BE515545A

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Publication number: BE515545A
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Description

APPAREIL DE CHAUFFAGE A COMBUSTIBLE LIQUIDE OU GAZEUXo
La présente invention est relative à des appareils de chauffage à combustible liquide ou gazeux, tels que ces chaudières de chauffage central aussi bien que divers genres de fours, et a pour but d'améliorer l'économie de combustible de ces appareils. Suivant la présente invention, on aboutit à ce résultat en munissant la chambre de combustion d'une ou de plusieurs inser- tions disposées à la portée des flammes et consistant en boulets., serpentins, nattes ou treillis de fils métalliques ou de matériaux en rubans de grande résistance à la chaleur et à l'oxydation.

On a découvert de façon surprenante qu'on obtient une combustion plus complète et par conséquent une augmentation de l'efficacité au moyen d'insertions de ce genre, qui peuvent remplacer le revêtement céramique ordinaire de la chambre de combustion.

Des fils et rubans métalliques ont une bonne conductibilité calo- rifique et une faible chaleur spécifique. Si, par conséquent, on utilise un revêtement de ces matières dans une chambre de combustion, il atteint rapide- ment une température plus élevée que la température d'ignition du combustible .

Si, d'autre part, on utilise un revêtement de briques, il faut un temps con- sidérable avant que les surfaces des briques ne soient chauffées. Particuliè- rement, dans le cas de brûleurs à marche intermittente, il est très avantageux d'utiliser un revêtement métallique. En outre, un revêtement de ce genre exer- ce une action catalytique sur l'opération de combustion, parce qu'il se forme à la surface des fils et des rubans métalliques une couche d'oxyde ayant une action catalytique intense qui accélère par conséquent l'opération de combus- tion aux pointes de la flamme où existe d'habitude un manque d'oxygène, et ainsi l'efficacité de la chambre de combustion est accrue.

La matière des insertions doit avoir, comme mentionné, une résis- tance élevée à la chaleur et à l'oxydation. Comme exemple de matière de ce genre, qui s'est montrée très appropriée à ce but, quand on l'essaie en prati- que, on peut mentionner des alliages à base de fer-chromealuminium-silicium,

de préférence du genre contenant 5-30% de chrome, une quantité totale d'alumi- nium et de silicium de 2-9% et le restant principalement du fer. En outre, ces alliages peuvent de préférence contenir des additions spéciales qui augmen- tent la résistance à la chaleur et améliorent la résistance mécanique de la matière, par exemple des additions de cobalt, titane, tantale, zirconium, mo- lybdène, tungstène, vanadium, cérium, etc..jusqu'à une teneur maximum de 2%.

Des matières de ce genre conviennent particulièrement au but actuel parce que la couche d'oxyde ayant une action catalytique à la surface du métal à température élevée dans l'air, se renouvelle graduellement du fait que les métaux formant l'oxyde diffusent de l'intérieur de la matière. Spécialement dans le cas de combustion intermittente, la fluctuation de la température du métal provoque un écaillement plus ou moins prononcé de la couche d'oxyde.

D'autre part, cet écaillement graduel de la couche d'oxyde est utile parce que son action catalytique peut s'affaiblir par l'action d'impuretés.

La matière en fils ou en rubans peut être utilisée sous forme de boulets ou de serpentins qui sont pressés en forme de nattes, éventuellement après un recuit préalable, ces nattes ayant une forme et des dimensions qui s'adaptent à la chambre de combustion. Une épaisseur de natte d'environ 20 mm s'est montrée efficace pour empêcher les flammes en forme de pointes de péné- trer dans les nattes- et d'atteindre les parois de la chambre de combustion.

On peut augmenter la stabilité des insertions en fixant la matière métallique à des supports de matière céramique ou en la munissant d'une arma- ture forgée ou coulée.

Comme exemple de diamètre convenable de fil, on peut mentionner 1/2 à 3 mm et quand on utilise une matière en forme de rubans, il convient de choisir une épaisseur correspondante.

Dans le but d9illustrer le perfectionnement réalisé par les inser- tions conformes à l'invention, on décrit dans ce qui suit deux essais compara- tifs effectués dans la pratique.

Les essais ont été effectués sur une chaudière de chauffage central chauffée au moyen d'huile n 1 et munie d'un éjecteur consommant 13,5 litres (3 gallons) d'huile par heure. L'éjecteur a un angle de projection de 45 . Les essais ont été effectués d'une part sans insertions correspondantes à la pré- sente invention, et, d'autre part avec des insertions de ce genre. Elles con- sistent en fil d'alliage à 4% d'aluminium; 23% de chrome et le restant princi- palement du fer,
En cas de combustion continue, avec le revêtement ordinaire de briques, on obtient une efficacité de 87%, et avec des insertions conformes à l'invention , remplaçant le revêtement de briques, on obtient une efficacité de 91%.

Pour une combustion intermittente,pour des durées égales de 8 mi- nutes des périodes de combustion et d'arrêt, on obtient une efficacité de 78% sans insertions, et de 95% avec des insertions.

Ainsi donc, en cas de combustion intermittente, l'efficacité des- cend à 78% quand on n'utilise pas d'insertions, et elle augmente à 95% avec des insertions, ce qui représente une économie de combustible de 22%.

En cas de combustion intermittente, on a également effectué cer- taines mesures de la température de l'eau, et on les représente sur le dessin en annexe. La figure 4 montre une courbe de température obtenue au cours d'une combustion sans faire usage d'insertions conformes à l'invention, et la figu- re 5, au cours d'une combustion s'effectuant en utilisant ces insertions au lieu du revêtement de briques. La température A est dans les deux cas repré- sentée en fonction du temps T. T1 représente le début d'une période de combus- tion avant laquelle la température a baisséo Dans les deux cas la température continue à baisser pendant un certain temps après le temps T1, mais elle monte ensuite de façon continue.

Dans les deux cas, on mesure, à partir du temps T1,

la durée du temps t, au bout de laquelle la température atteint de nouveau la même valeur qu'au temps T1. Dans le cas correspondant à la figure 4, c' est-à-dire sans insertions, on mesure une durée 1 de six minutes et la chute a de température est de 5 C. Dans le cas de la figure 5, d'autre part, la mesure de la durée correspondante de temps! donne seulement environ 1 minuta et la chute a de la température, seulement 1 C. Par conséquent, cela montre qu'au moyen d'insertions conformes à l'invention, il se produit une "restau- ration" beaucoup plus rapide après les périodes d'arrêt que dans les cas où les insertions font défaut.

Sur les figures 1 -3 des dessins en annexe, on représente schéma- tiquement un exemple de montage d'insertions conformes à la présente invention dans une chaudière à chauffage central.

La figure 1 représente une coupe longitudinale d'une chaudière. chauffée à l'huile, connue en soi.

La figure 2 représente une vue en perspective d'une insertion conforme à la présente invention, pressée en forme de plaque.

La figure 3 représente une vue en perspective d'une autre réalisa- tion de l'insertion.

1 représente la chaudière proprement dite, 2 la chambre à eau, 3 l'entrée de l'eau et 4 la sortie de l'eau. 5 représente un brûleur à huile qui injecte de l'huile 6 dans la chambre de combustion sous un angle de pro- jection d'environ 45 . 7 représente la sortie des gaz de combustion, 8 indique le fond de la chambre de combustion, qui consiste en briques réfractaires.

Conformément à l'invention, les parois intérieures de la chambre de combustion sont revêtues de nattes 9 qui consistent en serpentins de fils métalliques à grandes résistances à la chaleur et à l'oxydation. Chaque paroi de la chambre de combustion est revêtue de deux nattes 9 de ce genre disposées l'une au-dessus de l'autre. La paroi arrière de la chambre de combustion con- siste en une natte analogue 10 fixée aux nattes 9 d'une manière appropriée quel- conque,
Dans le but de faciliter le montage des nattes, celles-ci peuvent être construites relativement minces, de manière qu'on puisse les plier suivant la forme représentée sur la figure 3, les parties latérales 11 et la partie arrière ne formant qu'une pièce.

Pour obtenir l'épaisseur nécessaire, on peut utiliser plusieurs couches de nattes de ce genre, par exemple deux couches comme on le représente sur la figure 3 où la natte extérieure est représentée par 13 et 14.

L'invention n'est pas limitée à la réalisation représentée. Ainsi, les nattes peuvent avoir une texture intérieure aussi bien qu'une forme exté- rieure différente. Elles peuvent, par exemple, se composer de treillis ou ana- logue. Il n'est pas nécessaire non plus que les insertions recouvrent ou for- ment les parois de la chambre de combustion ; peut également les disposer à une certaine distance des parois parallèlement ou perpendiculairement à la trajectoire du jet d'huile.

REVENDICATIONS.

1.- Appareil de chauffage à combustible liquide ou gazeux, par exemple chaudière à chauffage central ou four, caractérisé en ce que la cham- bre de combustion est munie d'une ou de plusieurs insertions disposées à por- tée des flammes et consistant en boulets, serpentins, nattes ou treillis de fils ou de matières métalliques sous forme de ruban,, ayant une grande résis- tance à la chaleur et à l'oxydation.

Claims

2.- Appareil de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les insertions servent de revêtement de la chambre de combustion.

3.- Appareil de chauffage suivant les revendications 1 et 2, ca- ractérisé en ce qu'on dispose la matière métallique sur des supports de matiè- re céramique ou qu'on la munit d'armatures forgées ou coulées. <Desc/Clms Page number 4>

4.- Appareil de chauffage suivant les revendications 1, 2 et 3r caractérisé en ce que la matière métallique est de nature telle qu'il se forme sur sa surface une couche d'oxyde ayant une action catalytique sur la combus- tion.

5.- Appareil de chauffage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matière métallique a une composition telle que la couche d'oxyde agissant par catalyse se renouvelle du fait que le ou les métaux formant 1' oxyde diffusent de l'intérieur de la matière.

6.- Appareil de chauffage suivant les revendications 1à 5, carac- térisé en ce que la matière métallique des insertions consiste en un alliage -à base de fer-chrome-aluminium-silicium de préférence du type contenant 5-30% de chrome, une quantité totale d'aluminium et de silicium allant de 2-9%, de préférence avec des additions qui augmentent la résistance à la chaleur et améliorent la résistance mécanique de la matière, par exemple des additions de cobalt, titane, tantale, zirconium, molybdène, tungstène, vanadium, cérium, etc... jusqu'à une teneur maximum de 2%.

7.- Insertions du genre suivant les revendications 1 à 6, destinées à des appareils de chauffage à combustibles liquides ou gazeux. en annexe 1 dessin.