clapet est un clapet basculant monté à l'extrémité d'un bras 91 fixé de toute façon convenable, par exemple au moyen d'une partie carrée sur un axe 92; l'extrémité de ce bras 91 comporte une partie sphérique 93 sur laquelle s'ajuste une partie sphérique complé mentaire 94 constituant la partie centrale des pla- veaux 95 du clapet proprement dit, ces deux plateaux étant maintenus, par exemple par des entretoises 96;
l'articulation sphérique 93-94 est plus ou moins libre, ce qui permet un certain déplacement angulaire des plateaux 95 du clapet par rapport au bras de commande 91; de cette façon, on est assuré que les joints 97 portés par les plateaux 95 viennent bien s'appliquer sur tout le pourtour des extrémités des tubes 98 et 99. La position qu'occupe le clapet sur la figure 14 correspond à la. marche de la chaudière avec le ventilateur, le refoulement du ventilateur étant relié à la tubulure 99, tandis que la tubulure 100 est reliée à la cheminée. Lorsque le clapet vient s'appliquer contre la tubulure 99 c'est la tubulure 98 qui est en communication avec la tubulure 100.
Cette tubulure 98 est reliée, suivant le cas, soit au collecteur intermédiaire 89, soit directement à la tubulure 90 venant directement de la chambre de combustion 5, soit même au collecteur général 15 si le tirage naturel de la cheminée est suffisant pour déterminer l'évacuation des fumées par tous les tubes de la chaudière.
. Au-dessous du clapet est prévu une' conduct 113 qui permet de recueillir les suies et de les empêcher ainsi de venir obstruer la partie inférieure du dispositif à clapet, principalement dans
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la région de l'axe 9,2, ce qui pourrait gêner le fonctionnement du clapet,
A uné extrémité de l'axe 92 est monté le levier 101 à contrepoids 102 dont l'extré- mité 103 est reliée à la tige 104-du dispositif de comnande représenté sur la figure 16.
Ce dispositif est constitué par un cylindre 105 sur lequel est boulonné un couvercle perforé 106 et dont le fond est relié à un tuyau de faible diamètre 107 aboutissant à la conduite reliée à l'aspiration du ventilateur. Dans ce cylindre peut se déplacer un disque 108 fixé à l'extrémité de la tige 104 coulissant dans le couvercle perforé 106, disque auquel est fixé un cône souple 109 en toile caoutchoutée, par exemple, dont le bord supérieur est fixé sous le couvercle 106.
Lorsque l'aspiration du ventilateur se fait sentir par l'intermédiaire du tuyau 107, le disque 108 est attiré par la dépression et vient occuper la position indiquée sur la figure 16, la tige 104 exer" çant alors une traction sur le levier 101 pour vaincre l'action du cort repoids 102, ce qui a pour effet d'amener le clapet dans la position représentée sur la figure 14, position dans laquelle une communication est établie entre la tubulure 100 (reliée à la. cheminée) et la tubulure 99 reliée au refoulement du ventilateur.
Lorsque, au contraire, le ventilateur s'arrête, la dépression qui régnait sous le disque 106 par l'intermédiaire du tuyau 107 disparaît et le contrepoids 102 provoque la remontée du disque 108 avec une certaine lenteur du fait que le diamètre du tuyau 107 est assez faible; dans ces conditions le clapet vient s'appuyer doucement sur les bords
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de la tubulure 99, ce qui supprime l communication entre le refoulement du ventilateur et la cheminée et ce qui établit la communication directe de la cheminée soit avec le collecteur 15, soit avec le collecteur intermédiaire 89, soit encore avec la tubulure 90 reliée à la chambre de combustion 5.
Il est a remarquer que, grâce au dispositif représenté sur la fig. 16, le cône souple 109 est toujours légèrement gonflé même lorsque le disque 108 remonte (cela par suite du faible diamètre de la tubulure 107 qui empèche l'établissement brusque sous le disque lu8 et au-dessous du cône souple 109 d'une pression égale à la pression atmosphérique qui règne à l'intérieur du cône souple); de cette façon, ce cône ne se plisse pas, ce qui évite une usure rapi de et quelquefois un collage des plis les uns contre les autres, collage qui empêcherait un bon fonctionnement du dispositif de commande du clapet.
En outre, coma on l'a dit précédemment, le faible diamètre de la tubulure 107 empêche l'établissement brusque de la pression atmosphérique sous le disque 108 lorsque le ventilateur ne fonctionne plus et que la tige 104 sous l'action du contrepoids 102 tend à faire remonter le disque 108 (le même phénomène se produit d'ailleurs dans l'autre sens), ce qui freine la remontée de ..ce disque et ce qui empêche, par conséquent, l'application brusque du clapet sur son siège;
ainsi, le dispo- sitif de commande représenté sur la figure 8 constitue en même temps une sorte de dash-pot,
Lorsqu'on applique l'invention à la réalisation de chaudières à vapeur pour lesquelles il y a intérêt à sécher la vapeur avant la. sortie de la chaudière, un entraînement d'eau très
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important se produisant en raison de la faible surface d'évaporation, il serait dangereux d'utiliser la disposition de tubes indiquée précédemnent (figure 1), disposition d'après laquelle la rangée de tubes supérieure correspond au premier parcours des fumées, car ces tubes se trouveraient, dans le cas actuel, au-dessus du niveau de l'eau dans le but de sécher la wapeur;
ces tubes ne seraient pas suf- fisamment refroidis, la transmission de chaleur à la vapeur étant beaucoup plus faible que la transmission de chaleur à l'eau; ils seraient portés à une température trop élevée peut-être jusqu'au rouge, ce qui nuirait à leur conservation.
Dans le cas des chaudières à vapeur, il est donc préférable d'utiliser la disposition de tubes indiquée sur la figure 7. Comme on le voit, dans ce mode de réalisation de l'invention les fumées, à la sortie de la chambre de combustion 5, s'engagent dans le tube 56 qui se trouve au-dessous du niveau de l'eau, pour passer ensuite dans le tube 57 qui se trouve au-dessus du niveau de l'eau et, par conséquent, dans la vapeur. 0'.est ce tube qui fait office de sécheur; mais, lorsque les gaz de combustion y parviennent, ils ont été suffisamnent refroidis pour que le tube 57 ne puisse pas être porté.à une température pouvant nuire à sa conservation; les gaz passent ensuite dans le tube 58 qui est à un niveau inférieur à celui du tube 56, pour suivre ensuite un parcours analogue à celui qui a été décrit précédement.
Il y a lieu de remarquer que, grâce à l'organisation de la chaudière qui fait l'objet de l'invention, on peut intervertir l'emplacement
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du foyer 6 et de la porte 7, ce qui permet de placer, à volonté, le foyer à droite ou à gauche de la chaudière.
De même, on peut utiliser l'une ou l'autre des extrémités du collecteur de fumées 13 ou l'une ou l'autre des tubulures 68 de sortie de la boîte à fumées (figure 6) ce qui permet de brancher le ventilateur à droite ou à gauche de la chaudière, suivant que l'une ou l'autre de ces dispositions est plus favorable lors de l'installation;
Enfin, conformément à une dernière caractéristique de l'invention, l'ensemble du foyer 6 et de la chaudière (voir figures 17 et 18) est enfermé dans une sorte de carter 110 qui ne laisse à l'extérieur que la partie avant de la chaudière, celle par laquelle sortent les tubes à fumées 8" à 12", de façon qu'on puisse facilement procéder au ramonage de ces tubes sans avoir à ouvrir le carter 110.
Grâce à ce carter 110, l'air chaud qui entoure l'ensemble de l'installation au lieu de se dissiper dans l'atmosphère se concentre à la partie supérieure au-, dessus de la chaudière en 111. d'où il peut être aspiré au moyen d'une manche 112 reliée, à son emtrémité inférieure, à un dispositif susceptible d'amener cet air chaud au foyer 6. L'air ambiant pénètre dans ce carter sur tout le pourtour de la périphérie inférieure dudit carter..
Il est bien évidant que l'on pourrait apporter aux modes de réalisation de l'invention dé- crits et représentés à titre d'exemples certaines modifications de détail sans que l'économie générale de l'invention s'en trouve pour cela altérée,
Enfin, il convient d'indiquer que,
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bien que dans la description qui précède on ne se soit occupé que de l'application de l'invention aux chaudières pour installations de chauffage cen- tral, les caractéristiques générales de ladite invention ou certaines d'entre elles seulement pourraient être utilisées dans des chaudières destinées à tous autres usages.
REVENDIATIONS
1. Installation de chaudière pour chauffage central principalement, comportant un foyer à marche automatique et une chaudière et essentiellement caractérisée par le fait qu'une ventilateur est placé à la sortie de la chaudière pour aspirer les gaz de combustion et pour les faire circuler à vitesse relativement grande dans les tubes à fumées de la chaudière, ces gaz étant refoulés par le dit ventilateur vers la cheminée.
2. Installation de chaudière telle que revendiquée sous 1) et caractérisée par le fait que la chaudière comporte une virole cylindrique intérieure formant chambre de combustion, ladite virole étant, d'un côté, reliée à un foyer et, de l'autre côté, fermée par une porte qui, lorsqu'elle est ouverte, permet, en combinaison avec le ventilateur précité marchant à plein débit, d'effectuer un ramonage automatique des tubes à fumées.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Boiler mainly applied to instal-
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central heating lations
The boilers which are currently used in most cases in central heating installations have a certain number of drawbacks which the present invention allows to eliminate. Thus, in general, the combustion gases circulate in these current boilers at a relatively low speed. In addition, they follow routes frequently presenting considerable differences in sections and shapes which facilitate the accumulation of soot and which
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dent cleaning difficult, if not impossible, during operation.
Oven questions of cost price and ease of maintenance, we are led, in the practical realization of current central heating boilers, not to be too demanding with regard to the sealing of the conduits; the result is that many uncontrollable air inflows appear all along the route, which further affects the efficiency of the boiler,
The object of the present invention is to provide a boiler having a very high efficiency for a fairly small footprint.
For this purpose, according to the invention, the combustion gases move in the ducts at a relatively high speed; this relatively high speed of the combustion gases is obtained by virtue of the presence of a suction and delivery fan placed at the end of the gas path before the exhaust chimney.
On the other hand, the pipes of the boiler which is the subject of the invention are designed so that the pressure losses caused by changes of direction are very reduced, these pipes being however arranged so that the final size of the boiler remains quite low.
Moreover, from the point where the.
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combustion is finished, that is to say from the moment, when there is no longer any interest in admitting air to obtain complete combustion, the ducts are strictly sealed and do not allow new inlets to be made. air that would be caused by the interior depression in the ducts.
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In accordance with the invention, the front part of the boiler can, if desired, be removable to allow inspection and maintenance of the conduits where the combustion gases circulate,
A control damper placed either on the suction or on the discharge of the aforementioned fan allows, in combination with a door which, when open, constitutes a large air inlet, to circulate air very high speed in the ducts for automatic sweeping; The smoke pipes can be extended to the outside and be closed by removable sealing plugs which allow easy sweeping of the said pipes even during the market.
The smoke tubes can be slightly inclined to facilitate the evacuation of condensation water if it occurs and also to facilitate the removal of soot.
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3n addition, in accordance with the invention to allow idling, it is possible, when a certain temperature has been reached, to automatically stop the fan and then at this moment put the gas outlet manifold directly in communication. with the fireplace,
During idling, the natural draft through the chimney can be exerted either directly on the combustion chamber or at any point in the series of smoke tubes.
A counterbalance valve allows direct communication between the boiler and the chimney when the fan is on.
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stopped; it is constituted by a tilting valve articulated by a ball joint on a control arm itself actuated by the counterweight in the event of natural draft and by means of a device subjected to the vacuum of the fan when the fan is operating.
In the case of a steam central heating boiler, the part of the combustion gas pipe which is in the steam above the water level is not that which leaves the inlet manifold. gases in the boiler, but the next part, so that the part of the tube which is in the steam is not brought to an excessive temperature.
Finally. the entire installation: fireplace and boiler is enclosed in a casing thanks to which an air intake for the supply of the fireplace can be made at the upper part of this casing, this supply of the fireplace with hot air improving combustion and efficiency of the fireplace; heat, which was previously lost, is thus also recovered.
Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the description which follows and from examination of the accompanying drawing which shows, schematically and by way of example only, various embodiments of the invention. invention.
On this drawing :
Figure 1 is a vertical section on 1-1 of Figure 2 of a boiler constructed in accordance with the invention;
Figure 2 is a cross section along II-II of Figure 1 'of the same boiler;
Figure 3 is a plan view of the boiler shown in Figures 1 and 2;
Figure 4 is a vertical section similar to Figure 1, but it relates to a slightly modified boiler not comprising, in
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particular, removable front part;
FIG. 5 is a schematic elevational view with partial vertical section of the device which allows, during idling, to put the combustion gas outlet manifold directly in communication with the chimney without passing through the fan;
FIG. 6 is a vertical section of the front part of a variant of the boiler shown in FIG. 1, the removable front part of the boiler being replaced by a simple removable smoke box;
FIG. 7 is a vertical section similar to FIGS. 1 and 4 of a slightly modified boiler applying to central heating installations by steam;
FIG. 8 is a section showing the junction of two tubes of different section made in accordance with the invention;
FIG. 9 is a vertical and longitudinal section of an improved boiler constructed in accordance with a last embodiment of the invention;
FIG. 10 is a section on X-X of FIG. 9;
Figure 11 is a section along XI-XI of Figure 9;
Figure 12 is a section along XII-XII of Figure 9;
Figure 13 is a detailed view on a larger scale showing the device for closing the smoke tubes outside the boiler, in the case of the embodiment of the invention.
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shown in Figures 9 to 12;
FIG. 14 is a view in vertical section of the tilting valve which allows the passage from natural draft to fan draft and which constitutes a variant of the device. shown in Figure 5;
FIG. 15 is a partial horizontal section of part of this valve and of its control members;
FIG. 16 is a schematic view of the control device of the aforementioned valve;
FIG. 17 is an elevational view with partial section of the casing showing the assembly of the boiler and the fireplace;
Figure 18 is a plan view corresponding to Figure 17;
Figure 19, finally, shows an overall installation diagram.
In the appended drawing and in the description which follows, it is assumed that the boiler works in combination with an independent coal-fired hearth whose operation is automatic, a hearth such as those which already exist on the market at present, but it is obvious that the boiler which will be described and which has been shown could be used in conjunction with a coal-fired furnace forming an integral part of the boiler;
it could also be adapted to receive a heavy oil burner or a gas burner (town gas, blast furnace gas, lean gas, etc.)
Anyway, as can be seen in particular in Figures 1, 2 and 3, a boiler established in accordance with the invention comprises
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a casing or cylindrical shell 1 to which are fixed, in any event, at one end, a bottom 2 having the shape of a spherical cap and, at the other end, for example a perforated flat bottom 3, at the interior of the boiler body thus formed is arranged another cylindrical shell 4, the axis of which is perpendicular to the axis of the casing 1; the two ends of said ferrule 4 open to the outside through the cylindrical casing 1.
This second cylindrical shell 4 constitutes 1 ', envelope of the combustion chamber 5 which is connected at one end, for example, to a coal furnace 6 (FIG. 3) such as an automatic furnace existing on the market; the combustion of the fuel begins in said hearth 6 and comes to an end in the combustion chamber 5.
The other end of the combustion chamber 5 is closed by an inspection and cleaning door 7 (FIG. 3).
On the shell 4 are fixed tubes 8 which open inside the combustion chamber 5. At their other end, these tubes 8, in one embodiment of the invention, pass through the aforementioned flat bottom 3 to which they are fixed in any suitable way, for example by autogenous welding (figure 1). The end of the tubes and possibly the weld are carefully drawn up exactly at the level of the plate 3 so that said tubes are exactly flush with the exterior surface of said plate, for the reasons which will be indicated in what follows.
Tubes 9, 10, 11, 12, 13, 14 are assembled two by two in the form of @ to one of
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their ends, as can be seen in FIG. 1, and in such a way that the distance between the two branches of each U is quite small; at their other end, these tubes 9 to 14 are fixed, under the same conditions as the tubes 8, on the plate 3.
Its tubes 8 to 14, in the embodiment of the invention shown in FIG. 1, have a section which increases in summer from one tube to the other.
The set of these tubes 8 to 14, completed by the tube elements 8 'to 14' which will be discussed later, constitutes a continuous path for the combustion gases coming from the chamber 5 to the outlet manifold 15 of which it will also be discussed later. The interior of the boiler body has a suitable number of sets of tubes 8 to 14 'in the example shown in the drawing, in particular in figure 2, the number of these sets is six; but this number can obviously vary from one case to another, corme can also vary the number of tubes of each set (which is equal to seven in the example represented).
The assembly of the tubes 8 to 14 together is carried out in such a way that the changes of section are as small as possible and, moreover, the friction surfaces at the location of the changes of direction are preferably rounded in order to avoid even a minimal additional pressure drop (see figure 8), which can be obtained by forging the ends of the tubes, The free end of the tubes fixed to one another two by two following a U is supported by transverse bars 16 (FIG. 1), the ends of which are fixed on the cylindrical casing 1; in this way the expansion of these U-tubes is left
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free.
In this way of realizing
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According to the invention, a movable cap formed d1, a spherical bottom 17 and a perforated flat bottom 18 assembled by a cylindrical part 19 fits onto the front part of the casing 1 by means of a flange 20 which envelops the end of the ferrule 1.
Ears 21 are fixed on the edge 20 of the aforementioned cap and corresponding ears 22 are. fixed, in addition, on the shell 1; rods 23 threaded at their two ends pass through these ears and allow the aforementioned movable cap to be fixed on the body of the boiler, nuts 24 making it possible to tighten, as desired, the two plates 3 and 18 against each other. 'other for the reasons which will be indicated below.
Inside the aforementioned movable cap, in the space between the spherical bottom 17 and the perforated plate 18, are arranged
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tubes 8, 9 10, 11, 12 * and 13 If joined together two by two, so that they form U, as described previously with regard to the opposite ends of the tubes 9 to 14. These tubes are placed in the perforations of the plate 18 on which they are fixed in the same way as are the tubes 8 to 14 on the plate 3. At the lower part, tubes 14 'are fixed 4 on the manifold 15 of the gas outlet combustion alluded to above and on Plate 18.
The holes for the passage of the tubes 8 to 14 and 8 'to 14' are drilled in the plates 3 and 18 so that the orifices of the tubes 8 to 14 coincide perfectly with the orifices of the tubes
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correspondents 8 'to 14'; to be sure to easily and quickly find the coincidence of the orifices of the two groups of tubes during each reassembly of the aforementioned movable cap, a lug 25 is provided on the shell 1 (FIGS. 1 and 3). on which can be straddled a slot 26 (FIG. 3) made in the upper part of the rim 20.
Sealing, to smoke; of each coil formed by the series of tubes 8 to 14 and
8 'to 14' is ensured by the perfect contact of the plates 3 and 18 held tight against each other by means of the clamping rods 23 and the nuts 24; the assemblies of the ends of the tubes with their corresponding plate having been carefully prepared so that these tubes are exactly flush with the said plates, the ends of the tubes will come into contact in a precise manner with each other; in this way, the continuity of the walls of the tubes and, consequently, the tightness are ensured and any harmful pressure drop is avoided.
For still more precaution and to avoid any possibility of re-entry of outside air as a result of the depression which reigns inside the tubes, the edge 20 of the movable cap ends in a cylindrical housing
27 (Figure 1) which can be filled, for example, with a stuffing of asbestos rope.
The aforementioned movable cap is connected to the main body of the boiler by the tubes 28 intended to communicate the interior of said cap with the interior of the main body of the boiler, so that there is a temperature equilibrium. - re between these two parts of the boiler. Removable assemblies29 (with flanges for example)
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the rapid dismantling of the cap for any internal cleaning of the smoke tubes.
It should be noted that, although the pressure supported by the boiler can be quite high in certain cases (for example in the case of hot water heating installations in large buildings) the perforated plates 3 and 18 are flat; this does not present any drawback, since the perforated plate 3 of the main body and the perforated plate 18 of the cap are in intimate contact, as explained above, and, moreover, the pressure acting on each of them tends to ensure even more intimate contact; however, the effects of the pressure on either side of the plate set 3 and 18 are canceled out and the plates cannot be deformed.
This use of flat plates facilitates the construction of the boiler and consequently makes it possible to reduce the cost of it.
During its installatioù ,, the boiler is provided, as has been said, with a hearth 6 which can be a coal furnace with automatic operation; this hearth is double-cased and it is joined to the boiler by tubes 30 which allow constant circulation by thermosiphon. Both ends. of the combustion chamber 5 exiting outside the boiler are also jacketed to allow water to circulate around these ends.
The collector 15, to which the smoke discharge tubes 14 'are connected, passes through the walls of the movable cap, as can be seen in particular in FIGS. 2 and 5; it is blocked
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at one of its ends by a solid flange 31 (FIG. 5) while the other end is connected by a tube 32 to a suction and discharge fan 33 whose discharge is connected to the smoke exhaust chimney 34 (figure 5). The use of a fan at the outlet of the boiler presents a very big advantage, because it makes it possible to prevent any exit of combustion gases to the outside, dull in the event that the smoke ducts do not. would not be absolutely waterproof over their entire route.
The operation of the boiler which has just been described is, under normal conditions, as follows;
The fan controlled in any suitable way, for example by means of an electric motor, being started, produces a vacuum in the collector 15; this depression is transmitted to the hearth 6 via the tubes 14 ', 14, 13', 13 ..... 8 ', 8 and the combustion chamber 5.
The hearth 6 being provided, like all devices of this kind, with one or more primary air inlet openings intended to pass through the fuel and one or more secondary air inlet openings intended to be brought in the combustion chamber the quantity of air necessary to ensure complete combustion, this complete combustion is carried out both in the hearth and in the combustion chamber 5 and the burnt gases enter the tubes 8, then successively in the tubes 8 ', 9, 9', etc., to the tubes 14'j which discharge the gases into the manifold 15, these gases being sucked in from there by the fan 33 to be then discharged by the chima 34.
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It should be noted that the gases circulate in the tubes 8 to 14 'at a relatively high speed owing to the fact that they pass through conduits whose sections are suitably calculated and because they are sucked in by the fan 33 whose flow rate can, moreover, be adjusted once and for all to obtain a suitable rate of combustion in the hearth, thanks to a register 35 (figure 5) placed either on the discharge of the fan, or on the suction (in the (example shown in figure 5 this register is placed on the discharge).
If one uses, in combination with the boiler which is the object of the invention, an automatic hearth such as those which currently exist, stoves which have the advantage of ensuring complete combustion of the fuel, it is not necessary. there will never be any soot production in the ducts.
On the other hand, during operation in normal mode, that is to say each time the fan is working, the speed of the gases in the tubes is such that the soot, if there is any, cannot be deposited. and that those which could have been deposited during the march with natural draft are: entrained by the gases. As a result, the tubes practically do not get dirty and that they can only be covered with a deposit which could interfere with the transmission of heat after a fairly long service. The cleaning of the tubes and, consequently, the dismantling of the movable boiler cap will therefore only be done very rarely.
To avoid even this dismantling, one can, moreover, carry out a sweeping of the tubes, by passing through them 1) air at very high speed; this operation, thanks to the characteristics
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of the present invention, can be carried out very easily:
to do this, simply restart the fan without closing door 7 (which is opened for ash removal). If, in addition, register 35 is opened fully, the fan output will be much more considerable than sanding the normal course during which the depression necessary for the passage through the layer of coal and the resistance resulting from the partial closing of the register 35 give rise to pressure drops which, during sweeping, are eliminated, which makes it possible to increase the speed of circulation in the tubes;
If care has been taken to choose the fan with characteristics such that, in normal operation, the damper 35 is sufficiently closed, it is possible to obtain, at the time of sweeping, a very high speed of passage of the air in tubes; these are thus cleaned automatically and all the soot and ash entrained are evacuated through the chimney.
The same result could also be obtained by using a combination of gears which would allow the fan speed to be increased considerably when sweeping. This increase in fan speed could also be achieved by employing a variable speed motor. If this sweeping is carried out fairly frequently, which, as we have seen, can be done very simply and very quickly, we can limit ourselves to brushing the tubes and, consequently, to dismantling the movable cap. once a year, when the boiler is shut down, at the end of the heating season.
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When using very good quality anthracites, for which there is no fear of soot formation if the combustion is properly regulated, or when using oil or gas burners, it could be assumed that the production of deposits in the tubes is not to be feared and that there is never any need to clean the tubes;
In this case, we could simplify quite considerably the construction of the boiler and thus eliminate the aforementioned movable cap: this is what is shown in Figure 4; in this embodiment of the invention, the tubes form continuous coils joined, on the one hand, to the ferrule 4 forming the casing of the combustion chamber 5 and, on the other hand, to the flue gas collector 15 and are completely enclosed in the boiler body. It is obvious that this construction is much more economical than that previously described.
It should be noted that II, one could possibly replace the movable cap described previously (figure 1) by a smoke box comprising a suitable partitioning to make communicate between them the various rows of tubes (figure 6), But, in this case, the flat plate 3, which is subjected to the internal pressure of the boiler, no longer receives the reaction of the plate 18 (as in FIG. 1) which is subjected to the internal pressure of the movable cap; this plate 3 would therefore tend to be deformed by bulging outwards; we report, therefore, internally between the rows of
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fin tubes 59 welded to the plate 3 and to the forged edges 60 of this plate;
thus produces reinforcing parts which suppose the deformation of the plate 3. The smoke box comprises partitions 61, 62 and 63. which divide it into compartments 64, 65, 66, 67, so that the tubes 8 communicate with the tubes 9, the tubes 10 with the tubes 11, the tubes 12 with the tubes 13; the tubes 14 all communicate with the compartment 67 which is extended to the outside of the smoke box by a pipe 68 serving to evacuate the smoke. This tubing 68 is placed laterally; another symmetrical pipe with respect to the longitudinal axis of the boiler would allow the evacuation, at will, of the fumes in the opposite direction.
To obtain the seal between the flue gas box and the plate 3 of the boiler, the latter comprises transverse grooves 69, 70, 71 in which the partitions 61, 62 and 63 engage, the latter crushing a stuffing of rope d asbestos, for example, forming a seal. A similar but circular groove 72 allows the outer wall of the smoke box to crush asbestos rope stuffing, for example, in order to prevent any communication between the inside of the smoke box and the atmosphere.
The flue gas box can be fixed to the boiler body by tilting bolts 74, for example, fixed to ears 75 integral with the boiler. Mobile buffers or inspection doors 76, 77, 78, 79 allow access to the tubes and to clean them without removing the smoke box.
However, it should be noted that the use of a smoke box instead of the
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movable cap described above, if 'it can present an appreciable reduction in cost price, has the drawback of producing heat losses and even higher pressure drops.
In addition, this smoke box will also have a shorter duration than the movable cap since, being exposed to gases at high temperature, it is not cooled, like the movable cap, by circulating water.
In the embodiment of the invention shown in FIGS. 9 to 13, the boiler comprises a casing or cylindrical shell 1 to which are fixed, in any suitable way, at one end, a bottom 2 having the shape of a. a spherical cap and, at the other end, a base also having the shape of a spherical cap and pierced with orifices for the passage of the smoke tubes 8 "to 12";
the assembly of the shell 1 and the ends 2 and 2 'is somewhat similar to the embodiment shown in FIG. 4 with the difference, however, that the smoke tubes, instead of being enclosed entirely in the 'Inside the aforementioned casing, open to the outside, as will be seen later., Inside the boiler body thus formed is also arranged, as before, another cylindrical shell 4, the two ends of which open to the outside through the cylindrical casing 1 (see, in particular, FIG. 12), this second cylindrical shell 4 constituting the casing of the combustion chamber 5 which is connected at one end, for example,
to a coal furnace 6 (see figures 17 and 18).
Tubes are attached to the ferrule 4
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8 "which open inside the combustion chamber 5. These tubes 8" are associated with other tubes 9 "to 12" in a suitable number depending on the installation to be made, these tubes emerging, as can be seen in FIG. 9, outside the body of the boiler; they communicate with each other, at their end furthest from the combustion chamber 5, by tube elements 80, while at their other end they are joined together, for example by butt welding.
These tubes have a constant section and are slightly inclined, as shown in Figure 1, this inclination being provided to allow the evacuation of condensation water if it occurs (for example at start-up. ) and also to facilitate soot removal.
In accordance with another characteristic of this embodiment of the invention, these various smoke tubes open out to the outside of the body of the boiler and they are closed by removable sealed caps, such as the one shown on Figure 13. Thanks to this arrangement, it is very easy, after having removed the plug in question, to carry out the sweeping of the tubes even while the boiler is in operation,
The stopper used for the leaktight closing of the ends of the aforementioned tubes may consist of a removable cap 81 having several notches 82 bent at right angles forming, with studs 83 fixed in any suitable manner on the end of the tubes 8 ", etc ... bayonet assemblies.
In the bottom of the cap 81 passes a rod 84 on which is fixed a seal 85 tightened to the
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by means of a nut 86 between two retaining plates 87. The seal 85 is strongly pressed against the end of the tubes 8 "etc ... by a strong volute spring 88 which is supported, on the one hand, against the bottom of the stopper 81 and, on the other hand, in the center of the seal, whereby it is ensured that the seal 85 bears well over the entire periphery of the end of the tubes 8 ", etc ...
The different tubes 8 "can be joined together by a horizontal manifold 89 thanks to which these tubes can be put directly in communication with the chimney, if desired, so that, during idling, the following tubes 9" to 12 "are eliminated and do not tend, by their own pressure drop and by the cooling of the fumes, to reduce this draft.
This common manifold 89 could, moreover, be placed lower, if desired, for example so that it joins the tubes 9 "or the tubes 10", etc. .. In addition, a pipe 90 is mounted. directly on the combustion chamber 5 so that, if necessary, the natural draft can be exerted on the combustion chamber 5 during idling in the case where the resistance opposed by the smoke tubes 8 "and by the manifold 89 would still be too large.
As in the other embodiments, the last tubes 12 "are all connected to the outlet manifold 15 closed, at one of its ends, by the full flange 31 and connected at its other end to the suction fan. and discharge whose discharge is connected to the exhaust chimney.
As heating systems rarely operate at full load, since they
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must be calculated to maintain a determined temperature when the outside temperature is as low as possible, for most of the time, the said installations only operate at a fairly low load and sometimes even very low. It is therefore useful to regulate the speed of combustion according to the quantity of heat which it is necessary to supply, which can be obtained for example by means of a thermostat which, when a certain temperature has been reached, will stop fan 33 (instead of a thermostat, a pressure-sensitive device can be used when the boiler,
instead of being a @ hot water boiler, is a steam boiler and, in this case :) it is from a certain pressure that the fan 33 will be stopped) -. In this way, during the periods of time which are the most numerous when the operating mode of the fireplace will have to be moderate, the ventilator will not work, which will produce a saving in the consumption of the energy which feeds the ventilator ( electric current, for example); on the other hand, this way we will avoid. also the continuous operation of the fan at very low flow, in which case the fan efficiency is very poor.
The adjustment of an installation such as the one just indicated can therefore be done as follows:
the flow rate of the fan being regulated once and for all by means of, for example, the register 35 of which it was question above, so as to obtain a suitable rate of combustion in the hearth, corresponding rate
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at the maximum speed provided for the installation, the current to the fan motor will be cut off by a thermostat each time the water temperature reaches a value which corresponds to the needs of the period in question (value which varies according to the atmospheric temperature) ;
as has been said above, if, instead of a hot water boiler, we have a steam boiler, the thermostat will be replaced by a device sensitive to the pressure of the steam in the boiler , It is obvious that this same thermostat (or this same pressure sensitive device) will have to order the closing of the electrical circuit of the fan motor each time the water temperature (or the steam pressure) has dropped to a other suitably chosen value.
But, during the interval of tomps when the ventilator is stopped thanks to the aforementioned device, it is not necessary that the hearth is no longer subjected to any draft, because the said hearth could go out; when the ventilator is stopped under the conditions indicated above, in accordance with the invention, the natural draft of the chimney is used to maintain a slower combustion, which will make it possible to keep the fan off for as long a period of time as possible.
To obtain this result, the boiler which is the object of the invention is provided with an automatic device making it possible to use the natural draft of the chimney 34 as soon as the fan stops and to interrupt the heating. direct communication of the collector 15 with the chimney 34 from
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that the fan turns on automatically.
To obtain this result, it is possible to use, in one embodiment of the invention, the device which will be described below and which is more particularly represented in FIG. 5.
On the pipe 32 which connects the outlet of the fumes of the manifold 15 to the suction port of the fan 33 is connected a pipe 36 on which is connected a duct 37 of larger section, so that the gas speed or reduced to a value which is related to the chimney draft. This duct is bent at 38 to connect to the chimney 34; vertical branch of conduit 37 is extended by a tube 39 which is closed at its. upper part by a solid plate 40.
Inside the vertical branch of the duct 37 and below the elbow 38, there is provided a circular projection 41 which constitutes a seat for a solid washer 42 forming a valve. This valve is joined to a rod 43 which passes through the solid plate 40 and which is connected, by means of an articulated rod 44, to a lever 45 capable of rotating about an axis 46, said lever being provided with the 'other end of a balance weight 47.
On the duct 32 is also connected a duct 48 which ends at the bottom of a cylinder 49 open at its upper part, cylinder in which can move either a sealed piston, or, preferably, a solid disc 50 fixed to a bellows.
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waterproof and flexible 51.
This bellows can be fixed to the end edge of the cylindrical body 49, for example by means of a bolted flange 52, with the interposition of a tight seal, on a flange 53 integral with the cylindrical body 49, The disc 50 is connected by means of 'a rod 54 to a link 55 articulated on the lever 45,
When the fan is stopped, the counterweight 47 must be placed at a suitable point of the lever 45, so that, by the effect of this counterweight, the valve 42 is in its highest position at 42 'and that the disc 50 is also in its highest position at 50 ', the counterweight then being in its lower position at 47', At this time, the chimney 34 is in direct communication with the smoke collector 15 of the boiler by through the pipe 36 and the duct 37;
the fireplace then operates under the action of the depression produced by the natural draft of the chimney. When, as a result of the drop in water temperature (or steam pressure) the thermostat (or the pressure-sensitive device) closes the circuit of the fan motor, the latter resumes itself. road produces in the pipe ** terie 32 a depression much greater than that which prevailed there because of the natural draft of the chimney; this depression acts on the disc 50 via the pipe 48.
The device which has been described is thus unbalanced if the section of the disc 50 has been suitably chosen; the disc in question is therefore drawn downwards and comes to occupy the position
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50 ", which has the effect of driving the valve 4 via the lever 45; this valve then takes the position indicated at 42" in Figure 5 and rests on its seat 41. At this time, the vacuum also acts on the valve 42 to further facilitate the application of said valve to its seat 41.
All communication with the chimney is then interrupted and the fan suction is carried out exclusively on the hearth via the smoke tubes,
As soon as the temperature chosen for the water (or the pressure chosen for the steam) is reached, the thermostat (or the pressure sensitive device) will cut off the current which supplies the fan motor; the latter being then stopped, the vacuum which reigned in the pipe 32 and which acted on the valve 42 and on the disc 50 will cease to be exerted; the counterweight 47 which is in position 47 ', no longer being balanced by the effect of the vacuum on the valve 42 and on the disc 50, will cause the entire device to descend to its low point 47'.
Disc 50 will resume. position 50 ', the valve 42 will return to its position 42' and direct communication between the boiler and the chimney will be re-established. The fireplace, at this time, will resume its operation under the natural draft of the fireplace. These phenomena will thus be repeated successively and a substantially uniform temperature will be automatically maintained in the heated premises.
According to another embodiment of the invention, the valve is replaced
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42 described above by a tilting valve represented
EMI25.1
aonté sur 1013 i'iguroo 14 ot 15. This new valve is a tilting valve mounted at the end of an arm 91 fixed in any suitable way, for example by means of a square part on an axis 92; the end of this arm 91 comprises a spherical part 93 on which is fitted a complementary spherical part 94 constituting the central part of the plates 95 of the valve proper, these two plates being held, for example by spacers 96;
the spherical articulation 93-94 is more or less free, which allows a certain angular displacement of the plates 95 of the valve relative to the control arm 91; in this way, it is ensured that the seals 97 carried by the plates 95 come to be applied over the entire periphery of the ends of the tubes 98 and 99. The position occupied by the valve in FIG. 14 corresponds to. operation of the boiler with the fan, the discharge of the fan being connected to the pipe 99, while the pipe 100 is connected to the chimney. When the valve comes to rest against the pipe 99, it is the pipe 98 which is in communication with the pipe 100.
This pipe 98 is connected, as the case may be, either to the intermediate manifold 89, or directly to the pipe 90 coming directly from the combustion chamber 5, or even to the general manifold 15 if the natural draft of the chimney is sufficient to determine the smoke evacuation through all the tubes of the boiler.
. Below the valve is provided a conduct 113 which collects the soot and thus prevent it from clogging the lower part of the valve device, mainly in
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the region of the axis 9.2, which could interfere with the operation of the valve,
At one end of the shaft 92 is mounted the counterweight lever 101 102, the end 103 of which is connected to the rod 104 of the control device shown in FIG. 16.
This device consists of a cylinder 105 on which is bolted a perforated cover 106 and the bottom of which is connected to a small-diameter pipe 107 leading to the pipe connected to the suction of the fan. In this cylinder can move a disc 108 fixed to the end of the rod 104 sliding in the perforated cover 106, disc to which is fixed a flexible cone 109 made of rubberized canvas, for example, the upper edge of which is fixed under the cover 106 .
When the suction of the fan is felt through the pipe 107, the disc 108 is attracted by the vacuum and comes to occupy the position indicated in FIG. 16, the rod 104 then exerting a traction on the lever 101 to overcoming the action of cort repoids 102, which has the effect of bringing the valve to the position shown in FIG. 14, a position in which communication is established between the pipe 100 (connected to the chimney) and the pipe 99 connected to the fan outlet.
When, on the contrary, the fan stops, the depression which reigned under the disc 106 via the pipe 107 disappears and the counterweight 102 causes the rise of the disc 108 with a certain slowness because the diameter of the pipe 107 is rather weak; under these conditions the valve comes to rest gently on the edges
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of the pipe 99, which eliminates the communication between the discharge of the fan and the chimney and which establishes the direct communication of the chimney either with the manifold 15, or with the intermediate manifold 89, or again with the pipe 90 connected to the combustion chamber 5.
It should be noted that, thanks to the device shown in FIG. 16, the flexible cone 109 is always slightly inflated even when the disc 108 rises (this due to the small diameter of the tubing 107 which prevents the sudden establishment under the disc lu8 and below the flexible cone 109 of an equal pressure at the atmospheric pressure prevailing inside the flexible cone); in this way, this cone does not wrinkle, which prevents rapid wear and sometimes sticking of the folds against each other, which would prevent proper operation of the valve control device.
In addition, as we have said previously, the small diameter of the tubing 107 prevents the sudden establishment of atmospheric pressure under the disc 108 when the fan no longer operates and the rod 104 under the action of the counterweight 102 tends in raising the disc 108 (the same phenomenon occurs moreover in the other direction), which slows down the ascent of this disc and which consequently prevents the sudden application of the valve to its seat;
thus, the control device shown in FIG. 8 constitutes at the same time a kind of dash-pot,
When the invention is applied to the production of steam boilers for which it is advantageous to dry the steam before. outlet of the boiler, a very
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important due to the small evaporation surface, it would be dangerous to use the arrangement of tubes indicated above (figure 1), arrangement according to which the upper row of tubes corresponds to the first path of the fumes, because these tubes would be, in the present case, above the water level for the purpose of drying the wapeur;
these tubes would not be sufficiently cooled, the transmission of heat to the steam being much lower than the transmission of heat to the water; they would be brought to too high a temperature perhaps to red, which would be detrimental to their conservation.
In the case of steam boilers, it is therefore preferable to use the arrangement of tubes indicated in FIG. 7. As can be seen, in this embodiment of the invention the fumes at the outlet of the combustion chamber 5, engage in the tube 56 which is below the level of the water, to pass then in the tube 57 which is above the level of the water and, consequently, in the steam. 0 '. Is this tube which acts as a dryer; but, when the combustion gases arrive there, they have been sufficiently cooled so that the tube 57 cannot be brought to a temperature which could be detrimental to its conservation; the gases then pass through tube 58 which is at a lower level than that of tube 56, then to follow a path similar to that which has been described above.
It should be noted that, thanks to the organization of the boiler which is the object of the invention, it is possible to reverse the location
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of the fireplace 6 and of the door 7, which allows you to place the fireplace to the right or to the left of the boiler as desired.
Likewise, one or the other of the ends of the flue gas collector 13 or one or the other of the outlet pipes 68 of the flue gas box (FIG. 6) can be used, which makes it possible to connect the fan to right or left of the boiler, depending on whether one or the other of these arrangements is more favorable during installation;
Finally, in accordance with a last characteristic of the invention, the whole of the hearth 6 and of the boiler (see Figures 17 and 18) is enclosed in a sort of casing 110 which leaves only the front part of the chamber outside. boiler, the one through which the flue pipes 8 "to 12" exit, so that these pipes can be easily swept without having to open the casing 110.
Thanks to this casing 110, the hot air which surrounds the whole installation instead of being dissipated in the atmosphere is concentrated in the upper part above the boiler in 111. from where it can be. sucked by means of a sleeve 112 connected, at its lower end, to a device capable of bringing this hot air to the hearth 6. The ambient air enters this casing over the entire periphery of the lower periphery of said casing.
It is obvious that certain modifications of detail could be made to the embodiments of the invention described and shown by way of example without the general economy of the invention being thereby impaired,
Finally, it should be noted that,
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although in the foregoing description only the application of the invention to boilers for central heating installations has been dealt with, the general characteristics of said invention or only some of them could be used in boilers intended for all other uses.
CLAIMS
1. Boiler installation for central heating mainly, comprising an automatically operating fireplace and a boiler and essentially characterized by the fact that a fan is placed at the outlet of the boiler to suck the combustion gases and to circulate them at high speed relatively large in the flue gas tubes of the boiler, these gases being discharged by said fan towards the chimney.
2. Boiler installation as claimed in 1) and characterized in that the boiler comprises an inner cylindrical shell forming a combustion chamber, said shell being, on one side, connected to a hearth and, on the other side, closed by a door which, when open, allows, in combination with the aforementioned fan operating at full flow, to perform automatic sweeping of the smoke tubes.
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