FR2499690A1

FR2499690A1 - Heat recuperating water boiler - has spiral heating coils, with water jacket and combustion gas heat exchanger

Info

Publication number: FR2499690A1
Application number: FR8102636A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1982-08-13

Abstract

The boiler has a double skinned cylindrical shell insulated on the outside and containing three, concentrically arranged, helical, tubular heat exchangers in the combustion chamber. The heat exchangers are connected independently. A gas or oil burner is installed at the base of the boiler. At the top of the combustion chamber is a collector to recuperate heat from the combustion gases. The flow of water is from the lower inlet into the water jacket and through the coils, passing through the upper recuperator into the central heating circuit.

Description

La présente invention concerne la confection d'une chau dière à production d'eau chaude (950 maximum), pouvant alimenter radiateurs (chauffage central), bouilleurs ou tous autres appareils employant l'eau chaude parmi lesquels : baignoires, douches, lavabos, bidets, etc... The present invention relates to the making of a boiler for producing hot water (maximum 950), capable of supplying radiators (central heating), boilers or any other appliance using hot water, including: baths, showers, sinks, bidets , etc ...

Cette chaudière selon l'invention permet de tirer la meilleure utilisation possible des gaz en combustion avec une surface de chauffe appropriée. C'est-à-dire que les gaz brûlés ayant effectué leur office soient de température égale, sinon très sensiblement égale (et ce avant leur admission dans la cheminée) à la température de l'eau à la sortie de la chaudière. Tout ceci pendant toute la durée de la marche et sans à coups. Il en résultera une économie de combustible (de l'ordre de 20 à 30 $ environ), comparativement aux chaudières déjà existantes sur le marché. This boiler according to the invention enables the best possible use to be made of the gases in combustion with an appropriate heating surface. That is to say that the burnt gases having performed their function are of equal temperature, if not very substantially equal (and this before their admission into the chimney) at the temperature of the water at the outlet of the boiler. All this for the duration of the walk and smoothly. This will result in fuel savings (around $ 20 to $ 30) compared to boilers already on the market.

Les essais ont été effectués (par la présente invention) sur une chaudière de 26 dm2 de surface de chauffe d'une contenance de 2 litres 1/4 (système thermosiphon et sans accelérateur) alimentant un radiateur ayant une surface de chauffe de 640 calories. Le départ et la marche en continu ont été effectués sur une flamme limitée par bouton de réglage au point le plus bas, soit une flamme "perlée". La consommation horaire de butane (expérience sur plusieurs jours) a été de trente deux grammes heure. Le retour de l'eau s'est effectué normalement à la chaudière. La température de l'eau à la sortie de la chaudière vers le radiateur s'est stabilisée à quarante huit degrés, celle des gaz brûlés à la sortie de la chaudière c'est-à-dire à l'intérieur du chapeau servant de chambre à gaz s'est avéré être de quarante huit degrés.Il faut insister sur l'endroit exact de la prise de température des gaz brûlés c'est-à-dire juste à la sortie de ces gaz par les tubes du collecteur donc assez loin de leur entrée dans la cheminée. Ayant poussé cette chaudière jusqu'à température de l'eau à 800 toujours avec une flamme excessivement réduite et sans inconvénient et ce avec une différence seulement de un degré gaz-eau. En utilisant au maximum des gaz en combustion par une surface de chauffe appropriée, on obtient des économies très importantes. The tests were carried out (by the present invention) on a boiler of 26 dm2 of heating surface with a capacity of 2 1/4 liters (thermosyphon system and without accelerator) supplying a radiator having a heating surface of 640 calories. The start and the continuous running were carried out on a flame limited by an adjustment button at the lowest point, ie a "pearl" flame. The hourly consumption of butane (experiment over several days) was thirty two grams an hour. The water returned normally to the boiler. The temperature of the water leaving the boiler to the radiator has stabilized at forty-eight degrees, that of the burnt gases leaving the boiler, that is to say inside the cap used as a chamber. gas turned out to be forty eight degrees. It is necessary to insist on the exact place of the temperature taking of the burnt gases that is to say just at the exit of these gases by the tubes of the collector therefore quite far of their entry into the fireplace. Having pushed this boiler to water temperature to 800 always with an excessively reduced flame and without inconvenience and this with a difference only of a gas-water degree. By using a maximum of combustion gases through an appropriate heating surface, very significant savings are obtained.

Le montage ou le démontage des divers éléments consti tifs de la chaudière peut s'effectuer en un temps très limité (nême par un ouvrier peu expérimenté). En effet, il suf- fit d'un tournevis et de ces du commerce pour assurer un nettoyage général périodique ou efiectuer rapidement le remplacement d'une pièce. -ar rapport aux chaudières similaires on n'aura nullement besoin de changer le corps de la chaudière dans 12 prsente invention ou même toute la cha udière mais seulement la pièce défectueuse. The assembly or disassembly of the various constituent elements of the boiler can be carried out in a very limited time (even by an inexperienced worker). In fact, all you need is a screwdriver and these commercial tools to ensure general periodic cleaning or to quickly replace a part. - compared to similar boilers there is no need to change the body of the boiler in 12 present invention or even the whole boiler but only the defective part.

La chaudière est constituée de plusieurs parties distinctes dont deux principales renfermant l'appareillage
- Le corps de chauffe ou enveloppe intérieure (i) coin portant divers appareillages reliée et solidaire a une enveloppe extérieure (2)
- D'une partie distincte (3) s'étageant la la partie su périeure des deux premières citées (1) et (7), appele collecteur (3).The boiler consists of several separate parts, two of which contain the main equipment
- The heating body or inner casing (i) corner carrying various devices connected and secured to an outer casing (2)
- A separate part (3) spanning the upper part of the first two cited (1) and (7), called collector (3).

Constituées (1) et (2) de deux enveloppes cylindriques, lune intérieure, l'autre extrieure, elles sont solidaires l'une de l'autre et reliées par soudures tanches. Blles sont séparées sur une même hauteur par un espace annulaire de 15 à 50 millimètres ou plus (suivant le nombre de calories envisagées) et dans lequel intervalle circule de l'eau chaude ou à chauffer. Constituted (1) and (2) of two cylindrical envelopes, inner moon, the other outside, they are integral with one another and connected by tight welds. Blles are separated on the same height by an annular space of 15 to 50 millimeters or more (depending on the number of calories envisaged) and in which interval circulates hot water or to be heated.

Le corps de chauffe intérieur (1) est constitué d'un cylindre de diamètre et hauteur en fonction du nombre de calories à utiliser. Il est ouvert sur son diar.etre aux deux extrémités bas et haut. 1 renferme dans son intérieur une série de tubes en serpentins de diamètre et nombre divers suivant limportance de la chaudière. Chaque serpentin est indépendant l'un de l'autre de même que leur départ au bas du cylindre et leur arrivée en haut du cylindre, chacun d'eux est en communication avec l'espace annulaire par perforation du cylindre intérieur au droit de leur départ et de leur arrivée.Ils sont reliés en bas comme en haut par des raccords en cuivre appelés communément unions ou raccords trois pièces dont l'une partie est fixée sur le corps du cylindre intérieur (l) et l'a utre partie sur le serpentin, ces deux parties étant naturellement assujetties par l'écrou ; ensemble facilenent démontable le cylindre tant ouvert aux deux ex trémités. L'enveloppe extérieure (2) est solidaire de l'enve- loppe intérieure (1) par deux fonds annulaires renfermant en bas et en ut l'espace entre les deux cylindres (1) et (2). The internal heating body (1) consists of a cylinder of diameter and height depending on the number of calories to be used. It is open on its diar. To be at the two ends low and high. 1 contains in its interior a series of serpentine tubes of varying diameter and number depending on the size of the boiler. Each coil is independent of each other as well as their departure at the bottom of the cylinder and their arrival at the top of the cylinder, each of them is in communication with the annular space by perforation of the interior cylinder at the right of their departure. They are connected at the bottom as at the top by copper fittings commonly called unions or three-piece fittings, one part of which is fixed on the body of the inner cylinder (l) and the other part on the coil , these two parts being naturally secured by the nut; easily removable assembly the cylinder both open at the two ends. The outer envelope (2) is integral with the inner envelope (1) by two annular bottoms enclosing at the bottom and in ut the space between the two cylinders (1) and (2).

C'est sur l'enveloppe extérieure (2) et au bas qu'est fixé un raccord trois pièces relin nt l'eau de l'espace annulaire avec l'eau du retour des appareils fonctionnes. L'eau cliaude provenant des serpentins (chambre de chauffe, enveloppe inté- rieure (1) et de l'espace annulaire est alors dirige vers le collecteur (3) par des coudes union en liaison avec (1) et (2) et (3), dont facilit: de montage et,de démontage. Le collecteur (3) emmagasine l'eau chaude produite dans la chambre de chauffe et dans l'espace annulaire et laisse passer les gaz brûlés se dirigeant vers la cheminée.Le collecteur (3) est constitué d'un cylindre de mêm.e diamètre que l'enveloppe extérieure (2). I1 est amovible et relié comme dit plus haut par des coudes unions trois pièces de section et nombre suffisants suivant l'importance de la chaudière. En réalité la liaison entre collecteur (3) et enveloppe (2) est réalisée par deux coudes formant un U dont l'une partie est fixée sur () et l'autre partie sur (3), les deux parties étant rendues solidaires à poste fixe sur cônes male et femelle par un écrou dénontable. vivant fixation ce collecteur sera posé sur un lit de mastic empêchant les gaz brûlés de s'infiltrer vers l'extérieur. Le départ de l'eau chaude pour l'utilisation s'effectue par raccord trois pièce en haut du collecteur sur la partie latérale.La section du raccord varie de 20 à 50 mm ou plus pour le diamètre intérieur et suivant l'importance de la chaudière. ;'our l'évacuation des gaz brûlés vers la cheminée, ce collecteur (3) est traversé par une s'rie de tubes ouverts N chaque extrémité et soudes sur les fonds inférieur et supérieur du dit collecteur. Ces tubes de section et nombre appropriés suivant l'importance de la chaudière seront en totalit au soins de section gale à celle de la cheminée. Chaque tube est niuni d'un système retardataire (hélicoïdal) qui permet au collecteur de profiter au maximum du passage de 1 chaleur. L'ensemble (I, 2, j) monté et ajus- té repose sur un socle en acier ou en fonte lequel supporte également le brûleur . Le brûleur issu de maison spécialisée est à marche lente ou active. I1 est fabriqué en acier inoxy dable. I1 est permis d'employer sir demande soit le gaz naturel OU le propane, ou le méthane ou autres g3Z combustibles.It is on the outer casing (2) and at the bottom that is fixed a three-piece connection connecting the water in the annular space with the water from the return of the working devices. The cliaude water coming from the coils (heating chamber, inner casing (1) and the annular space is then directed towards the collector (3) by union elbows in connection with (1) and (2) and ( 3), including ease of assembly and disassembly. The collector (3) stores the hot water produced in the heating chamber and in the annular space and lets the burnt gases pass towards the chimney. 3) consists of a cylinder of the same diameter as the outer casing (2) .I1 is removable and connected as said above by union elbows with three pieces of section and sufficient number depending on the size of the boiler. In reality, the connection between manifold (3) and casing (2) is made by two elbows forming a U, one part of which is fixed on () and the other part on (3), the two parts being made integral with the post. fixed on male and female cones by a detachable nut living fixing this collector will be placed on a bed of putty prevented ant burnt gases to seep out. The hot water is used for the use by a three-piece fitting at the top of the manifold on the side part.The section of the fitting varies from 20 to 50 mm or more for the inside diameter and depending on the size of the boiler. for our evacuation of the burnt gases towards the chimney, this collector (3) is crossed by a series of open tubes N at each end and welded to the lower and upper bottoms of said collector. These tubes of appropriate section and number depending on the size of the boiler will be in total care of section equal to that of the chimney. Each tube is provided with a retarding system (helical) which allows the collector to make the most of the passage of 1 heat. The assembly (I, 2, j) mounted and adjusted rests on a steel or cast iron base which also supports the burner. The burner from a specialized house is slow or active. It is made of stainless steel. It is permissible to use either natural gas OR propane, or methane or other combustible gases, on demand.

L'appareillage provenant également de maison spécialisée sont du type tout ou rien pour la sécurité airuel est adjoint un système tout ou peu servant en marche continue et à faible variante. Un thermostat fait partie de cet appareillage, pour éviter autant qu'il soit possible "déperditions de chaleur" l'extérieur est protégé par une matière calorifuge maintenue par une jaquette démontable qui peut être de section carrée ou rectangulaire, de construction en acier inoxydable, alliage d'aluminium ou en acier doux protégé. La sortie ou l'éva- cuation des gaz brûlés après le collectetir est assuree par un chapeau et une cheminée. Le chapeau également mobile le cas échéant, faisant office de chambre de réception des gaz brn- lés est muni d'un coupe-tirage. Tous les autres éléments sont en cuivre dc préférence métal choisi pour sa bonne conductibilité et sa bonne tenue aux agents chimiques 1 ils peuvent également entre raliss aussi soit en acier doux soit en acier inoxydable ou soit en alliage d'@luminium ou tout autre matériau pouvant supporter une température avoisinant 95/100 .The equipment also coming from specialized houses are of the all or nothing type for air safety is added an all or little system used in continuous operation and with little variation. A thermostat is part of this equipment, to avoid as much as possible "heat loss" the exterior is protected by an insulating material maintained by a removable jacket which can be of square or rectangular section, of stainless steel construction, protected aluminum alloy or mild steel. The exhaust or exhaust of the burnt gases after collection is ensured by a cap and a chimney. The cap, also mobile if necessary, serving as a chamber for receiving the burnt gases, is provided with a draft hood. All the other elements are made of copper, preferably metal, chosen for its good conductivity and good resistance to chemical agents. They can also be made either of mild steel or stainless steel or of a luminium alloy or any other material which can withstand a temperature of around 95/100.

Liaison par soudure électrique sons atmosphère d'argon, par soudure oxyacétylénique, par brasure de préférence à l'argent, Connection by electric welding in argon atmosphere, by oxyacetylene welding, by brazing preferably with silver,

Claims

- a separate part (3) spanning the upper part of the first two cited (1) and (2), called collector (3). - the heating body or inner casing (1) comprising various devices connected and secured to an outer casing (2) Claim 1: It is therefore a hot water boiler (90 to 95 maximum), characterized in that it is consisting of two main parts CLAIMS Claim 2: Boiler according to claim 1 characterized in that it consists of two cylindrical envelopes, one inside the other outside, integral and connected by watertight welds. Claim 3: Boiler according to claim 1 characterized in c. that 1. body of internal shit (1) consists of a cylinder of diameter and height according to the number of calories to be used. It is open on its diameter at both the bottom and top ends. It r @ nf @ rme in its interior a series of tubes in serpitinode diameter and various number according to the importance of the boiler. Each coil is independent from each other as well as their departure at the bottom of the cylinder and their arrival at the top of the cylinder, each of them is in communication with the annular space by perforation of the interior cylinder at the start and end of their arrival. Claim 4: Boiler according to claim 1, characterized in that the assembly and reassembly of the various constituent elements is carried out without problem. Claim 5: Boiler according to claim 1, characterized by the outer shell, integral with the inner shell by two annular rings enclosing at the bottom and at the top the space between the two cylinders. It is on the outer casing and the bu that is fixed a three-piece connection connecting the water in the annular space with the water from the return of the functional devices. The hot water from the coils and the annular space is then directed to the collector. Claim 6: Boiler according to claim 1, characterized in that the manifold consists of a cylinder of the same diameter as the outer casing. n is removable and connected by three pibo- union elbows. The connection between the collector and the envelope is made by two elbows forming a U fixed on each of said parts. These parts are secured to a fixed post on female and female cones by a removable nut. This collector is fixed on a bed of mastic. The hot water for use is made by connecting three pieces at the top of the collector on the side.

1 section of the connection varies, concerning the internal diameter, according to the size of the boiler.

Claim 7 t Boiler according to claims 1 and 6, characterized in that the manifold (3) is crossed by a series of tubes open at each end and welded to the lower and upper bottoms of said manifold. In the case of tubes of appropriate cross-section and number depending on the size of the boiler, all of them will be at least of cross-section equal to that of the chelinée, Each tube is provided with a delay system (helical) which allows the collector to make the most of the heat.

Claim 8: Boiler according to all of the preceding claims, characterized @ in that the elements (1, 2, 3) are mounted and adjusted resting on a steel or cast iron base which also supports the burner.