CA1141607A - Chaudiere, notamment pour installation de chauffage - Google Patents
Chaudiere, notamment pour installation de chauffageInfo
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- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0041—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having parts touching each other or tubes assembled in panel form
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
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Abstract
: Il s'agit d'une chaudière selon l'invention qui se caractérise essentiellement en ce que le corps de chauffe est constitué par une capacité supérieure quadrangulaire avec un départ et vers une installation de chauffage, par une capacité inférieure quadrangulaire avec un retour destiné à être connecté à l'installation, et par des éléments tubulaires verticaux et rectiligne, adaptés à relier lesdites capacités et à les mettre en communication. Application : installations de chauffage central.
Description
~ ~ - ~
6~7 La présente invention se rapporte d'une manière générale au~ chaudières de3tinées aux in~tallation~ de chauffage central, et elle concerne plus particulièrement le~ chaudièxes am~nagée~
pour être alimentées en combu~tible solide ou liquide.
Ainsi qu'on le sait, de telles chaudière~ comportent, dans un foyerl un corp~ de chauffe avec une arrivée et un départ de fluide de6tinés à être raccordés à une in~tallation de chauffa-ge, ce corps de chauffe étant exposé au~ effets résultant de la combustion d'un combustible solide ou liquideO
lQ Dan~ certaine~ chaudières1 et cle~t notamment le cas dan~
celle décrite dan~ la demande allemande publiée 90U~ le N 1~212.267 le 10 Mars 1966, le corps de chauffe comprend de~
éléments tubulaires verticau~ formant troi~ cou~onne~ concentri-que~, le~dits éléments tubulaire~ débouchant par leur~ extrémi-té~ respectives dans un collecteur supérieur et inférieurO
~ an3 d'autre~ chaudières et c'e~t notamment le cas de cel-le décrite et représentée dans le brevet allemand délivré ~ou~
le N 217.858 le 23 Juillet 1908, le corps de chauffe est cons-titué d'un faisceau d'éléments tubulaire~ verticaux, et d'un faisceau inférieu.r d'éléments tubulaires horizontaux~ dans les-quels peut circuler un flu~deO
Le~ élé~ents tubulaires VeYtiCaU~ sont jointifs, et en communication avec des collecteurs respectivement inférieur e~
supérieur, et ledit corps de chauffe ainsi constitué ~ormant les paroi~ du foyerO
Enfin, dan~ d'autres chaudières, et c'e~t notamment le ca~ de celle décrite dan~ la demande de certificat d'additio~
enregi~trae le 13 Avril 1976 et publiée ~ous le N 2~348.448 le corpQ de chauf~e forme une cage comprenant une première ceinture formant collecteur ~upérieur~ et une seconde ceinture formant collecteur inférieur, réunies et en communication au moyen d'un fai~ceau d~éléments tubulaires verticaux, parallèle~, et espacé~ leq uns des autresO
~ e fai~ceau d'éléments tubulaires verticaux est, dan~ cet-te réalisation, noyé danq sa totalité dans un matériau réfrac-taire~
~ a présente invention vi~e une chaudière compor-tant un corp~ de chauffe du genre ci-de~3us, ayant donc un collecteur supérieur et un collecteur inférieur réuni~ et en communication 10` au moyen d'élément~ tubulaires verticaux.
Dans la demande allemande précitée N 1.212.267, le corps de chauffe comprend une multiplicité d'élément~ tubulaireq ;
il résulte d'un tel ensemble une réalisation relativement com-plexe et onéreuse. En outre les éléments tubulaires peuvent être ~oumls à deR contraintes excessive~ lor3 du fonctionnement9 ce~ contraintes étant provoquées par une dilatation non unifor-me, étant entendu que d'une part7 le~ éléments tubulaires join-tifs forment une paroi dont la face soumise aux effets de la ~ource de chaleur est plu~ sollicitée que l'autre face, et que, d'autre part, la source de chaleur agit de manière différente sur le~ élé~ents tubulaire~ ~elon que ceux-ci s'en trouvent plu~ ou moin~ éloigné~0 Dan3 le brevet allemand précité N 217.858, bien que le corps de chauffe ne comporte qu'une rangée d'éléments verticaux aptes à mettre en communication une chambre à eau supérieure et une chambre à eau inférieure, ces élément~ verticaux étant jointifs, on retrouve globalement le3 memes inconvénientq que ceux mentionné~ ci-de~ueO
Dans la den~nde de certificat d'addition N 2.348.448 le 3~ corps de chauffe est ~ensiblement différent des deux réaliqa_ .6~7 .
tionq précédentes, en ce ~enc que les ceintures respectivement supérieure et inférieure formant collecteurs, sont réunies et mises en communication au moyen dléléments tubulaires verticau~
et e~pacés, noyés dan~ un matériau réfractaire. Dan3 une telle réalisation des progrès sensibles ont été observés comparative-ment à la technique antérieure dans le domaine des chaudières de~tinées aux installations de chau~fage central, et fonction~
nant à volonté avec un combustible solide ou liquide.
~outefois llexpérience a montré qu'il pouvait ~e produire, dans le temps des détériorations du foyer, et plus particulière-ment du matériau réfractaireO
On sait en effet, que la combustion, en particulier d'un combustible solide ne donne pas, à l'intérieur du foyer, un degré de température égal en tous points, de sorte que le maté-riau ré~ractaire, et aussi le corps de chauffe, sont ~oumis à
des contraintes excessive~ qui, à la longue, peuvent conduire à
des détériorations nuisant au bon rendement de la chaudièreO
On a remarqué en particulier que la dilatation du corps de -~chauffe, notamment des éléments tubulaires verticaux~ pouvaient exercer sur le matériau réfractaire des effets né~astes ; on a aussi remarqué que la circulation du fluide à l'intérieur du corps de chauffe présentait des lacunes du fait que selon l'em-placemen+, des éléments tubulaires par rapport au foyer la tem-pérature n'était pa~ uniforme dans tou~ les éléments tubulaire~
en causeO
La présente inventio~ a pour objet principal des aménage-ments du corps ~e chau~e, permettant de supprimer les inconvé-nients mentionnés ci-dessu~, et de conférer à une chaudière ainRi équipée de~ caractéri3tique~ de robu~te~se et de rende-ment thermique remarquablesO
Conformement à l'objet precite, la presente invention,telle que revendiquee dans sa forme generale, est une chaudiere utilisant indifferemmen-t un combustible solide ou liquide, pour une installation de chauffage central, ladite chaudière comprenant une chambre de combustion, des rnoyens pour alimenter celle-ci, au choix, avec un combustible solide ou liquide et avec un comburant, un echangeur de chaleur destine à être connecte à
un circuit de Eluide de chauffage, ledit echangeur de chaleur comprenan-t une capacite superieure et lnferieure, et une plu-ralite d'elements tubulaires rectilignes parallèles, egalementespaces, reliant lesdites capaci.tespour la circulation du fluide de chauffage entre elles, lesdits elements tubulaires étant disposes suivant les co-tes lateraux interieurs de ladite cham-bre de combustion, en etant noyes dans un materiau refractaire suivant la majeure partie de leur longueur à partir de l'extre-mite inferieure vers le haut, ledit materiau refractaire etant prevu pour contact direct avec un combustible solide pour per-mettre une efficacite maximale, tandis que des espaces inter-sticiels sont ménages entre lesdits elements tubulaires et le materiau refractaire en entourant ceux-ci pour permettre une dilatation libre des elements tubulaires, les parties superi-eures desdits elements tubulaires etant positionnees pour etre en contact direct avec les gaz de combustion produits dans la chambre de combustion pour permettre une efficacite maximale de transfert de chaleur en fonctionnement avec un combustible liquide.
Selon une caracteristique preferentielle, les capa-cites superieure et inferieure sont de configuration generale parallelépipedique, ladite capacite superieure formant la paroi superieure de la chambre de combustion, et ladite capacite inferieure etant sous-jacente à la paroi. inferieure du materiau refractaire.
Preferablement aussi, les espaces intersticiels me-nages entre les elements tubulaires et le materiau refractaire sont formes par elimination d'un revêtement de protection, applique auxdits elements tubulaires avant le moulage du materiau refractaire, lorsque ladite chaudière est mise en marche. Il est aussi suggeré de prevoir un carneau en commu-nication avec la chambre de combustion, carneau supporte par la capacite superieure et presentant, de preference, une paroi de cote ouverte faisant face à une ouverture de chargement menagee en façade de la chaudière, ce carneau ayant un bord inferieur definissant un passage calibre avec les parois de cote du materiau refractaire pour le controle dè l'evacuation des fumees.
Une chaudière, selon la presente invention, confère à la chambre de combustion, ou foyer, des caracteristiques mecaniques et thermiques remarquables.
En effet, la materiau reractaire agissant comme echangeur de chaleur permet d'avoir - en fonctionnement de la chaudière - des parois de foyer ou chambre de combustion dont le degre de temperature peut etre compris entre 500 et 800 degres centigrades alors que les elements tubulaires sont sensiblement a un meme degre de temperature que le fluide circulant dans l'installation, en sorte que le corps de chauffe n'est pas soumis à des contraintes excessives.
- De plus, la surface du materiau refractaire etant soumise à une forte chaleur, ainsi qu'il vient d'etre dit, offre l'avantage de former une surface auto-nettoyante empe-chant ainsi l'encrassement du foyer.
On remarquera que le materiau refractaire n'occupe pas la totalite de la hauteur des eléments tubulaires, la raison en etant ~u'a ce niveau les gaz de combustion ne sont pas ~ .
4l~d~ . .
:susceptiblesde provoquer un encrassement desdits élements tubulaires; de plus, cette disposition permet d'obtenir, ~
l'intérieur du foyer, une:egalité de puissance calorifique quels que soient les combustibles utilisés.
~' ' ' `
': ' ' ' . ~
.' ' ~ ~ ' ''~
', ' '. ' ;07 Une chaudière ainsi réaliaée présente une construction particulièrement robuste ; son fonctionnement est ~ûr et le combustible utilisé peut être avantageusement du bois de chauf-fage, mais pourrait etre aussi un combustible liquideO
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront d'ailleur~ de la description qui va ~uivre donnée à
titre d'exemple en référence aux planches de de~sins annexées dans lesquelles :
la figure 1 e~t une vue en perspective 3chématique d'une chaudière selon l'invention pour une installation de chauffage;
la figure 2 e~t une coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
la figure 3 est une coupe tran3ver~ale 3uivant la ligne III-III de la figure 1 ;
la figure 4 illustre en perspective le corps de chauffe 9 la figure 5 est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne V-V de la ~igure 4, cette vue montrant plu~
particulièrement la section décroiqsante des passages ménagés entre éléments tubulaires et cuve ~upérieure ~
6~7 La présente invention se rapporte d'une manière générale au~ chaudières de3tinées aux in~tallation~ de chauffage central, et elle concerne plus particulièrement le~ chaudièxes am~nagée~
pour être alimentées en combu~tible solide ou liquide.
Ainsi qu'on le sait, de telles chaudière~ comportent, dans un foyerl un corp~ de chauffe avec une arrivée et un départ de fluide de6tinés à être raccordés à une in~tallation de chauffa-ge, ce corps de chauffe étant exposé au~ effets résultant de la combustion d'un combustible solide ou liquideO
lQ Dan~ certaine~ chaudières1 et cle~t notamment le cas dan~
celle décrite dan~ la demande allemande publiée 90U~ le N 1~212.267 le 10 Mars 1966, le corps de chauffe comprend de~
éléments tubulaires verticau~ formant troi~ cou~onne~ concentri-que~, le~dits éléments tubulaire~ débouchant par leur~ extrémi-té~ respectives dans un collecteur supérieur et inférieurO
~ an3 d'autre~ chaudières et c'e~t notamment le cas de cel-le décrite et représentée dans le brevet allemand délivré ~ou~
le N 217.858 le 23 Juillet 1908, le corps de chauffe est cons-titué d'un faisceau d'éléments tubulaire~ verticaux, et d'un faisceau inférieu.r d'éléments tubulaires horizontaux~ dans les-quels peut circuler un flu~deO
Le~ élé~ents tubulaires VeYtiCaU~ sont jointifs, et en communication avec des collecteurs respectivement inférieur e~
supérieur, et ledit corps de chauffe ainsi constitué ~ormant les paroi~ du foyerO
Enfin, dan~ d'autres chaudières, et c'e~t notamment le ca~ de celle décrite dan~ la demande de certificat d'additio~
enregi~trae le 13 Avril 1976 et publiée ~ous le N 2~348.448 le corpQ de chauf~e forme une cage comprenant une première ceinture formant collecteur ~upérieur~ et une seconde ceinture formant collecteur inférieur, réunies et en communication au moyen d'un fai~ceau d~éléments tubulaires verticaux, parallèle~, et espacé~ leq uns des autresO
~ e fai~ceau d'éléments tubulaires verticaux est, dan~ cet-te réalisation, noyé danq sa totalité dans un matériau réfrac-taire~
~ a présente invention vi~e une chaudière compor-tant un corp~ de chauffe du genre ci-de~3us, ayant donc un collecteur supérieur et un collecteur inférieur réuni~ et en communication 10` au moyen d'élément~ tubulaires verticaux.
Dans la demande allemande précitée N 1.212.267, le corps de chauffe comprend une multiplicité d'élément~ tubulaireq ;
il résulte d'un tel ensemble une réalisation relativement com-plexe et onéreuse. En outre les éléments tubulaires peuvent être ~oumls à deR contraintes excessive~ lor3 du fonctionnement9 ce~ contraintes étant provoquées par une dilatation non unifor-me, étant entendu que d'une part7 le~ éléments tubulaires join-tifs forment une paroi dont la face soumise aux effets de la ~ource de chaleur est plu~ sollicitée que l'autre face, et que, d'autre part, la source de chaleur agit de manière différente sur le~ élé~ents tubulaire~ ~elon que ceux-ci s'en trouvent plu~ ou moin~ éloigné~0 Dan3 le brevet allemand précité N 217.858, bien que le corps de chauffe ne comporte qu'une rangée d'éléments verticaux aptes à mettre en communication une chambre à eau supérieure et une chambre à eau inférieure, ces élément~ verticaux étant jointifs, on retrouve globalement le3 memes inconvénientq que ceux mentionné~ ci-de~ueO
Dans la den~nde de certificat d'addition N 2.348.448 le 3~ corps de chauffe est ~ensiblement différent des deux réaliqa_ .6~7 .
tionq précédentes, en ce ~enc que les ceintures respectivement supérieure et inférieure formant collecteurs, sont réunies et mises en communication au moyen dléléments tubulaires verticau~
et e~pacés, noyés dan~ un matériau réfractaire. Dan3 une telle réalisation des progrès sensibles ont été observés comparative-ment à la technique antérieure dans le domaine des chaudières de~tinées aux installations de chau~fage central, et fonction~
nant à volonté avec un combustible solide ou liquide.
~outefois llexpérience a montré qu'il pouvait ~e produire, dans le temps des détériorations du foyer, et plus particulière-ment du matériau réfractaireO
On sait en effet, que la combustion, en particulier d'un combustible solide ne donne pas, à l'intérieur du foyer, un degré de température égal en tous points, de sorte que le maté-riau ré~ractaire, et aussi le corps de chauffe, sont ~oumis à
des contraintes excessive~ qui, à la longue, peuvent conduire à
des détériorations nuisant au bon rendement de la chaudièreO
On a remarqué en particulier que la dilatation du corps de -~chauffe, notamment des éléments tubulaires verticaux~ pouvaient exercer sur le matériau réfractaire des effets né~astes ; on a aussi remarqué que la circulation du fluide à l'intérieur du corps de chauffe présentait des lacunes du fait que selon l'em-placemen+, des éléments tubulaires par rapport au foyer la tem-pérature n'était pa~ uniforme dans tou~ les éléments tubulaire~
en causeO
La présente inventio~ a pour objet principal des aménage-ments du corps ~e chau~e, permettant de supprimer les inconvé-nients mentionnés ci-dessu~, et de conférer à une chaudière ainRi équipée de~ caractéri3tique~ de robu~te~se et de rende-ment thermique remarquablesO
Conformement à l'objet precite, la presente invention,telle que revendiquee dans sa forme generale, est une chaudiere utilisant indifferemmen-t un combustible solide ou liquide, pour une installation de chauffage central, ladite chaudière comprenant une chambre de combustion, des rnoyens pour alimenter celle-ci, au choix, avec un combustible solide ou liquide et avec un comburant, un echangeur de chaleur destine à être connecte à
un circuit de Eluide de chauffage, ledit echangeur de chaleur comprenan-t une capacite superieure et lnferieure, et une plu-ralite d'elements tubulaires rectilignes parallèles, egalementespaces, reliant lesdites capaci.tespour la circulation du fluide de chauffage entre elles, lesdits elements tubulaires étant disposes suivant les co-tes lateraux interieurs de ladite cham-bre de combustion, en etant noyes dans un materiau refractaire suivant la majeure partie de leur longueur à partir de l'extre-mite inferieure vers le haut, ledit materiau refractaire etant prevu pour contact direct avec un combustible solide pour per-mettre une efficacite maximale, tandis que des espaces inter-sticiels sont ménages entre lesdits elements tubulaires et le materiau refractaire en entourant ceux-ci pour permettre une dilatation libre des elements tubulaires, les parties superi-eures desdits elements tubulaires etant positionnees pour etre en contact direct avec les gaz de combustion produits dans la chambre de combustion pour permettre une efficacite maximale de transfert de chaleur en fonctionnement avec un combustible liquide.
Selon une caracteristique preferentielle, les capa-cites superieure et inferieure sont de configuration generale parallelépipedique, ladite capacite superieure formant la paroi superieure de la chambre de combustion, et ladite capacite inferieure etant sous-jacente à la paroi. inferieure du materiau refractaire.
Preferablement aussi, les espaces intersticiels me-nages entre les elements tubulaires et le materiau refractaire sont formes par elimination d'un revêtement de protection, applique auxdits elements tubulaires avant le moulage du materiau refractaire, lorsque ladite chaudière est mise en marche. Il est aussi suggeré de prevoir un carneau en commu-nication avec la chambre de combustion, carneau supporte par la capacite superieure et presentant, de preference, une paroi de cote ouverte faisant face à une ouverture de chargement menagee en façade de la chaudière, ce carneau ayant un bord inferieur definissant un passage calibre avec les parois de cote du materiau refractaire pour le controle dè l'evacuation des fumees.
Une chaudière, selon la presente invention, confère à la chambre de combustion, ou foyer, des caracteristiques mecaniques et thermiques remarquables.
En effet, la materiau reractaire agissant comme echangeur de chaleur permet d'avoir - en fonctionnement de la chaudière - des parois de foyer ou chambre de combustion dont le degre de temperature peut etre compris entre 500 et 800 degres centigrades alors que les elements tubulaires sont sensiblement a un meme degre de temperature que le fluide circulant dans l'installation, en sorte que le corps de chauffe n'est pas soumis à des contraintes excessives.
- De plus, la surface du materiau refractaire etant soumise à une forte chaleur, ainsi qu'il vient d'etre dit, offre l'avantage de former une surface auto-nettoyante empe-chant ainsi l'encrassement du foyer.
On remarquera que le materiau refractaire n'occupe pas la totalite de la hauteur des eléments tubulaires, la raison en etant ~u'a ce niveau les gaz de combustion ne sont pas ~ .
4l~d~ . .
:susceptiblesde provoquer un encrassement desdits élements tubulaires; de plus, cette disposition permet d'obtenir, ~
l'intérieur du foyer, une:egalité de puissance calorifique quels que soient les combustibles utilisés.
~' ' ' `
': ' ' ' . ~
.' ' ~ ~ ' ''~
', ' '. ' ;07 Une chaudière ainsi réaliaée présente une construction particulièrement robuste ; son fonctionnement est ~ûr et le combustible utilisé peut être avantageusement du bois de chauf-fage, mais pourrait etre aussi un combustible liquideO
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront d'ailleur~ de la description qui va ~uivre donnée à
titre d'exemple en référence aux planches de de~sins annexées dans lesquelles :
la figure 1 e~t une vue en perspective 3chématique d'une chaudière selon l'invention pour une installation de chauffage;
la figure 2 e~t une coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
la figure 3 est une coupe tran3ver~ale 3uivant la ligne III-III de la figure 1 ;
la figure 4 illustre en perspective le corps de chauffe 9 la figure 5 est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne V-V de la ~igure 4, cette vue montrant plu~
particulièrement la section décroiqsante des passages ménagés entre éléments tubulaires et cuve ~upérieure ~
2~ la figure 6 est une vue en coupe à échelle agrandie 3Ui-vant la ligne VI-VI de la figure 3, cette vue montrant en particulier l'espace annulaire ménagé entre élément~ ~tubulaire~
et matériau réfractaire et, la figure 7 est une vue en coupe à plus grande échelle, suivant la ligne VII-VII de la figure 1, montrant l'alimenta tion en air primaire du foyerO
Dans la forme d'exécution choisie et représentée aux figu-res 1 à 7, une chaudière ~elon l'invention comporte un corps de chauffe indiqué dans son ensemble par 10, qui est dispo~é
~o dans une carrosserie 11, thermiquement isolée par tout moyen convenable connu en soi, la carro~serie étant illustrée sur le3 dessins par une forte épais~eur dans un but de simpli~icationO
~a carrosserie 11, globalement parallélépipédique, compor-te de manière connue un dessus 12, un de~ou~ 13, une paroi de fa~ade 14, une paroi de fond 15, ainsi que des parois latérales respectivement 16 et 17 ; toutes ce~ paroi3 étant recouvertes par une épai3seur de laine de verre 180 Le corps de chauffe (voir en particulier ~igure 4) est : constitué par une capacité supérieure 20, une capacité inférieu-re 21, lesquelles sont réunies et mises en communication par ~ une pluralité d'éléments tubulaires 220 ; Le~ capacités précitée~ sont de forme aplatie, elles sont quadrangulaires, et elles s'appuient sur le~ parois internes : respectivement du de~sus 12 et du dessous 13, en sorte qu'elles occupent toute la surface de ceux-ci, tandis que les éléments tubulaire3 rectiligne~ 22 parallèles entre eux, et perpendicu-laires au plan dee capacités, sont disposés de manière à se trouver respectivement au voisinage des c~tés latéraux 16, 17 ; et du fond 150 La capacité supérieure 20 ~orme la surface supérieure du foyer ~ et elle comporte, sensiblement dans une zone centrale, un depart 24 de fluid0 vers une installation (non représentée) alors que la capacité inférieure comporte un retour 25 dispo~é
` par exemple sur un cotéO
On se référera maintenant plus particulièxement à la ~igu re 5, suivant laquelle on voit clairement que les éléments tubulaires 22 sont raccordés à la capacité 20 au moyen de sou-dures 27 5 et que le~ passages 28 mettant en communication ces éléments tubulaire~ avec la capacité, ont une section progre~
~ivement décroissante de l'arrière "AR" ver~ l'avant "AV", t;~
l'avant étant la paroi 14 et l'arrière la paroi 15 de la chau-dière~
Une disposition similaire est adoptée en ce qui concerne la liaison et les pass~ges ménagés entre les élément~ tubulai-res 22 avec la capacité inférieure 210 ~ es éléments tubulaires 22 sont régulièrement espacé~ les uns des autxes sensiblement d'une valeur correspondant à leur diamètre, et ils 90nt (figure 2 et 3 en particulier) noyés sur sensiblement les trois quart~ de leur hauteur en partant du bas par un matériau réfractaire 30 ; de meme, une dalle 31 de matériau réfractaire est coulée sur la capacité inférieure 21, cette dalle formant la surface inférieure du foyer ~0 On observera qu'un espace annulaire 32 est formé entre chaque élément tubulaire 22 et le matériau réfractaire 30 par la mi~e en place, autour des éléments tubulaires, et antérieure-ment à la coulée du matériau réfractaire, d'une pellicule de protection apte à dispara~tre par combustion dès la mise en route de la chaudièreO
De telles dispositions, pri~es conjointement, (passages à
section calibrée entre capacités et éléments tubulaires, maté-riau réfractaire noyant avec jeu9 partiellement les éléments tubulaires sur une partie de leur hauteur) permette~t d'obtenir en fonction du circuit des gaz de combu~tiong une dilatation uniforme du corps de chauffe, en sorte que ni le corp~ de chauf-fe, ni le matériau ré~ractaire ne sont soumis en de quelconque$
endroits à de~ contraintes néfastesO
On notera que la hauteur du matériau réfractaire en~elop-pant les élement~ tubulaires a été choisie afin de trouver une égalité de pui~sance entre les combustibles liquides (fuel~ et ~olides, tel~ que bois, charbon9 et ce, en fonction du parcours des gaz de combustionO
; Le foyer ainsi réalisé est muni d'un carneau 35, suspendu à la capacité supérieure 20, au moyen d'un seul point d'attache . 36 permettant ainsi u~le liberté pratiquement totale de dilata-tion de ce carneauO
Le carneau en cause présente une forme globale de bac ren-versé, avec une face ouverte 35A située en regard d'une ouver-ture de chargement 37 fermée par une porte 38, face ouverte et porte étant prévues ~ur la paroi de façade 140 l~Le carneau 35 est di~posé de telle manière que ses bords inférieurs 40 se trouvent légèrement en dessous du bord supé-rieux du matériau ré~ractaire 30 enveloppant le~ éléments tubu-laires, tout en lai~sant un espace E de~tiné à l'évacuation des gaz de combustion vers une cheminée 42 aménagée dans la paroi de fond 150 La paroi de façade 14 es-t (dans l'exemple représenté) adaptée à porter, d'une part, un brûleur 43 avec entrée 44 d'air secondaire, lequel brûleur est disposé en regard d'une ouvertu-re 45, eta d'autre part, un registre 46 d~admission d'air pri-maire, connecté par câble ou autre 47 à un calors-tat 48 connec-té à la capacité supérieur~ 200 Une grille 50 ~urplombant la dalle 31 est également prévue dans le ~oyer ~ ainsi aménagé pour combustible solideO
Le dispositif d'arrivée d'air primaire, bien visible en particulier à la figure 7, comporte un boîtier 51 rappoxté sur la face frontale de la paroi 14 et sur lequel e~t rnonté pivo-tant en 52 le regi tre 46 précitéO
~ e boitier 51 comporte sur sa ~ace avant 53 une ouverture 54 et sur sa face arrière 55 une ouverture 56 qui est elle-meme placée en vi~-à-vis d'un passage 57 aménagé dan~ la paroi 14~
Une trappe 58 est montée mobile verticalement sur la face arrière 55 au moyen d'écrous 59 déplaçables dans des lumières 60 menagées dans ladite face arrièreO
On peut ainsi par ce montage régler l'admission de l'air primaire à l'intérieur du foyer ~ selon la position de la trap-pe 58 qui obture plus ou moins l'ouverture 56, et ce, en fonc-tion notamment de l'aspiration du conduit de cheminée non repré-senté ici, par lequel les gaz de combustion sont évacuésO
Avec une telle disposition, 1 t admission d'air primaire à
l'intérieur du foyer est constante quelle que soit la position donnée au registre 46 par l'intermédiaire du calorstat 48 et ce, jusqu'à la fermeture totale de ce registre, position pour laquelle l'installation de chauffage est à la température dési.-rée affichée par le calorstat 480 Une chaudière avec une configuration selon la présente invention, o~fre, entre autres avantages, celui de ne paa impo-ser au corp~ de chauffa des contraintes excessives notamment du fait que la présence du matériau réfractaire constitue un échangeur de chaleur modulant la température du fluide parcou-rant le corps de chauf~e, c'est-à-dire environ 90~ pour une installation de chauffage central normale, et 105 degrés pour une installation de chauffage en eau surchau~féeO
De ce fait, le~ élements tubulaires rectilignes, en combi-naison avec les espaces annulaires ménagés autour de chaque élément tubulaire n'ont aucune influence néfaste sur le maté-riau réfractaire qui conserve ainsi dans le temps toutas ses caractéristiqueE initialesO
Il ~era observé que les passages E ménagés entre le~ bords du carneau et le foyer agis3ent comme un passage calibré pour 3V l'évacuation des gaz vers la partie supérieure des élément~
tubulaires avant leur évacuation dans la cheminéeO
De plus, dans le cas où la chaudière fonctionne avec un combustible solide, tel que du bois de chauffage, la dalle in-férieure, vu son degré de température élevé agit comme un inci-nérateur, en sorte que les petits déchets incande3cents tombant sur cette dalle se trouvent incinérés et ne donnent pratique-ment pas de cendres~
L'air secondaire pa~sant à travers le brûleur (trajet flé-ché ~1) es-t admis en permanence à l'intérieur du foyer ~, et il lQ est destiné à enflammer les gaz délivrés à l'intérieur du foyer par la combustion d'un quelconque combustible solide (bois, charbon, ou autre~)0 La configuration du foyer, en combinaison avec les amenées d'air primaire et secondaire conduit à une combu3tion parfaite du combustible conférant à la chaudière de3 performances calo-ri~iques remarquables, avec une grande sûreté dans le fonction-nement, tout en évitant l'encrassement du foyerO
Il convient de préci~er en outre qu'une telle chaudière peut être équipée, ainsi qu'il est illustré sur les figures !t d'un brûleur apte à former un passage d'admission d'air secon-daire ; mais une telle chaudière peut aussi être dépourvue d'un tel br~leur ~i le combustible devant être utilisé est ~olideO
Dans ce cas, l'amenée d'air secondaire à l'intérieur du foyer ~era effectuée à travers un diffuseur d'air à orifice calibré
di~posé sur la face avant de la carrosserie aux lieu et place du brûleurO
Bien entendu, l'invention n'e t pas limitée à la forme de réalisation représentée, laquelle est au contraire susceptible de modi~ications 7 9ans pour autant sortir du cadre de la pré-sente inventionO
et matériau réfractaire et, la figure 7 est une vue en coupe à plus grande échelle, suivant la ligne VII-VII de la figure 1, montrant l'alimenta tion en air primaire du foyerO
Dans la forme d'exécution choisie et représentée aux figu-res 1 à 7, une chaudière ~elon l'invention comporte un corps de chauffe indiqué dans son ensemble par 10, qui est dispo~é
~o dans une carrosserie 11, thermiquement isolée par tout moyen convenable connu en soi, la carro~serie étant illustrée sur le3 dessins par une forte épais~eur dans un but de simpli~icationO
~a carrosserie 11, globalement parallélépipédique, compor-te de manière connue un dessus 12, un de~ou~ 13, une paroi de fa~ade 14, une paroi de fond 15, ainsi que des parois latérales respectivement 16 et 17 ; toutes ce~ paroi3 étant recouvertes par une épai3seur de laine de verre 180 Le corps de chauffe (voir en particulier ~igure 4) est : constitué par une capacité supérieure 20, une capacité inférieu-re 21, lesquelles sont réunies et mises en communication par ~ une pluralité d'éléments tubulaires 220 ; Le~ capacités précitée~ sont de forme aplatie, elles sont quadrangulaires, et elles s'appuient sur le~ parois internes : respectivement du de~sus 12 et du dessous 13, en sorte qu'elles occupent toute la surface de ceux-ci, tandis que les éléments tubulaire3 rectiligne~ 22 parallèles entre eux, et perpendicu-laires au plan dee capacités, sont disposés de manière à se trouver respectivement au voisinage des c~tés latéraux 16, 17 ; et du fond 150 La capacité supérieure 20 ~orme la surface supérieure du foyer ~ et elle comporte, sensiblement dans une zone centrale, un depart 24 de fluid0 vers une installation (non représentée) alors que la capacité inférieure comporte un retour 25 dispo~é
` par exemple sur un cotéO
On se référera maintenant plus particulièxement à la ~igu re 5, suivant laquelle on voit clairement que les éléments tubulaires 22 sont raccordés à la capacité 20 au moyen de sou-dures 27 5 et que le~ passages 28 mettant en communication ces éléments tubulaire~ avec la capacité, ont une section progre~
~ivement décroissante de l'arrière "AR" ver~ l'avant "AV", t;~
l'avant étant la paroi 14 et l'arrière la paroi 15 de la chau-dière~
Une disposition similaire est adoptée en ce qui concerne la liaison et les pass~ges ménagés entre les élément~ tubulai-res 22 avec la capacité inférieure 210 ~ es éléments tubulaires 22 sont régulièrement espacé~ les uns des autxes sensiblement d'une valeur correspondant à leur diamètre, et ils 90nt (figure 2 et 3 en particulier) noyés sur sensiblement les trois quart~ de leur hauteur en partant du bas par un matériau réfractaire 30 ; de meme, une dalle 31 de matériau réfractaire est coulée sur la capacité inférieure 21, cette dalle formant la surface inférieure du foyer ~0 On observera qu'un espace annulaire 32 est formé entre chaque élément tubulaire 22 et le matériau réfractaire 30 par la mi~e en place, autour des éléments tubulaires, et antérieure-ment à la coulée du matériau réfractaire, d'une pellicule de protection apte à dispara~tre par combustion dès la mise en route de la chaudièreO
De telles dispositions, pri~es conjointement, (passages à
section calibrée entre capacités et éléments tubulaires, maté-riau réfractaire noyant avec jeu9 partiellement les éléments tubulaires sur une partie de leur hauteur) permette~t d'obtenir en fonction du circuit des gaz de combu~tiong une dilatation uniforme du corps de chauffe, en sorte que ni le corp~ de chauf-fe, ni le matériau ré~ractaire ne sont soumis en de quelconque$
endroits à de~ contraintes néfastesO
On notera que la hauteur du matériau réfractaire en~elop-pant les élement~ tubulaires a été choisie afin de trouver une égalité de pui~sance entre les combustibles liquides (fuel~ et ~olides, tel~ que bois, charbon9 et ce, en fonction du parcours des gaz de combustionO
; Le foyer ainsi réalisé est muni d'un carneau 35, suspendu à la capacité supérieure 20, au moyen d'un seul point d'attache . 36 permettant ainsi u~le liberté pratiquement totale de dilata-tion de ce carneauO
Le carneau en cause présente une forme globale de bac ren-versé, avec une face ouverte 35A située en regard d'une ouver-ture de chargement 37 fermée par une porte 38, face ouverte et porte étant prévues ~ur la paroi de façade 140 l~Le carneau 35 est di~posé de telle manière que ses bords inférieurs 40 se trouvent légèrement en dessous du bord supé-rieux du matériau ré~ractaire 30 enveloppant le~ éléments tubu-laires, tout en lai~sant un espace E de~tiné à l'évacuation des gaz de combustion vers une cheminée 42 aménagée dans la paroi de fond 150 La paroi de façade 14 es-t (dans l'exemple représenté) adaptée à porter, d'une part, un brûleur 43 avec entrée 44 d'air secondaire, lequel brûleur est disposé en regard d'une ouvertu-re 45, eta d'autre part, un registre 46 d~admission d'air pri-maire, connecté par câble ou autre 47 à un calors-tat 48 connec-té à la capacité supérieur~ 200 Une grille 50 ~urplombant la dalle 31 est également prévue dans le ~oyer ~ ainsi aménagé pour combustible solideO
Le dispositif d'arrivée d'air primaire, bien visible en particulier à la figure 7, comporte un boîtier 51 rappoxté sur la face frontale de la paroi 14 et sur lequel e~t rnonté pivo-tant en 52 le regi tre 46 précitéO
~ e boitier 51 comporte sur sa ~ace avant 53 une ouverture 54 et sur sa face arrière 55 une ouverture 56 qui est elle-meme placée en vi~-à-vis d'un passage 57 aménagé dan~ la paroi 14~
Une trappe 58 est montée mobile verticalement sur la face arrière 55 au moyen d'écrous 59 déplaçables dans des lumières 60 menagées dans ladite face arrièreO
On peut ainsi par ce montage régler l'admission de l'air primaire à l'intérieur du foyer ~ selon la position de la trap-pe 58 qui obture plus ou moins l'ouverture 56, et ce, en fonc-tion notamment de l'aspiration du conduit de cheminée non repré-senté ici, par lequel les gaz de combustion sont évacuésO
Avec une telle disposition, 1 t admission d'air primaire à
l'intérieur du foyer est constante quelle que soit la position donnée au registre 46 par l'intermédiaire du calorstat 48 et ce, jusqu'à la fermeture totale de ce registre, position pour laquelle l'installation de chauffage est à la température dési.-rée affichée par le calorstat 480 Une chaudière avec une configuration selon la présente invention, o~fre, entre autres avantages, celui de ne paa impo-ser au corp~ de chauffa des contraintes excessives notamment du fait que la présence du matériau réfractaire constitue un échangeur de chaleur modulant la température du fluide parcou-rant le corps de chauf~e, c'est-à-dire environ 90~ pour une installation de chauffage central normale, et 105 degrés pour une installation de chauffage en eau surchau~féeO
De ce fait, le~ élements tubulaires rectilignes, en combi-naison avec les espaces annulaires ménagés autour de chaque élément tubulaire n'ont aucune influence néfaste sur le maté-riau réfractaire qui conserve ainsi dans le temps toutas ses caractéristiqueE initialesO
Il ~era observé que les passages E ménagés entre le~ bords du carneau et le foyer agis3ent comme un passage calibré pour 3V l'évacuation des gaz vers la partie supérieure des élément~
tubulaires avant leur évacuation dans la cheminéeO
De plus, dans le cas où la chaudière fonctionne avec un combustible solide, tel que du bois de chauffage, la dalle in-férieure, vu son degré de température élevé agit comme un inci-nérateur, en sorte que les petits déchets incande3cents tombant sur cette dalle se trouvent incinérés et ne donnent pratique-ment pas de cendres~
L'air secondaire pa~sant à travers le brûleur (trajet flé-ché ~1) es-t admis en permanence à l'intérieur du foyer ~, et il lQ est destiné à enflammer les gaz délivrés à l'intérieur du foyer par la combustion d'un quelconque combustible solide (bois, charbon, ou autre~)0 La configuration du foyer, en combinaison avec les amenées d'air primaire et secondaire conduit à une combu3tion parfaite du combustible conférant à la chaudière de3 performances calo-ri~iques remarquables, avec une grande sûreté dans le fonction-nement, tout en évitant l'encrassement du foyerO
Il convient de préci~er en outre qu'une telle chaudière peut être équipée, ainsi qu'il est illustré sur les figures !t d'un brûleur apte à former un passage d'admission d'air secon-daire ; mais une telle chaudière peut aussi être dépourvue d'un tel br~leur ~i le combustible devant être utilisé est ~olideO
Dans ce cas, l'amenée d'air secondaire à l'intérieur du foyer ~era effectuée à travers un diffuseur d'air à orifice calibré
di~posé sur la face avant de la carrosserie aux lieu et place du brûleurO
Bien entendu, l'invention n'e t pas limitée à la forme de réalisation représentée, laquelle est au contraire susceptible de modi~ications 7 9ans pour autant sortir du cadre de la pré-sente inventionO
Claims (11)
1. Chaudière utilisant indifféremment un combustible solide ou liquide, pour une installation de chauffage central, ladite chaudière comprenant une chambre de combustion, des moyens pour alimenter celle-ci, au choix, avec un combustible solide ou liquide et avec un comburant, un échangeur de chaleur destiné à être connecté à un circuit de fluide de chauffage, ledit échangeur de chaleur comprenant une capacité
supérieure et inférieure, et une pluralité d'éléments tubulai-res rectilignes parallèles, également espacés, reliant les dites capacités pour la circulation du fluide de chauffage entre elles, lesdits éléments tubulaires étant disposés suivant les côtés latéraux intérieurs de ladite chambre de combustion, en étant noyés dans un matériau réfractaire suivant la majeure partie de leur longueur à partir de l'extrémité inférieure vers le haut, ledit matériau réfractaire étant prévu pour contact direct avec un combustible solide pour permettre une efficacité maximale, tandis que des espaces intersticiels sont ménagés entre lesdits éléments tubulaires et le matériau réfractaire en entourant ceux-ci pour permettre une dilatation libre des éléments tubulaires, les parties supérieures desdits éléments tubulaires étant positionnées pour être en contact direct avec les gaz de combustion produits dans la chambre de combustion pour permettre une efficacité maximale de transfert de chaleur en fonctionnement avec un combustible liquide.
supérieure et inférieure, et une pluralité d'éléments tubulai-res rectilignes parallèles, également espacés, reliant les dites capacités pour la circulation du fluide de chauffage entre elles, lesdits éléments tubulaires étant disposés suivant les côtés latéraux intérieurs de ladite chambre de combustion, en étant noyés dans un matériau réfractaire suivant la majeure partie de leur longueur à partir de l'extrémité inférieure vers le haut, ledit matériau réfractaire étant prévu pour contact direct avec un combustible solide pour permettre une efficacité maximale, tandis que des espaces intersticiels sont ménagés entre lesdits éléments tubulaires et le matériau réfractaire en entourant ceux-ci pour permettre une dilatation libre des éléments tubulaires, les parties supérieures desdits éléments tubulaires étant positionnées pour être en contact direct avec les gaz de combustion produits dans la chambre de combustion pour permettre une efficacité maximale de transfert de chaleur en fonctionnement avec un combustible liquide.
2. Chaudière suivant la revendication 1 suivant laquelle les capacités supérieure et inférieure sont de configuration générale parallélépipédique, ladite capacité supérieure formant la paroi supérieure de la chambre de combustion, et ladite capacité inférieure étant sous-jacente à la paroi inférieure du matériau réfractaire.
3. Chaudière suivant la revendication 1 suivant laquelle les espaces intersticiels ménagés entre les éléments tubulaires et le matériau réfractaire sont formés par élimination d'un revêtement de protection, appliqué aux dits éléments tubulaires avant le moulage du matériau réfractaire, lorsque ladite chaudière est mise en marche.
4. Chaudière suivant la revendication 1 suivant laquelle un carneau en communication avec ladite chambre de combustion est supporté par ladite capacité supérieure.
5. Chaudière suivant la revendication 4 suivant laquelle ledit carneau présente une paroi de côté ouverte faisant face à une ouverture de chargement ménagée en façade deladite chaudière.
6.Chaudière suivant les revendications 4 ou 5 suivant laquelle ledit carneau à un bord inférieur définissant un passage calibré avec les parois de côté du matériau réfractaire, pour le contrôle de l'évacuation des fumées.
7. Chaudière suivant la revendication 5 suivant laquelle les espacements entr'axes des éléments tubulaires sont sensi-blement égaux à deux fois leur diamètre.
8. Chaudière suivant la revendication 1 suivant laquelle la paroi de façade de ladite chaudière comprend vers le bas, un registre d'admission d'air primaire connecté à un élément thermique pour contrôler l'ouverture du registre.
9. Chaudière suivant la revendication 1 utilisant un combustible liquide suivant laquelle un brûleur est monté
sur la paroi de façade de la chaudière.
sur la paroi de façade de la chaudière.
10. Chaudière suivant la revendication 1, la chaudière utilisant un combustible solide, dans laquelle une grille est prévue parallèle et espacée au dessus de la paroi inférieure du matériau réfractaire de la chambre de combustion.
11. Chaudière suivant la revendication 9 dans laquelle une admission d'air secondaire est prévue dans la paroi de façade de la chaudière en communication continue avec le brûleur et ayant un débit constant asservi par un réglage d'un orifice calibré d'arrivée d'air secondaire.
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| BE886302A (fr) | 1981-05-21 |
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