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"OHAUDIERE DE- OHAUFF AGE CENTRAL ".
La présente invention est relative à une chaudière de chauffage central à eau chaude ou à vapeur à basse pression du type à tirage forcé.
Jusqu'à présent la plupart des chaudières dites "à vent soufflé" étaient de simples chaudières ordinaires, qui ont été pourvues de grilles plus serrées et sous lesquelles on souffle de l'air venant d'un ventilateur.
Un inconvénient de ces chaudières consiste dans l'irrégu- 'larité de la combustion qui est trop intense au début Biais diminue rapidement par suite de l'obstruction de la grille du foyer par les mâchefers, au point de devenir insuffisante.
La présente invention a pour but de supprimer cet incon- vénient en augmentant l'influence relative des pertes de char- ge dans la chaudière par rapport à l'influence de la perte de charge' créée par le.combustible reposant sur la grille.
On sait en effet que parmi les résistances offertes au passage de l'air primaire et des gaz de combustion, celle
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qui est offerte au passage de l'air par le c<?}ÍJ.bustible sur la grille est la plus importante puisqu'elle vaut souvent à
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elle seule autant que toutes les autres.
De glus alors que ces dernières restent toutes à peu près
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cons Lentes, la rsis tance offerte par le combustible varie en qj-elques heures avec l'âce du feu. A ::1s.are que les mâchefers s'acc#rlUleüt et que les cendres fines viennent obstruer les passages d'air, les sections de passage d'air diminuent et la r---siL3-r,unce augmente en diminuant le Gébit élu ventilateur.
La récLUction concomitante de la température des gaz ar ri- vaut dans la cheminée augmente encore cet effet, car réduction de la %ies,>ion motrice due à. la chei.'linée, et ces deux effets réducteurs de c,ébit sont lin d'être compensés par la diJ;1inutiol1 des autres résistances résultant de l'augmentation du poids spécifique des gaz produits par la diminution des températures.
Si, malgré cela, on veut maintenir le débit constant, c'est-à- cire en réalité maintenir constante l'allure de la combustion, ce qui est important pour les chaudières de chauffage cen-
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tral qui doivent ne nécessiter que peu de surveillance, il faut donner à la résistance du charbon une influence relative plus faible en augmentant celles des autres résistances, c' est- à-dire qu'il faut augmenter les autres pertes de charge. On augmentera ainsi, il est vrai, la puissance demandée au ven- tilateur, mais ceci est un inconvénient peu grave puisque dans le cas d'une chaudière de chauffage à tirage forcé le ventilateur n'exige malgré tout que de très faibles puissances.
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J 5L r;n.t l'invention, ce but est atteint en créant dans le parcours des Gaz en1:,r'::, le combustible et la cheminée des résistances su, 1:lCYt'tâl.reS, Suivant une forme de réalisation de l'inventi.on, on orée es '3Ul)j,Jl113nl; de résistance en ondulanb les parois du carneau àe fuiée, reliant la cha lbre de combustion à la cheminée.
Un dure inconvénient des chaudières de chauffage cen- tral tirage forcé connues, consiste en ce que la surfacé de chauffe est insuffisante de sorte que les produits de la
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combustion ne sont pas suffisamment refroidis lorsqu'ils s'échap- pent par la cheminée.
Pour supprimer cet inconvénient, c'est-à-dire augmenter le rendement cal orifique, on prévoit suivant l'invention d'aug- menter la surface de chauffe de la chaudière sans augmenter
1'enconbrement total et la surface de refroidissement extérieur pour un cubage donné de la chaudière. Ceci est réalisé, suivant l'invention, en disposant dans la partie supérieure de la chambre de combustion de la chaudière un groupe de tubes verticaux ou à peu près verticaux, dans lequel chaque tube. est séparé des tubes adjacents et des parois adjacentes de la chaudière par des nervures longitudinales.
Ces tubes sont réunis dans le bas par un conduit de distri- bution d'eau posé obliquement, de telle sorte que leau y a un mouvement ascendant relié à la conduite, de retour de 1'installa- tion de chauffage et à la partie superieure par un conduit col- lecteur relié à la conduite de départ de cette installation.
Grâce aux nervures prévues entre les tubes et entre ceux-ci et les parois adjacentes de la chaudière, il se forme,, entre, les tubes, des conduits pa r lesquels montent les produits de la combustion. Ces derniers sont ainsi dirigés depuis leur entrée dans le groupe de tubes jusqu'à leur sortie dans une chambre collectrice située à la partie supérieure de celui-ci, et la surface d'échange thermique entre l'eau à chauffer et les gaz est considérablement accrue par rapport à celle des chaudières de chauffage central à tirage forcé connues.
En outre, les gaz subis- sent une perte de charge par suite du ,frottement résultant du contact avec les tubes. Suivent une formé de réalisation parti- culière de la chaudière suivant l'invention, pour augmenter la surface d'échange thermique là où il passe normalement le plus de gaz et distribuer plus uniformément les gaz dans les conduits entre les tubes d'eau, on donne aux tubes d'eau ou à leurs nervures lon- gitudinales ou à la fois aux tubes et aux nervures une longueur croissante ...
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>LL5Li". ::.1 ,-,11',:, --utGr(, de 1'6alisu.cj.on avantageuse, les tubes c'cuu omt mie section trEulsv,3r"ale elliptique, qui offre une plus ,:1>aiô ; surface d'échange q;;.e dss tuiles cylindriques , pour un même 8 *' c'=. -).L'CI 18J.lt.
Il est d'ailleurs à remarquer que la présence des tubes d'eau dans
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la partie àsi,j;5riEure de la chambre de combustion présente encorel'a- vantage de réduire les dimensions relatives de cette dernière pour une hauteur de chaudière donnée.
Or, dans les chaudières de chauffage central à tirage forcé con- nues, la chambre de combustion occupe à peu près toute la hauteur de la chaudière comprise entre la grille et la partie supérieure de la chaudière, ce qui était nécessaire dans le cas du tirage na- turel, pour permettre le développement de la flamme, qui est rela-
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ti V0',lOnt "l',--,!ld dans co cas. L'adjonction d'un ventilateur à ces chaudières, a. pour effet de raccourcir les flam es de sorte qu'il n'est plus nécessaire quela
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cllE:Cilbi'8 de combustion soit relative'lent aussi grande.
Il y a donc intérêt é. occuper la partie disponible de la hauteur de la chaudière par des écrans d'eau et nct=;,unent par dr s tubes d'eau, de manière à uug'jenter la surface d'échange therraiqua pour un encombrement donné.
Suivant une autre particularité de l'invention, pour augmenter
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encore la surface d'échange therz!liqLue avec l'eau à chauffer, le carneau de 1ü'e:e dont il est question plus haut e:t entouré d'un 00r:C:.'cl.:,t d'eau en CO:!L'¯utilOL:-vlOxl avec la circulation cl'(:,au de 1 f :1-.> le. Gall tio:n -le c,na-*1';<'t-je.
Il est d'ailleurs ... remarquer que =,ar suite Ci.C.-'i tOndulé;lOx1 des parois c'u Cal'llC>é}U de fumée, il se produit dans le courant de fumée .es remous rm-i OLt !'oar 8:r Let d'attaquer pz>oioiià-l,1;::1 la couche à,e ïluide ce;1?tS,±v:jeai;.l; qui adhère 2l la face intérieure de la paroi (-u jumeau et qui consti tue un obswmcle 11 cai-Lre ther'lique à travers cette paroi.
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:,:;n:;:'iL, suivant une autre particularité de l'invention, l'ob- turateur mobile qui f'errile et ouvre la partie inférieure du Q
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magasin de combustible est agencé de façon qu'en cas d'avaries à l'obturateur ou à ses pièces de commande on puisse les ré- parer sans qu'on doive démonter la chaudière et sans même arrêter le fonctionnement de celle-ci.
A cette fin, 1(obturateur est constitué par des plaques coulissant dans des guides et présentent chacune venue de fonderie avec elle$, une crémaillère dans laquelle engrène un pignon. Les pignons de toutes/Les crémaillères sont montées sur un arbre carré traversant la chaudière parallèlement aux parois latérales de celle-ci et sont maintenus en place sur cet arbre par des manchons cylindriques entourant ledit arbre avec jeu de part et d'autre de chaque pignon, les dits manchons ayant un diamètre inférieur à celui des pignons.
L'extrémité avant de l'arbre carré porte une pognée de manoeuvre permettant de le faire tourner, tandis que son extrémité arrière porte, extérieurement à la chaudière, une pièce de retenue amovible destinée à empêcher son déplacement longitudinal.
Il suffit donc d'enlever cette pièce pour pouvoir tirer l'arbre vers l'avant de la chaudière et fairetomber les man- chons et les pignons dans le flyer de celle-ci. Cette dis- position est d'ailleurs applicable au cas où la chaudière est constituée de plusieurs éléments.
D'autres détails et particularités de l'invention appa- raîtront au cours de la description des dessins ci-annexés, qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'une chaudière à eau chaude suivant l'invention, la paroi avant ayant été enlevée pour qu'on puisse voir l'intérieur de la chaudière.
La figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la chaudière représentée à la figure 1, lorsque la paroi avant est en place. ,
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La figure j est une vue eLl perspective à plus grande échelle d'une partie de la chaudière, nontrant le dispositif de comman- de de l'obturateur du magasin de combustible.
La chaudière 1 représentée aux figures 1 et S'est une chaudière à éléments. Four la facilité, seulement deux de ces éléments, désignés par la et 1b, ont été représentés.
Les différents éléments sont réunis de la manière connue
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en soi , par des bagues biconicrues 2 et 3. Le foyer est du type sole 4 et grille 5 peu inclinées et à re froidissement
418. 242 d'eau qui fait l'objet du broevetdu demandeur.
Le foyer est alimenté en combustible solide par un ma-
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¯asin 3 ferné dans le bas par un obtura-beur 7 qui sera décrit plus loin et qui permet de régler l'épaisseur de la couche
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de Cu Abustible sur les soles 4 e t les grilles S.
L'air est envoyé dans le caisson 8 par un ventilateur, noil
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représenté, et dans le caisson . ' W.x' iLIlc', dérivation du ven- tilateru L'air entrant dans 1e caisson 3 pénètre dans la chambre
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de'combustion du foyer par \l.Th passage S, suivant la flèche Ê. s'y réchauffe et L'air qui jaillit dans le caisson 8/mote par le passage
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1C a.t dbouch8, d'une part, en 11 dans la cl:a.?bre de combus- tion F5 1 , 1< ' 1:v.t :; paru, continue il . :<>:y.*.l e r par le .-as.::: a;e 10 - 0 LL:'C L:3C,'O.¯Ci: t' ei:
1::.. dans le carneau 16 r (::"Vé1.CU8. -cÍ011 des gaz <z G01;lbuf:3-ClOll.
J."' 1,'--1' d.u.jOL.Ot.-aut Il ii en 1 Li-1-b C.UiIC co,.,,, de l'air b80"Li.Ùa.1.I'(] 1,':)\.J' :.c:rfL.l:L'E:; 18. co bustion des gaz.
O'J1' - j<=::. eture le fonctionne-Lent du foyer par tirage na- turel, il est prévu une ouverture non représentée ménagée dans l'une des parois, avant ou arrière, du foyer à un niveau infé- rieur à celui des grilles 5.
Cette ouverture est pourvue d'un dispositif d'obturation, de préférence automatique (non représenté) de manière qu'elle puisse se fermer quand de l'air sous pression est envoyé
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dans le cendrier par le ventilateur.
En outre, pour permettre d'établir ou de faire cesser la communication entra le caisson 8 et le cendrier 14, il est prévu dans la paroi latérale 15 de ce dernier, des ouvertures 16 devant lesquelles on peut déplacer un registre à main 17 dans lequel sont ménagées des ouvertures 18., qui peuvent être amenées en regard des ouvertures 16 ou entre celles-ci.
Le parcours de l'eau dans la chaudière est le suivant : l'eau de retour de l'installation de chauffage entre dans la dans chaque élément. chaudière en 2 et se répartit/en trois veines suivant les flèches X, Y , Z. La première de ces veines est la plus im- portante et alimente une conduite inclinée de distribution d'eau 19 en montant par un passage vertical 20. A cetttecon- duite 19, qui est disposée au-dessus du foyer, sont raccordés des tubes à eau verticaux 21, dont la partie supérieure est rat- tachée à un conduit collecteur d'eau 22 aboutissant à la con- duite 3 de départ vers l'installation de chauffage.
Par suite de l'inclinaison de la'conduite 19, la longueur des tubes va en croissant à mesure qu'on se rapproche
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t!7\ abwezave. de,- &,,ze2-e, r2"-a 4;r7-
Suivant une particularité de l'invention, chacun des tubes d'eau 21 est séparé des tubes adjacents et des parois adjacentes de la chaudière par des nervures longitudinales 21a (voir figures 1 et 2) de façon à ménager entre les tubes des conduits qui compartimentent les gaz de combustion du foyer,
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'G G/l2G0.. 2 .C r2' i jÎQ qui se dirigent vers et leur font subir une perte de charge par frottement.
Comme cela se trouve représente à la figure 2, les parois de la chaudière sont avantageusement tapissées de tubes d'eau ayant de préférence une section et reliés à la circulation d'esu transversale de la forme générale d'une demi-ellipse/'De plus, suivant une autre particularité de l'invention, les nervures susdites ont une longueur croissante à mesure que les tubes
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j/A *àùoeeP+ J'" <&oeBéPa se trouvent plus prèS;V/.
Dorm# l'aspiration est
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la plus forte dans le conduit de gaz qui est le plus voisin de la cheginée on augmente aussi la surface ('échange calori- ;l'igue à l'endroit où il passe le plus de gaz En outre, grâce au fait que cette augmentation de surface se fait trans- versalen, dans la chaudière en direction de la cheniée, il se produit un accroissement de résistance au passade des gaz dans les conduites do gaz suivant cette direction et les gaz tendent à se distribuer uniformément entre les tubes d'eau.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'inven- tion, les tubes a'eau ont une section transversale elliptique.
Cette forme de tubes a l'avantage d'assurer une plus grande surface d'échange thermique ajour une section donnée que les tubes cylindriques.
Bien entendu, à 1a partie supérieure des tubes, leur section transversale s'étrécit de '.'lanière à ménager un conduit collecteur pour les gaz, qui est relié au carneau d'évacuation 13
La veine d'eau quittant la conduite2 suivant la :flèche Y, @limente la grille 5 de chaque élément de chaudière, la sole 4,
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(. j,iss? L)# l'intérieur #e$ /1)l,'C8$ de suidase 23 tour le J, dans le conduit 26 36 combustible et r.'-'ionte/le lon de la paroi/ de la ohaudière,TOO!Q6K 5\ 3M'3a,)MBasMs)oajexx!Sxxaeeçcpour aboutir dans la condui- te 3 de départ de l'installation de chauffage.
Une artie de l'eau qui traverse les pièces de guidage 23 @onte par un conduit 24 relié à ces pièces et aboutit dans le conduit 22
Cette eau a pour but de refroidir une des parois du magasin 6 de combustible ainsi que les pattes d'appui de l'ob- surateur7 du magasin.
De son côté la veine d'eau dirigée suivant la flèche Z alimente une chambre 25 disposée le long de la paroi de la chaudière et à travers laquelle passe le carneau 13 d'évacua- tion des gaz, la partie supérieure de ladite chambre étant
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reliée au conduit 22
Suivant une caractéristique de l'invention, les parois du carneau 13 sont ondulées, d'une part, pour augmenter la sur- face d'échange thermique entre l'eau qui entoure le carneau et les gaz qui traversent celui-ci, et d'autre part, pour augmenter la perte de charge que subissent les gaz en tra- versant le carneau ,
afin de diminuer la dépression dans la cheminée et créer des remous dans le courant de gaz de façon que ceux-ci attaquent profondément la couche isolante de gaz qui adhère à la paroi intérieure du carneau et contrarie l'échange thermique à travers cette paroi avec l'eau qui en- , toure le carneau.
Comme cela est mentionné plus haut, le réglage de la couche de combustible est assurée par l'obturateur 7 (figure 3) qui est prévu à la partie inférieure du magasin de 'combustible.
Cet obturateur comprend deux plaques constituant l'obturateur ou registre proprement dit et qui reposent, d'une part, sur des pattes 28 d'une nervure 29 et, d'autre part, sur des pattes correspondantes en saillie sur les parois avant et arrière de la chaudière. Quand la chaudière est formée de deux éléments comme c'est le'cas aux figures, la plaque de l'obturateur si- tuée à l'arrière-du premier élément sert de plaque avant au deuxième élément, il n'y aura donc que trois plaques pour les deux éléments. Il y en aura quatre pour trois éléments et ainsi de suite. Chacune de ces plaques 7 porte une crémaillère
7a venue de fonderie avec elle et dans chaque crémaillère.7a engrène un pignon 30 monté sur un arbre carré 31 traversant toute la chaudière d'avant en arrière.
Cet arbre est calé dans le sens -longitudinal , à l'extérieur de la chaudière, par exem- ple au moyen de goujons 34, et son extrémité avant porte une poignée de manoeuvre #5 Dans le cas d'une chaudière à deux Éléments il porte trois pignons 30.(deux seulement ontre présentes). pour empêcher le déplacement de ceux-ci le long de
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l'arbre carré, des manchons cylindriques 32 sont glissés sur lui de part et d'autre de chaque pignon 30, lesdits manchons s'étendant d'un pignon à l'autre.
Toutefois, les manchons 32 compris entre les pignons 30 disposés le plus près des parois avant et arrière de la chau- dière et ces parois ont une longueur égale à la distance entre ces pignons et la paroi correspondante de la chaudière.
Lorsqu'on veut retirer l'un ou l'autre pignon 30, il suffit d'enlever les goujons 34 de l'arbre 31 et de tirer celui-ci vers l'avant de la chaudière au moyen de la poignée 35. Tous les pignons 30 et les manchons 32 tomberont sur les soles 4 ou les grilles 5 et pourront être facilement enlevées par la porte, tandis que dans les chaudières connues en cas d'avaries aux piè- ces de commande des obturateurs on est obligé de démonter la chaudière en partie pour réparer ces pièces.
Cette forme d'obturateur est donc surtout intéressante dans le cas où la chaudière comprend de nombreux éléments, et permet de réparer les pignons de comaande et les plaques d'obtu- ration sans aucun démontage de la chaudière et même sans étein- dre le feu, les plaques de l'obturateur pouvant être enlevées par une porte de chargement prévue dans la paroi avant ou arrière du magasin de combustible.
Suivant une forme de réalisation intéressante de la chaudiè- re suivant l'invention, deux éléments de chaudière tels que la ou deux séries de deux ou d'un plus grand hombre de ces éléments sont juxtaposés symétriquement par rapport au plan de la paroi extérieure 36 de leur réservoir à combustible, cette paroi étant enlevée dans chacun des éléments de façon à obtenir un plus grand réservoir à combustible.
Cette forme de réalisation, qui est destinée surtout au chauffage de grands bâtiments, présente l'avantage de permettre
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/ÎQ l'utilisation d'une seule àeyt" de la chaudière si on le désire, par exemple, au printemps et en automne.
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Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limi- tée à la forme d'exécution représentée et que bien des modifi- cations peuvent être apportées dans la forme, le nombre, la disposition et la constitution des éléments intervenant dans sa réalisation sans sortir de la portée du présent brevet.
REVENDICATIONS.
1. Chaudière de chauffage central à eau chaudeou à vapeur à basse pression, en particulier du type à tirage forcé, c a - r a cté r i s ée en ce qu'entre la chambre de combustion d'un foyer et la cheminée, sont créées des résistances supplémentai- res telles que l'influence relative de la résistance au passa- ge de l'air offerte par le combustible soit réduite par rapport aux autres pertes de charge.