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Chaudière de chauffage central.
La présente invention est relative aux chaudières de chauffage central brûlant des combustibles de très petit calibre, dans lesquelles l'air primaire de combustion est injecté au sein de la masse compacte de combustible au moyen d'une tuyère refroidie par circulation d'eau. Un inconvénient des dispositions connues de ces tuyères est l'obstruction plus ou moins rapide de leurs orifices d'injection d'air par les mâchefers résultant de la combustion. L'invention a pour buts d'écarter cet inconvénient et d'améliorer dans une grande mesure le rendement et la facilité d'entretien des chaudières du genre en question.
On a déjà proposé de supporter le combustible dans un foyer de chaudière sur les versants d'un dos d'âne refroidi par circulation d'eau, de l'air étant injecté sous le dos d'âne et passant dans la masse de combustible par dessous le pied des versants ou à travers des perforations de ceux-ci.
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L'accumulation des mâchefers sur les versants et au pied du dos d'âne ne pouvant être empêchée, les passages d'air s'obstruent après peu de temps.
Suivant l'invention, on ménage un passage d'air au soumet de la tuyère en dos d'âne, sous forme d'une fente longitudinale qui reste toujours libre du fait que le courant d'air sortant par cette fente coupe en deux les mâchefers pâ- teux lors de leur formation, et on donne aux versants du dos d'âne une inclinaison telle qu'ils forment au sommet un angle aigu pour favoriser l'écoulement des mâchefers de part et d'autre de la fente. Il peut être avantageux de retenir les mâchefers au pied des versants afin d'empêcher qu'ils obstruent des passages d'air latéraux ménagés par dessous les versants; dans ce cas, on forme au pied des versants du dos d'âne des épaulements horizontaux par lesquels les mâ- chefers sont arrêtés dans leur descente et dont la face infé- rieure est rentrante pour empêcher les mâchefers d'y adhérer.
De préférence, la tuyère en dos d'âne est constituée par deux corps d'eau plats, inclinés l'un vers l'autre mais ne se touchant pas au sommet afin de laisser libre entre eux l'étroite fente de passage d'air. Ces corps d'eau ont avanta- geusement leur circulation d'eau branchée en parallèle sur celle de la chaudière proprement dite, depuis le retour d'eau froide jusqu'au départ d'eau chaude, de façon que l'eau chauf- fée rapidement dans les corps du dos d'âne situé en plein feu passe directement dans l'installation de chauffage central en y accélérant la circulation. Suivant une variante, les corps d'eau du dos d'âne ont une circulation d'eau séparée de celle du restant de la chaudière et raccordée par exemple au serpentin de chauffage d'un boiler pour distribution d'eau chaude, ou à une installation réduite de chauffage central.
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Outre le raccordement en parallèle de la circula- tion d'eau de refroidissement de la tuyère d'injection d'air, d'autres mesures sont prises pour assurer l'échauf- fement rapide de l'eau de la chaudière. A cet effet, sui- vant l'invention, on donne aux tubes de fumée noyés dans les parois d'eau de la chaudière une section oblongue augmen- tant la surface d'échange de chaleur, et on adopte une con- formation des parois d'eau et une disposition des tubes oblongs telles que les sections de passage d'eau autour des tubes et entre ceux-ci soient sensiblement uniformes par- tout.
De plus, on raccorde les tubes de fumée à un collecteur inférieur de même surface que la sole du foyer constituant une paroi d'eau, et on cloisonne ce collecteur de façon à obliger les gaz de fumée chauds à lécher la surface inférieure entière de la sole dans leur trajet vers le raccord de chemi- née.
Ces caractéristiques et d'autres encore seront dé- crites plus complètement ci-après avec référence au dessin annexé qui représente à titre d'exemple une chaudière de chauffage central conforme à l'invention. Sur ce dessin:
Fig. 1 est une vue de face de la chaudière, en coupe verticale,
Fig. 2 en est une vue de côté, également en coupe verticale, et
Fig. 3 en est une vue de dessus, en coupe horizon- tale,
Fig. 4 montre en plan le collecteur de fumée infé- rieur de la chaudière,
Fig. 5 montre une variante de la tuyère d'injection d'air, en coupe transversale, et
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Fig. 6 représente, en coupe verticale, la partie supérieure d'une chaudière pour chauffage à vapeur.
La chaudière représentée sur les Figs. 1 à 3 com- porte une enveloppe 1 à double paroi qui est avantageusement faite de sections juxtaposées, un magasin central à combus- tible 2 refroidi par une chemise d'eau et un foyer 3 à sole refroidie 4.
L'eau circule depuis les raccords de retour d'eau 5, à travers l'enveloppe 1, la sole 4 et la chemise du magasin 2 qui communiquent ensemble, vers les raccords de départ d'eau 6. Les gaz et fumées de combustion montent du foyer 3 par les carneaux 7 dans les collecteurs supérieurs 8, redescendent par les tubes de fumée 9 dans le collecteur inférieur 10 et s'échappent en 11 à la cheminée. Le combus- tible du magasin 2, admis dans le foyer 3 par la manoeuvre du clapet 12 que l'on commande à l'aide du volant ou levier 13, s'étale en talus sur la sole 4, par dessus la tuyère d'in- jection d'air 14 en forme de dos d'âne à angle aigu.
Deux corps d'eau plats 15 constituent les versants du dos d'âne. Ils sont supportés dans la paroi 1 légèrement au-dessus de la sole 4, pour permettre l'injection d'air par les passages 16 sous les versants, et ils laissent entre eux, au sommet, une étroite fente de passage d'air 17 sur toute la longueur de la tuyère. Celle-ci reçoit l'air sous pression d'un ventilateur 18, par un raccord à trois branches 19 qui dessert aussi deux rampes à air secondaire 20, situées dans les carneaux de fumée 7.
Les mâchefers pâteux se formant sur la tuyère 14 sont coupés par la lame d'air sortant de la fente 17 et coulent sur les versants refroidis du dos d'âne où ils
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s'agglomèrent sans inconvénient. S'ils sont très fusibles, ils pourraient couler jusqu'aux passages d'air inférieurs 16 et se souder aux mâchefers qui se forment sur la sole 4, en obstruant les passages 16. Pour l'éviter, on peut munir les corps 15 d'épaulements horizontaux 21 (Fig. 5) destinés à retenir les mâchefers sur les versants, et on donne aux faces inférieures 21' des épaulements une inclinaison rentrante de façon que les mâchefers qui se formeront en face des pas- sages d'air 16 ne collent pas aux parois des corps d'eau et ne bouchent pas, de ce fait, les passages d'air.
Les corps d'eau 15 de la tuyère sont reliés à l'ar- rière, par des raccords 22, au bas de l'enveloppe d'eau 1 et, à l'avant par un tuyau montant 23 (Fig. 2) au sommet de l'enveloppe 1. Ainsi, l'eau chauffée rapidement dans les corps 15 en plein feu gagne directement les départs d'eau 6, ce qui est avantageux pour réchauffer rapidement l'instal- lation de chauffage central après une période de marche au ralenti de la chaudière.
La tuyère 14 assure une injection très efficace d'air primaire dans toute la masse de combustible du foyer.
L'air secondaire, nécessaire à la complète combustion des fumées, est fourni par les deux rampes 20 dont les orifices
24 sont dirigés vers le bas, de façon à injecter l'air se- condaire dans les carneaux 7 en contre-courant des fumées montant vers les collecteurs 8.
Ainsi qu'on le voit sur la Fig. 3, les tubes de fumée 9 qui relient les collecteurs 8 au collecteur inférieur
10 ont une section oblongue offrant une grande surface d'é- change de chaleur. Ils sont disposés dans les sections de l'enveloppe d'eau 1 de manière que les passages d'eau 25 délimités entre eux et les parois de l'enveloppe, ainsi @
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qu'entre eux-mêmes, soient de section sensiblement uniforme.
La forme de la paroi interne de l'enveloppe 1 qui présente entre les sections des parties rentrantes 26 augmentant la surface de chauffe, contribue à ce résultat.
Dans le collecteur inférieur 10, les fumées sor- tant des tubes 9 sont empêchées de gagner directement la cheminée 11, par des cloisons 27 (Fig. 4) qui les obli- gent à cheminer transversalement au collecteur avant de s'échapper longitudinalement. Ainsi, toute la surface infé- rieure de la paroi d'eau constituant la sole 4 au-dessus du collecteur, est léchée par les fumées qui cèdent leur chaleur presque complètement.
Sur la Fig. 6 est représentée une variante de construction de la chaudière, adaptée au chauffage à vapeur.
Dans ce but la chaudière comporte au-dessus des collecteurs de fumée 8, des collecteurs de vapeur 28 avec raccords de départ de vapeur 29.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes et détails représentés à titre d'exemple, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS ------------------------------
1.- Chaudière de chauffage central à tirage forcé, comportant dans le foyer une tuyère d'injection d'air, re- froidie à l'eau, en forme de dos d'âne, caractérisée en ce qu'une fente longitudinale de passage d'air est ménagée au sommet du dos d'âne, de préférence en combinaison avec deux passages d'air latéraux formés sous les versants du dos d'âne.
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Central heating boiler.
The present invention relates to central heating boilers burning very small caliber fuels, in which the primary combustion air is injected into the compact mass of fuel by means of a nozzle cooled by circulating water. A drawback of the known arrangements of these nozzles is the more or less rapid obstruction of their air injection orifices by the bottom ash resulting from the combustion. The invention aims to overcome this drawback and to improve to a great extent the efficiency and ease of maintenance of boilers of the type in question.
It has already been proposed to support the fuel in a boiler hearth on the slopes of a speed bump cooled by water circulation, air being injected under the speed bump and passing into the mass of fuel through below the foot of the slopes or through their perforations.
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The accumulation of clinker on the slopes and at the base of the speed hump cannot be prevented, the air passages become blocked after a short time.
According to the invention, an air passage is provided on the subject of the humpback nozzle, in the form of a longitudinal slit which always remains free because the air stream leaving through this slit cuts them in two. doughy bottom ash during their formation, and the slopes of the donkey's back are given an inclination such that they form an acute angle at the top to promote the flow of the bottom ash on either side of the slit. It may be advantageous to retain the bottom ash at the foot of the slopes in order to prevent them from obstructing the lateral air passages provided below the slopes; in this case, horizontal shoulders are formed at the foot of the slopes of the donkey's back by which the masters are stopped in their descent and the lower face of which is re-entrant to prevent the bottom ash from adhering to it.
Preferably, the humpback nozzle consists of two flat bodies of water, inclined towards each other but not touching at the top in order to leave free between them the narrow air passage slot. . These water bodies advantageously have their water circulation connected in parallel with that of the boiler itself, from the cold water return to the hot water outlet, so that the heated water quickly in the bodies of the speed bump located in full fire goes directly into the central heating installation by accelerating the circulation. According to a variant, the water bodies of the speed bump have a water circulation separated from that of the rest of the boiler and connected for example to the heating coil of a boiler for hot water distribution, or to a reduced central heating installation.
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Besides the parallel connection of the cooling water circulation of the air injection nozzle, other measures are taken to ensure the rapid heating of the boiler water. To this end, according to the invention, the flue tubes embedded in the water walls of the boiler are given an oblong section increasing the heat exchange surface, and a configuration of the walls is adopted. water and an arrangement of the elongated tubes such that the water passage sections around and between the tubes are substantially uniform throughout.
In addition, the flue tubes are connected to a lower manifold of the same area as the hearth floor constituting a water wall, and this manifold is partitioned so as to force the hot flue gases to lick the entire lower surface of the chamber. sole in their path to the chimney connector.
These characteristics and others will be described more fully below with reference to the accompanying drawing which shows by way of example a central heating boiler according to the invention. On this drawing:
Fig. 1 is a front view of the boiler, in vertical section,
Fig. 2 is a side view, also in vertical section, and
Fig. 3 is a top view, in horizontal section,
Fig. 4 shows a plan of the lower flue gas collector of the boiler,
Fig. 5 shows a variant of the air injection nozzle, in cross section, and
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Fig. 6 shows, in vertical section, the upper part of a boiler for steam heating.
The boiler shown in Figs. 1 to 3 comprises a double-walled casing 1 which is advantageously made of juxtaposed sections, a central fuel store 2 cooled by a water jacket and a hearth 3 with cooled hearth 4.
The water circulates from the water return fittings 5, through the casing 1, the sole 4 and the jacket of the store 2 which communicate together, towards the water outlet fittings 6. The combustion gases and fumes rise from the hearth 3 through the flues 7 in the upper collectors 8, descend through the smoke tubes 9 into the lower collector 10 and escape at 11 to the chimney. The fuel from the store 2, admitted into the furnace 3 by the operation of the valve 12 which is controlled by means of the handwheel or lever 13, spreads out on the bottom 4, over the nozzle. air injection 14 in the form of a speed bump at an acute angle.
Two flat bodies of water 15 constitute the slopes of the speed bump. They are supported in the wall 1 slightly above the sole 4, to allow the injection of air through the passages 16 under the slopes, and they leave between them, at the top, a narrow air passage slot 17 over the entire length of the nozzle. This receives the pressurized air from a fan 18, via a three-branch connector 19 which also serves two secondary air manifolds 20, located in the flues 7.
The pasty bottom ash forming on the nozzle 14 is cut by the air knife coming out of the slot 17 and flows on the cooled slopes of the speed hump where they
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agglomerate without inconvenience. If they are very fusible, they could flow to the lower air passages 16 and weld to the bottom ash which forms on the sole 4, obstructing the passages 16. To avoid this, the bodies 15 can be fitted with d 'horizontal shoulders 21 (Fig. 5) intended to retain the bottom ash on the slopes, and the lower faces 21' of the shoulders are given a reentrant inclination so that the bottom ash which will form in front of the air passages 16 do not do not stick to the walls of bodies of water and therefore do not block the air passages.
The water bodies 15 of the nozzle are connected at the rear, by fittings 22, at the bottom of the water casing 1 and, at the front by a rising pipe 23 (Fig. 2) at the bottom. top of the casing 1. Thus, the water heated rapidly in the bodies 15 in full fire directly reaches the water outlets 6, which is advantageous for rapidly reheating the central heating installation after a period of operation. when the boiler is idling.
The nozzle 14 ensures a very efficient injection of primary air into the entire mass of fuel in the furnace.
The secondary air, necessary for the complete combustion of the fumes, is supplied by the two ramps 20 whose orifices
24 are directed downwards, so as to inject the secondary air into the flues 7 in counter-current of the smoke rising towards the collectors 8.
As can be seen in FIG. 3, the smoke tubes 9 which connect the collectors 8 to the lower collector
10 have an oblong section providing a large heat exchange surface. They are arranged in the sections of the water casing 1 so that the water passages 25 delimited between them and the walls of the casing, thus @
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that between themselves, are of substantially uniform section.
The shape of the internal wall of the casing 1 which has between the sections re-entrant parts 26 increasing the heating surface, contributes to this result.
In the lower manifold 10, the fumes leaving the tubes 9 are prevented from entering the chimney 11 directly, by partitions 27 (FIG. 4) which oblige them to pass transversely to the manifold before escaping longitudinally. Thus, the entire lower surface of the water wall constituting the sole 4 above the collector is licked by the fumes which give up their heat almost completely.
In Fig. 6 is shown a construction variant of the boiler, suitable for steam heating.
For this purpose, the boiler comprises above the flue collectors 8, steam collectors 28 with steam outlet connections 29.
Of course, the invention is not limited to the shapes and details shown by way of example, and it would not go beyond its scope by making modifications.
CLAIMS ------------------------------
1.- Central heating boiler with forced draft, comprising in the hearth an air injection nozzle, cooled with water, in the form of a speed bump, characterized in that a longitudinal passage slot air is provided at the top of the speed bump, preferably in combination with two side air passages formed under the sides of the speed bump.