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"Chaudière"
La présente invention concerae une chaudière comportant une chemise d'eau annulaire entourant le foyer et un raccord d'évacuation de gaz de combustion latéral, un intor- valle de tirage ou d'évacuation de gaz étant, en outre, ménage entre ladite chemise d'eau et une chemise d'eau extérieure en- tourant celle-ci, une ouverture de passage diamétralement oppo- sée au raccord d'évacuation des gaz reliant le foyer à l'inter- valle do tirage.
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Dans les chaudières connues de ce genre, la fac- teur de transfert de chaleur k caractérisant le transfert de chaleur entre l'intervalle de tirage annulaire et, 4'un. part, la chemise intérieure et, d'autre part, la chemise extérieure, décroît rapidement entre l'ouverture do passage et le raccord de sortie des gaz, du fait que la température de ces derniers s'abaisse rapidement par suite de la chaleur qu'ils abandonnent de part et d'autre.
En conséquence, les parois du canal do ti- rage voisines du raccord de sortie des gaz participent beaucoup moins au transfert de chaleur que celles de la région de l'ou- verture de passage, ce qui a pour conséquence une circulation irrégulière de l'eau dans les duux chemisas annulaires, le long du pourtour de la chaudière.
La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient et notamment de réaliser une chaudière dans la- quelle le coefficient de transfert de chaleur k reste approxi- mativement constant tout le long de la voie d'écoulement des gaz de combustion à travers l'intervalle de tirage annulaire, ce qui permet d'obtenir une circulation régulière de l'eau dans l'installation de la chaudière et, partant, une utilisa- tion optimale de la chaleur*
La chaudière de l'invention est caractérisée en ce que la chemise d'eau intérieure est montée exoentriquement par rapport à la chemise d'eau extérieure, ce qui tait que la section libre de l'intervalle de tirage va décroissant de l'ou- verture de passage au raccord de sortie des gaz*
D'autres caractéristiques de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre,
en référence aux dessins annexés, dans lesquels : : la figure 1 est une coupe longitudinale d'une chaudière conforme à l'invention et la figure 2 est une coupe suivant la ligne II- II de la figure 1.
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La figure 1 est une coupe longitudinale d'une chaudière utilisant des combustibles liquidée et/ou solide., du type de celles utilisées pour le chauffage et la production d'eau chaude dune les immeubles d'habitation.
La chaudière comprend un habillage extérieur 1 dans lequel sont disposés, à la partie supérieure, un réservoir d'eau 2 et,à la partie inférieure, un foyer 3. Le foyer 3 est entouré d'une chemise d'eau annulaire 4 se terminant en dôme au-dessus du foyer, et qui se compose d'une paroi intérieure 5 et d'une paroi extérieure 6. Entre ces deux parois circule un courant d'eau servant de milieu d'échange de chaleur entre le foyer et le réservoir d'eau chaude 2. La chemise 4 est entou- rée, à distance, d'une chemise extérieure annulaire 7 comprenant une paroi intérieure 8 et une paroi extérieure 9, et qui est également raccordée au circuit de circulation d'eau de la chau- dière.
Entre la paroi extérieure 9, qui comporte une partie au- péri euro horizontale 9' séparant la chemise 7 du réservoir d'eau chaude 2, et l'habillage extérieur 1, est interposée une isolation thermique 10. Entre la paroi extérieure 6 de la che- mise 4 et la paroi intérieure 8 de la chemise extérieure 7 est ménagé un intorvalle annulaire 11, formant une aorte de cloche ' au-dessus do la chemise 4, qui sert à l'évacuation des gaz brû- lés et qui est relié au foyer d'une maniera qui aéra décrite plus en détail par la suite.
Au sommet du foyer 3. est raccordé un conduit 12 par lequel l'air de combustion est insufflé au moyen d'un ven- tilateur 12a monté à la partie supérieure de la chaudière et que traverse un conduit de carburant 13 à l'extrémité inférieu- re duquel est fixé un brûleur 14.
La conduit 12 est entouré concentriquement par une chambru d'eau 15 qui est reliée à sa partie inférieure à la chemisa d'eau 4 et qui est entourée par le réservoir d'eau 2, dont elle est emparée par une cloison tubulaire 16. Le réser-
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voir d'eau chaude 2 comporte, à sa partie supérieure,un raccord de sortie 17 et un raccord d'arrivée 18, ainsi qu'une ouverture latérale de nettoyage 19 fermée par un couvercle.
A travers le réservoir d'eau chaude 2 n'étendent uncertain nombre de tubes d'échange de chaleur verticaux 20,qui sont raccordée a leur base à la chemise extérieure 7 et au sommet à une chambre d'eau 21 laquelle communique avec la chambre d'eau annulaire 15 et est séparée du réservoir 2 par une cloison 22.
Le circuit de circulation de l'eau de la chaudiè- re comprend, par conséquent, la chemise d'eau intérieure 4, la chemise extérieure 7, la chambre annulaire 15,la chambra d'eau supérieure 21 et les tubes d'échange 20. L'eau arrive dans la chaudière par un raccord de reoiroulation 23 d'un réseau de chauffage non représenté et en sort par un raccord 24 relié à ce même réseau* Un raccord 25 relie le circuit ci-dessus à un ballon de dilatation, non représenté,
La chemise d'eau 4 comporte une ouverture allon- gée, en forme de segment 26, qui est diamétralement opposée à un raccord d'évacuation de gaz 27 relié latéralement à l'espace annulaire 11, et qui fait communiquer le foyer 3 avec ce der- nier,
Aux deux grands cotés de l'ouverture de passage 26 s'ében- dent radialement vers l'extérieur des éléments de paroi 28 qui, à ces endroits, ferment l'intervalle entre les chemises d'eau 4 et 7, de sorte que les gaz brûlés sortant du foyer 3 par l'ou- verture 26 sont obligés de passer au-dessus d'eux pour gagner l'intervalle d'évacuation ou de tirage annulaire 11,
A la partie inférieure du foyer 3 se trouve une grille 29 destinée à supporter un combustible solide, une gatne,' non représentée, pouvant être prévue pour amener l'air du ven- tilateur dans le foyer 3 à travers la grille 29.
Sur le cote de la chaudière, on a prévu, près de l'ouverturee passage 26, une porte de chargement 30 et une porte d'évacustion de cendres 31, cette dernière donnant accès à un cendrier 32 disposé sous la grille 29.
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En se référant à la figure 2, on voit que la chemise d'eau annulaire intérieure 4 est disposée excentrique- ment par rapport à la chemise annulaire 7 qui l'entoure, la sec- tion do l'intervalle entre ces deux chemises décroissant conti- nuellement à partir del'ouverture 26 vers le raccord d'éva- cuation de gaz 27.
Par ce moyen, la vitesse d'écoulement des gaz de combustion traversant l'ouverture 26 pour se rendre au raccord de sortie à travers l'intervalle de tirage 11 décroît continuellement, ce qui permet de compenser, dans une large mesure, l'effet de la diminution du coefficient de transfert do chaleur k qui résulte du refroidissement rapide des gaz de combustion dû au transfert bilatéral de chaleur vars les che- mises d'eau 4 ot 7. On sait qu'une accélération de la vitesse d'écoulement des gaz de combustion dans l'intervalle d'évacua- tion 11 est li ée à une augmentation de la turbulence de l'écou- lement et qu'une augmentation de la turbulence se traduit par un coefficient de transfert de chaleur! plus élevé*
Ainsi,
l'échange de chaleur entre les gaz de combustion et les deux chemises d'eau 4 et 7 s'effectue, le long du pourtour do l'intervalle de tirage annulaire 11 avec un coefficient de transfert k sensiblement uniforme. Il en ré- sulte une absorption de chaleur périphérique uniforme de ces deux chemises dont découle une circulation d'eau très réguliè- re, suivant la direction des flèches de la figure 1, dans toute l'installation de la chaudière, par rapport au pourtour de la chaudière , ce qui as traduit par uneutilisation opti- male de la chaleur.
A la différence de l'exemple représenté, la chaudière pourrait également être conçue pour ne brûler que ,des combustibles liquides ou solides. On pourrait également remplacer les éléments de paroi 28 ou leur adjoindre des chi- canes de forme quelconque, arrêtant partiellement la circula- : tion des gaz chauds, disposées entre la chemise 4 et la chemi- se extérieure 7.
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En variante, la chemise d'eau .pourrait être dis- posée excentriquement à la chemise extérieure,sans variation continue de la section de l'intervalle d'évstuation annulaire.
D'autre part, des inégalités locales judicieuses de la section, liées, par exemple, à des chicanes quelconques disposées dans l'intervalle de tirage, pourraient être utilisées dans de nom- breusea variantes de réalisation de l'intervalle d'évacuation des gaz chauds à section décroissante en direction duracord de sortie.
En conséquence, de nombreuses modifications peu vent être apportées à l'exemple de réalisation représenté et décrit sans sortir pour autant du cadre de l'invention.