EP0052055A1 - Chaudière étanche à échangeur cylindrique - Google Patents

Chaudière étanche à échangeur cylindrique Download PDF

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EP0052055A1 EP81401769A EP81401769A EP0052055A1 EP 0052055 A1 EP0052055 A1 EP 0052055A1 EP 81401769 A EP81401769 A EP 81401769A EP 81401769 A EP81401769 A EP 81401769A EP 0052055 A1 EP0052055 A1 EP 0052055A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/02—Casings; Cover lids; Ornamental panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • 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
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/403—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes the water tubes being arranged in one or more circles around the burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2203/00—** to be deleted **

Definitions

  • the invention relates to a gas-tight boiler of the cylindrical exchanger type, a sheet of water tubes surrounding a combustion chamber containing a blast air burner.
  • condensing boiler In a known form of boiler of this type called condensing boiler, the combustion gases emitted by the radial burner pass through the water tubes and are collected in a sealed cylindrical shell which serves as an envelope for the exchanger and which collects the combustion products then flowing through an exhaust duct connected to this shell.
  • the air-gas mixture is supplied to the burner from a mixing chamber supplied with gas by an injector, a fan being interposed between this chamber and the burner.
  • This supply assembly is usually placed under the burner while the evacuation is ensured by the conduit disposed at the upper part of the exchanger, engaged on the sealed cylindrical shell.
  • This arrangement leads to embodiments which are difficult to fit into a tight enclosure of limited size due to the existence on one side of a supply assembly with tubing and intake chamber, and on the other of a housing d 'evacuation.
  • the invention relates to a single distribution box for the admission of combustion air coaxially with the evacuation of the gases of combustion, box which is applied to the sealed shell and which also serves as a support for the mixing chamber thus arranged vertically along the exchanger.
  • the air box has a flat oblong shape, which receives the combustion air through an orifice concentric with the flue gas discharge tube and discharges it through a smaller diameter orifice provided on the bottom of the case on the other side and it fits on the shell sealing enveloping the combustion chamber, of which it constitutes the cover.
  • the gas injection takes place horizontally at the base of an extension of the vertical air inlet chamber below the level of the exchanger, opposite a venturi arranged horizontally opening out at the base of this extension.
  • FIGS. 1 and 3 shows an exchanger delimited by a cylindrical shell 1 which rests on a lower base 2 pierced with orifices suitable for the passage of conduits 3 and 4 for the arrival and departure of water, and the manifold 5 for admitting the gas mixture to the radial burner 6 disposed in the center of the exchanger.
  • a cylindrical shell 1 which rests on a lower base 2 pierced with orifices suitable for the passage of conduits 3 and 4 for the arrival and departure of water, and the manifold 5 for admitting the gas mixture to the radial burner 6 disposed in the center of the exchanger.
  • the water tubes 7 which form a cylindrical sheet all around the burner 6, their shape and their spacing being determined to present significant exchange surfaces with the combustion gases. Water circulates in the tubes of the sheet from a lower distributor ring 8 to an upper distributor ring 9 and vice versa, thanks to a set of baffles not shown located in the rings.
  • a single distribution box or air box 11 shown at the top of FIGS. 1 and 3 and in FIG. 2, has a flat oblong shape and fits both on the upper edge of the shell 1, but also on the upper edge an air inlet chamber 12 disposed parallel to the shell bearing on an extension of the lower base 2, and therefore forming a rigid block with the exchanger.
  • This adaptation of the air box 11 on the exchanger and the air inlet chamber is obviously done in a sealed manner thanks to seals not shown, at the level of the large diameter of the box 11 which covers the shell. cylindrical 1 and the small diameter of the box which covers the air inlet chamber 12.
  • the lower face 13 of the air box 11 forms at the same time, the cover of the combustion chamber by covering the shell 1, -and the spacer which maintains the upper part of the air inlet chamber because it is provided with a lateral orifice 14 which adapts to the upper orifice of this chamber.
  • Said lower face 13 acting as a cover to the combustion chamber is pierced with an orifice 15, in line with the burner 6, on which the tube 16 for discharging the burnt gases comes to fit.
  • This is arranged in a known manner inside and coaxially with another tube 17 of larger diameter for the admission of fresh air.
  • This assembly advantageously bent as shown in FIGS. 1 and 3, adapts to the upper cover 18 of the air box 11 to which it is tightly connected by a clip 19.
  • the upper cover is provided with an orifice 20 of suitable diameter which is superimposed on the orifice 15.
  • the air is therefore admitted into the air box 11 through the annular space delimited between the orifice 20 and the exhaust gas discharge pipe 16, and enters the air inlet chamber 12 through the orifice 14.
  • the air inlet chamber 12 contains a venturi. This causes in the chamber 12 a suction effect which promotes mixing with the gas injected by the gas inlet tube 21 which passes tightly through the cover 18 and opens into the mixing chamber through the orifice 14 .
  • the air inlet chamber 12 does not contain a venturi but is provided with an extension 22, the lower part of which is connected by a venturi 23 to the fan 10; the neck 24 of the venturi is located substantially at this extension 22.
  • a gas injector 26 disposed horizontally at the height of the neck 24 of the venturi allows the injection of gas and its mixture with air in the venturi 23. The injector is supplied by the gas inlet tube 25, leading to the lower part of the device.
  • the invention is not limited to the embodiment shown but also encompasses all the constructive variants.

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Abstract

L'invention se rapporte à un collecteur d'air pour chaudière étanche utilisant un brûleur à air soufflé.
La boîte à air (11) a une forme oblongue plate et reçoit l'air comburant par un orifice (20) concentrique au tube (16) d'évacuation des gaz brûlés; l'air quitte la boîte par un orifice (14) vers la chambre d'arrivée d'air (12) disposée verticalement le long de l'échangeur.
Application aux chaudières étanches à échangeur cylindrique.

Description

  • L'invention concerne une chaudière étanche à gaz du type à échangeur cylindrique dont une nappe de tubes d'eau entoure une chambre de combustion renfermant un brûleur à air soufflé.
  • Dans une forme connue de chaudière de ce type dite chaudière à çondensation, les gaz de combustion émis par le brûleur radial, traversent les tubes d'eau et sont recueillis dans une coquille cylindrique étanche qui sert d'enveloppe à l'échangeur et qui recueille les produits de combustion s'écoulant ensuite par un conduit d'évacuation raccordé à cette coquille. L'alimentation du brûleur en mélange air-gaz s'effectue à partir d'une chambre de mélange alimentée en gaz par Un injecteur, un ventilateur étant interposé entre cette chambre et le brûleur.
  • Cet ensemble d'alimentation est habituellement disposé sous le brûleur tandis que l'évacuation est assurée par le conduit disposé à la partie haute de l'échangeur, en prise sur la coquille cylindrique étanche. Cette disposition conduit à des réalisations difficilement encastrables dans une enceinte étanche de dimension restreinte du fait de l'existence d'un côté d'un ensemble d'alimentation avec tubulure et chambre d'admission, et de l'autre d'un boîtier d'évacuation.
  • Pour éviter cet inconvénient sur le plan dimensionnel en même temps que faciliter la fixation des divers éléments constitutifs de l'appareil l'invention a pour objet une unique boite de distribution pour l'admission d'air comburant coaxialement à l'évacuation des gaz de combustion, boîte qui s'applique sur la coquille étanche et qui sert en outre de support à la chambre de mélange ainsi disposée verticalement le long de l'échangeur.
  • Selon une caractéristique principale de l'invention la boite à air a une forme oblongue plate, qui reçoit l'air comburant par un orifice concentrique au tube d'évacuation des gaz brûlés et l'évacue par un orifice de plus petit diamètre prévu sur le fond du boîtier de l'autre côté et elle s'adapte sur la coquille d'étanchéité enveloppant la chambre de combustion, dont elle constitue le couvercle.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'injection de gaz s'effectue horizontalement à la base d'un prolongement de la chambre verticale d'arrivée d'air au-dessous du niveau de l'échangeur, en face d'un venturi disposé horizontalement débouchant à la base de ce prolongement.
  • -D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation en référence aux dessins annexés qui représentent :
    • - figure 1 : une vue en coupe schématique éclatée de la chaudière, É
    • - figure 2 : une vue en plan du dessus,
    • - figure 3 : une variante de réalisation vue en coupe.
  • La partie centrale des figures 1 et 3 montre un échangeur délimité par une coquille cylindrique 1 qui repose sur un socle inférieur 2 percé d'orifices appropriés pour le passage de conduits 3 et 4 d'arrivée et de départ d'eau, et de la tubulure 5 d'admission du mélange gazeux au brûleur radial 6 disposé au centre de l'échangeur. A l'intérieur de la coquille sont disposés verticalement les tubes d'eau 7 qui forment une nappe cylindrique tout autour du brûleur 6, leur forme et leur espacement étant déterminés pour présenter des surfaces d'échange importantes avec les gaz de combustion. L'eau circule dans les tubes de la nappe à partir d'un anneau répartiteur inférieur 8 vers un anneau répartiteur supérieur 9 et inversement, grâce à un jeu de chicanes non représentées localisées dans les anneaux. Le mélange air-gaz provenant de la chambre de mélange est soufflé vers le brûleur par un ventilateur 10 en amont de la tubulure d'admission 5. Une unique boîte de distribution ou boite à air 11, représentée à la partie supérieure des figures 1 et 3 et à la figure 2, a une forme oblongue plate et s'adapte à la fois sur la bordure supérieure de la coquille 1, mais aussi sur la bordure supérieure d'une chambre d'arrivée d'air 12 disposée parallèlement à la coquille en appui sur un prolongement du socle inférieur 2, et par conséquent formant un bloc rigide avec l'échangeur. Cette adaptation de la boîte à air 11 sur l'échangeur et la chambre d'arrivée d'air se fait évidemment de façon étanche grâce à des joints d'étanchéité non représentés, au niveau du grand diamètre de la boite 11 qui coiffe la coquille cylindrique 1 et du petit diamètre de la boîte qui coiffe la chambre d'arrivée d'air 12. La face inférieure 13 de la boite à air 11 forme à la fois, -le couvercle de la chambre de combustion en coiffant la coquille 1, -et l'entretoise qui maintient la partie supérieure de la chambre d'arrivée d'air du fait qu'elle est munie d'un orifice latéral 14 qui s'adapte à l'orifice supérieur de cette chambre. Ladite face inférieure 13 faisant office'de couvercle à la chambre de combustion est percée d'un orifice 15, au droit du brûleur 6, sur lequel vient s'adapter la tubulure 16 d'évacuation des gaz brûlés. Celle-ci est disposée de façon connue à l'intérieur et coaxialement à une autre tubulure 17 de plus grand diamètre pour l'admission d'air frais. Cet ensemble avantageusement coudé comme le montre les figures 1 et 3, s'adapte sur le capot supérieur 18 de la boite à air 11 auquel il se raccorde de façon étanche par un clips 19. A cet effet, le capot supérieur est muni d'un orifice 20 de diamètre approprié qui se superpose à l'orifice 15. L'air est donc admis dans la boîte à air 11 par l'espace annulaire délimité entre l'orifice 20 et la tubulure d'évacuation des gaz brûlés 16, et pénètre dans la chambre d'arrivée d'air 12 par l'orifice 14.
  • Dans le cas représenté à la figure 1, la chambre d'arrivée d'air 12 renferme un venturi. Celui-ci provoque dans la chambre 12 un effet d'aspiration qui favorise le mélange avec le gaz injecté par le tube d'arrivée du gaz 21 qui traverse de façon étanche le capot 18 et débouche dans la chambre de mélange par l'orifice 14.
  • Selon la variante représentée à la figure 3, la chambre d'arrivée d'air 12 ne renferme pas de venturi mais est munie d'un prolongement 22 dont 1a partie inférieure est raccordée par un venturi 23 au ventilateur 10 ; le col 24 du venturi se trouve sensiblement au niveau de ce prolongement 22. Un injecteur de gaz 26 disposé horizontalement à la hauteur du col 24 du venturi permet l'injection de gaz et son mélange à l'air dans le venturi 23. L'injecteur est alimenté par le tube d'arrivée de gaz 25, aboutissant à la partie inférieure de l'appareil.
  • L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation représenté mais en englobe aussi toutes les variantes constructives.

Claims (5)

1°/ Chaudière étanche du type à échangeur cylindrique formé d'une nappe de tubes d'eau entourant une chambre de combustion renfermant un brûleur à air soufflé, comportant au-dessus de la chambre de combustion une boite d'admission d'air, traversée par la tubulure d'évacuation des gaz brûlés . et,aboutissant à une chambre de mélange alimentée en gaz par un injecteur et comportant autour de l'échangeur une coquille cylindrique pour collecter les gaz brûlés, caractérisée par le fait que la boîte à air (11) de forme appropriée -sert de couvercle à la coquille cylindrique (1) et maintient en position la chambre d'arrivée d'air 12 disposée verticalement le long dé l'échangeur.
2°/ Chaudière selon la revendication 1, caractérisée'par le fait que la boîte à air d'épaisseur réduite (11) a une forme oblongue dont le grand diamètre coiffe la coquille cylindrique (1) et le petit diamètre la chambre d'arrivée d'air (12), et que l'admission d'air dans la boîte s'effectue par un orifice (20) concentrique au tube de passage des gaz brûlés, prévu sur le capot supérieur (18) de la boîte tandis que son passage vers la chambre d'arrivée d'air s'effectue par un orifice (14) prévu sur la paroi inférieure (13) de la boite à son extrémité.
3°/ Chaudière selon les revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que le tube d'arrivée gaz (21) à la chambre d'arrivée d'air (12) traverse de façon étanche le capot (18) et débouche dans la chambre de mélange par l'orifice (14).
4°/ Chaudière étanche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre verticale d'arrivée d'air (12) est munie d'un prolongement (22) dont la partie inférieure est raccordée au ventilateur (10) par un venturi (23) dans lequel s'effectue le mélange de l'air et du gaz admis par l'injecteur (26).
5°/ Chaudière selon la revendication 4 caractérisée par le fait que l'injecteur de gaz (26) est disposé horizontalement au niveau du col (24) du venturi lui-même au niveau du prolongement (22) de la chambre d'arrivée d'air (12).
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