FR2562215A1

FR2562215A1 - BOILER WITH WATER TANK ENCLOSING A HEATING ROOM SURROUNDED BY SMOKE DUCTS

Info

Publication number: FR2562215A1
Application number: FR8504663A
Authority: FR
Inventors: Arne Thuvander; Marten Johansson
Original assignee: CTC AB
Current assignee: CTC AB
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1985-10-04
Also published as: DK140785D0; DE3508936A1; SE8401755L; DE3565173D1; EP0166703B1; NO851299L; DK140785A; SE441778B; EP0166703A2; NO851300L; SE8401755D0; EP0166703A3

Abstract

CHAUDIERE DONT LE RESERVOIR D'EAU CYLINDRIQUE ET CREUX 1 COMPORTE DES ENVELOPPES EXTERIEURE 2 ET INTERIEURE 3, AUTOUR D'UNE CHAMBRE DE CHAUFFE CYLINDRIQUE QU'ENTOURENT DES CONDUITS DE FUMEE 5 RACCORDES A DES ENCEINTES DE REVOLUTION DE FUMEES. LES CONDUITS DE FUMEE SONT FORMES PAR DES PLAQUES LONGITUDINALES 6 EN FORME DE CANAL, REPARTIES CIRCULAIREMENT ENTRE L'ENVELOPPE INTERIEURE 3 ET UN TUBE 4 QUI CONSTITUE LA CHAMBRE DE CHAUFFE. SELON L'INVENTION, CE TUBE PRESENTE UN EVIDEMENT AXIAL INFERIEUR VERS L'EXTREMITE BRULEUR DE LA CHAMBRE DE CHAUFFE; SON AUTRE EXTREMITE EST FERMEE PAR UNE PAROI PLEINE 7, ET IL PORTE QUATRE PLAQUES RADIALES EXTERIEURES QUI SE PROLONGENT JUSQU'A L'ENVELOPPE INTERIEURE 3 ET DIVISENT LES CONDUITS DE FUMEE EN QUATRE GROUPES. APPLICATION A LA REALISATION DE CHAUDIERES DU TYPE A BASSE TEMPERATURE.BOILER WHOSE CYLINDRICAL AND HOLLOW WATER TANK 1 INCLUDES EXTERIOR 2 AND INTERNAL 3 ENCLOSURES, AROUND A CYLINDRICAL HEATING CHAMBER SURROUNDED BY SMOKE DUCTS 5 CONNECTED TO FUME REVOLUTION ENCLOSURES. THE SMOKE DUCTS ARE SHAPED BY LONGITUDINAL PLATES 6 IN THE SHAPE OF A CHANNEL, DISTRIBUTED CIRCULARLY BETWEEN THE INTERNAL SHELL 3 AND A TUBE 4 WHICH CONSTITUTES THE CHAMBER OF HEATING. ACCORDING TO THE INVENTION, THIS TUBE HAS A LOWER AXIAL RECESS TOWARDS THE BURNER END OF THE HEATING CHAMBER; ITS OTHER END IS CLOSED BY A FULL WALL 7, AND IT CARRIES FOUR EXTERIOR RADIAL PLATES THAT EXTEND TO THE INNER SHELL 3 AND DIVIDE THE SMOKE DUCTS INTO FOUR GROUPS. APPLICATION TO THE REALIZATION OF LOW TEMPERATURE TYPE BOILERS.

Description

La présente invention concerne une chaudière se composant d'un réservoirThe present invention relates to a boiler consisting of a tank

d'eau cylindrique creux avec uneof hollow cylindrical water with a

enveloppe intérieure et une enveloppe extérieure, ce ré- inside envelope and an outer envelope, this

servoir renfermant une chambre de chauffe cylindrique en- tank containing a cylindrical heating chamber

tourée de conduits de fumée auxquels se raccordent des enceintes de révolution pour la fumée, ces conduits de fumée étant constitués par des plaques longitudinales en forme de canal qui sont également réparties circulairement intérieurement à l'enveloppe intérieure du réservoir d'eau, et dont la dimension radiale est sensiblement égale à la distance entre l'enveloppe intérieure et la chambre de chauffe. On cherche depuis longtemps à récupérer, dans une chaudière, le maximum de chaleur des fumées. Et, par suite, a chimney tower to which are connected revolution chambers for smoke, these flues consisting of longitudinal channel-shaped plates which are also circulally distributed internally to the inner casing of the water tank, and whose radial dimension is substantially equal to the distance between the inner casing and the heating chamber. It has long been sought to recover, in a boiler, the maximum heat of the fumes. And consequently,

il existe une demande de chaudières dites à basse tempé- there is a demand for low-temperature boilers

rature puisque, dans ce type de chaudière, on doit consi- because, in this type of boiler, one has to consider

dérer les problèmes de condensation. Certaines solutions ont été proposées, telles que celles décrites dans les to deal with condensation problems. Some solutions have been proposed, such as those described in

documents DE-A-1 778 880 et DE-B-2 613 186. Mais les solu- DE-A-1 778 880 and DE-B-2 613 186. But the solutions

tions décrites conduisent à une structure relativement com- described conditions lead to a relatively

plexe et à des difficultés de mise en oeuvre. La présente invention a donc pour objet la réalisation d'une chaudière plex and difficulties in implementation. The present invention therefore relates to the production of a boiler

à basse température de structure simple, facile à fabriquer. low temperature simple structure, easy to manufacture.

D'une manière générale, l'invention est caracté- In general, the invention is characterized

risée en ce que la chambre de chauffe de la chaudière se compose d'un tube qui, vers son extrémité de chauffe, présente un évidement axial à la partie inférieure et qui, vers son extrémité opposée, comporte une paroi d'extrémité, avec, extérieurement, quatre plaques radiales agencées le long de génératrices du tube et dont la dimension radiale est sensiblement égale à la distance entre la chambre de in that the heating chamber of the boiler consists of a tube which, towards its heating end, has an axial recess in the lower part and which, towards its opposite end, has an end wall, with, externally, four radial plates arranged along generatrices of the tube and whose radial dimension is substantially equal to the distance between the chamber of

chauffe et l'enveloppe intérieure, lesdites plaques divi- heater and the inner casing, said dividing plates

sant les conduits de fumée en quatre groupes autour du réservoir d'eau, un groupe inférieur, un groupe supérieur the flues in four groups around the water tank, a lower group, a higher group

et deux groupes latéraux, le groupe inférieur étant rac- and two lateral groups, the lower group being

cordé à la partie intérieure du tube de chauffe par l'in- corded to the inner part of the heating tube by means of

termédiaire de l'évidement axial ainsi qu'aux groupes latéraux par l'intermédiaire d'une première enceinte de révolution adjacente à ladite extrémité opposée du tube, les groupes latéraux étant raccordés au groupe supérieur par l'intermédiaire d'une deuxième enceinte de révolution adjacente à l'extrémité de chauffe du tube, et le groupe supérieur étant raccordé au carneau par l'intermédiaire de plaques de guidage adjacentes à l'extrémité dite opposée intermediate of the axial recess and the lateral groups via a first enclosure of revolution adjacent to said opposite end of the tube, the side groups being connected to the upper group through a second chamber of revolution adjacent to the heating end of the tube, and the upper group being connected to the flue via guide plates adjacent to the so-called opposite end

du tube.of the tube.

La suite de la description sera faite en se re- The rest of the description will be made in

portant aux dessins annexés qui représentent: - figure 1, une vue en coupe longitudinale de la chaudière, - figure 2, une vue en coupe transversale, showing in the accompanying drawings which represent: - Figure 1, a longitudinal sectional view of the boiler, - Figure 2, a cross-sectional view,

- figure 3,une vue latérale en élévation du tube consti- FIG. 3, a side elevational view of the tube constituting

tuant la chambre de chauffe, - figures 4A à 4E, ce même tube en coupe selon les lignes killing the heating chamber, - Figures 4A to 4E, the same tube section along the lines

A à E de la figure 3.A to E of Figure 3.

On a représenté figure 1 une chaudière à basse température comportant un réservoir d'eau cylindrique et creux 1 entre une enveloppe extérieure 2 et une enveloppe FIG. 1 shows a low temperature boiler comprising a cylindrical and hollow water reservoir 1 between an outer envelope 2 and an envelope

intérieure 3. La chaudière comporte un dispositif d'isola- 3. The boiler has an isolating device

tion 17 autour de l'enveloppe extérieure, et des disposi- around the outer shell, and the provisions

tifs d'isolation 18 à l'extérieur des parois d'extrémité 13 et 15. Des plaques longitudinales 26 sont prévues, avec une répartition circulaire régulière, le long de la face intérieure de l'enveloppe intérieure 3. Les plaques 26 ont pratiquement la forme d'un canal, et leur dimension radiale Insulators 18 are provided outside the end walls 13 and 15. Longitudinal plates 26 are provided, with a regular circular distribution, along the inner face of the inner casing 3. The plates 26 are substantially shape of a channel, and their radial dimension

est sensiblement égale à la distance entre l'enveloppe in- is substantially equal to the distance between the envelope

térieure et la chambre de chauffe cylindrique 4 formée dans cette enveloppe. On définit ainsi des conduits de fumée and the cylindrical heating chamber 4 formed in this envelope. This defines flues

axiaux 5.axial 5.

La chambre de chauffe cylindrique se compose d'un tube 4 qui, à une extrémité, comporte une paroi d'extrémité The cylindrical heating chamber consists of a tube 4 which at one end has an end wall

avec une ouverture 16 pour recevoir le brûleur. A l'au- with an opening 16 to receive the burner. At the other

tre extrémité du tube 4, la paroi d'extrémité 7 est pleine. end of the tube 4, the end wall 7 is full.

Vers l'extrémité de chauffe, le tube comporte, en sa partie inférieure, un évidement axial 6. Sur la face extérieure du tube de chauffe 4, quatre plaques 8 sont montées le long de génératrices du tube. La dimension radiale des plaques 8 est sensiblement égale à la distance entre le Towards the heating end, the tube comprises, in its lower part, an axial recess 6. On the outer face of the heating tube 4, four plates 8 are mounted along generatrices of the tube. The radial dimension of the plates 8 is substantially equal to the distance between the

tube de chambre de chauffe 4 et l'enveloppe intérieure 3. heating chamber tube 4 and the inner casing 3.

Les conduits de fumée axiaux 5 sont donc divisés en quatre groupes au moyen de ces plaques. L'un des groupes The axial flues 5 are thus divided into four groups by means of these plates. One of the groups

de conduits 19 est prévu à la partie inférieure du réser- 19 is provided at the bottom of the tank.

voir d'eau; deux autres groupes de conduits 20 sont prévus latéralement, et le dernier groupe de conduits 21 est prévu see water; two other groups of ducts 20 are provided laterally, and the last group of ducts 21 is provided

sous la partie supérieure du réservoir d'eau. La disposi- under the top of the water tank. The provision

tion décrite est représentée figure 4D. Comme on le voit figures 4B à 4E, l'enveloppe intérieure 3 du réservoir d'eau est disposée autour du tube de la chambre de chauffe described is shown in FIG. 4D. As can be seen in FIGS. 4B to 4E, the inner casing 3 of the water tank is arranged around the tube of the heating chamber

4. Les deux plaques inférieures 8 sont prévues sur la tota- 4. The two lower plates 8 are provided on the whole

lité de la distance entre la paroi d'extrémité de chauffe distance between the heating end wall

et la paroi d'extrémité opposée 7. Les deux plaques su- and the opposite end wall 7. The two plates

périeures 8 sont formées à partir de la paroi d'extrémité 8 are formed from the end wall

pleine 7, mais ne se prolongent pas jusqu'à la paroi d'ex- full 7, but do not extend to the wall of ex-

trémité de chauffe 15, formant, à cet endroit, un évidement 10. A l'extérieur de la paroi d'extrémité pleine 7, est montée une plaque 11 en forme de V dont la pointe se trouve sur l'axe du tube de chambre de chauffe, et dont les côtés se situent radialement en coincidence avec les deux plaques the heating end 15, forming a recess 10 at this location. Outside the solid end wall 7 is mounted a V-shaped plate 11, the point of which is on the axis of the chamber tube. of heating, and whose sides are located radially in coincidence with the two plates

supérieures 8. Quant aux deux plaques inférieures 8 dispo- 8. The two lower plates 8

sées selon des génératrices du tube de chambre de chauffe 4, elles se situent en coincidence avec les bords axiaux 22 according to generatrices of the heating chamber tube 4, they are in coincidence with the axial edges 22

de l'évidement 6 à la partie inférieure du tube 4. On réa- from the recess 6 to the lower part of the tube 4.

lise ainsi une jonction entre l'intérieur du tube de chaml de chauffe 4 et le groupe inférieur de conduits de fumée Le brûleur est reçu dans l'ouverture 16 de la paroi d'extrémité 15. Les gaz de brûlage que dégagent ce brûleur sont renvoyés par la paroi d'extrémité 7 du tube 4 vers l'évidement 6, et, par ce dernier (figure 4C), vers les conduits de fumée du groupe inférieur de conduits 19 (voir figure 4D). Les fumées circulant dans ces conduits parviennent dans une enceinte de révolution disposée sous la plaque 11 en forme de V, entre la paroi d'extrémité 7 Thus, a junction between the inside of the heating chamber tube 4 and the lower group of flue pipes The burner is received in the opening 16 of the end wall 15. The flue gases released by this burner are returned by the end wall 7 of the tube 4 to the recess 6, and, by the latter (Figure 4C), to the smoke ducts of the lower group of ducts 19 (see Figure 4D). The flue gases circulating in these ducts reach into a chamber of revolution disposed under the V-shaped plate 11 between the end wall 7

et la paroi d'extrémité 13 de l'enveloppe intérieure 3. and the end wall 13 of the inner casing 3.

Dans cette enceinte, les gaz se dirigent vers le haut, pé- In this chamber, the gases are moving upwards,

nètrent dans les conduits des groupes de conduits latéraux (figure 4E) et parviennent dans une deuxième enceinte de révolution adjacente à la paroi d'extrémité de chauffe et formée par les évidements 10 pratiqués dans les deux plaques supérieures 8. Un raccordement est donc réalisé are fed into the ducts of the lateral duct groups (Figure 4E) and arrive in a second enclosure of revolution adjacent to the heating end wall and formed by the recesses 10 formed in the two upper plates 8. A connection is made

entre les groupes latéraux de conduits 20 et le groupe su- between the side groups of conduits 20 and the supergroup

périeur de conduits 21, comme on peut le voir figure 4B. upper ducts 21, as can be seen in Figure 4B.

Le groupe supérieur de conduits ramène les fumées vers la paroi d'extrémité arrière, et, de là, vers l'espace situé au-dessus de la plaque en forme de V 11 (figure 4E). Cet espace est raccordé à la cheminée par un carneau 20 comme The upper duct group returns the flue gas to the rear end wall, and from there to the space above the V-shaped plate 11 (Figure 4E). This space is connected to the chimney by a flue 20 as

cela a été représenté figure 1.this has been shown in Figure 1.

Grâce à l'agencement décrit des plaques longitu- Thanks to the arrangement described longitudinal plates

dinales 8, les fumées les plus chaudes sont amendes en contact avec la partie la plus froide du réservoir d'eau 1, c'est-à-dire avec la partie inférieure de ce réservoir, et transfèrent leur chaleur à l'eau qui se trouve dans cette partie inférieure. Les fumées légèrement refroidies 8, the hottest fumes are fined in contact with the coldest part of the water tank 1, that is to say with the lower part of this tank, and transfer their heat to the water which is found in this lower part. Slightly cooled fumes

sont alors amendes en contact avec la partie centrale lé- are then fined in contact with the central part

gèrement chauffée du réservoir d'eau. Et finalement les fumées les plus refroidies sont amendes en contact avec la partie la plus chauffée du réservoir d'eau, c'est-à-dire fully heated water tank. And finally the most cooled fumes are fined in contact with the hottest part of the water tank, that is to say

avec sa partie supérieure.with its upper part.

La répartition des conduits de fumée en groupes The distribution of flues in groups

permet une utilisation très efficace de l'énergie thermi- allows a very efficient use of thermal energy

que des fumées. Cela implique toutefois une température très basse des fumées dans la cheminée, et, par suite un risque de condensation. Dans le cas o la cheminée ne peut pas supporter une température aussi basse, la température only fumes. This implies, however, a very low temperature of the smoke in the chimney, and consequently a risk of condensation. In the case where the chimney can not withstand such a low temperature, the temperature

doit être augmentée pour éviter une corrosion de la chemi- should be increased to prevent corrosion of the

née, ce qui est possible avec une structure conforme à l'invention. La paroi d'extrémité 7, à l'opposé de la paroi d'extrémité de chauffe, peut être réalisée à double paroi, avec une partie fixe extérieure sur laquelle est fixée la plaque 11 en forme de V, et une partie intérieure mobile axialement 27. La partie intérieure est normalement écartée de la partie extérieure, en direction du brûleur, pour que born, which is possible with a structure according to the invention. The end wall 7, opposite the heating end wall, can be made double-walled, with an outer fixed part on which is fixed the V-shaped plate 11, and an axially movable inner part. 27. The inner part is normally separated from the outer part, in the direction of the burner, so that

soit ménagée une certaine distance entre les deux parties. a certain distance is left between the two parts.

Dans le tube qui constitue la chambre de chauffe, la tem- In the tube which constitutes the heating chamber, the temperature

pérature entre les deux parties est alors inférieure à la température dans les autres zones. Les fumées dégagées seront par conséquent à une température plus basse dans la partie arrière du groupe de conduits 21. S'il se trouve que la température des fumées dans la cheminée est trop basse, The temperature between the two parts is then lower than the temperature in the other zones. The fumes released will therefore be at a lower temperature in the rear part of the duct group 21. If it turns out that the flue gas temperature is too low,

la partie intérieure 27 est ramenée vers la partie exté- the inner part 27 is brought back to the outer part

rieure, ce qui conduit à augmenter la température dans la higher, which leads to a higher temperature in the

partie arrière du tube formant chambre de chauffe. Les fu- rear part of the tube forming a heating chamber. The fugitives

mées sont de la sorte réchauffées dans la partie arrière du groupe de conduits 21, ce qui augmente la température des are heated in the rear part of the duct group 21, which increases the temperature of the

fumées dans la cheminée.smoke in the fireplace.

L'agencement qui vient d'être décrit fonctionne de The arrangement just described works from

manière très satisfaisante. Par ailleurs, la structure mé- very satisfactory way. In addition, the structure

canique en est très simple, et en facilite la fabrication à bas prix. L'entretien d'une telle structure est également aisé. Pour le nettoyage par exemple, on dépose la paroi d'extrémité 15, ce qui permet d'8ter de la chaudière le tube formant chambre de chauffe. Lorsque le nettoyage est terminé, le tube est replacé dans la chaudière, la paroi d'extrémité 15 est revissée, et la chaudière est de nouveau prête à fonctionner. canique is very simple, and facilitates the manufacture at low prices. The maintenance of such a structure is also easy. For cleaning, for example, the end wall 15 is removed, which allows the boiler tube to be removed from the furnace chamber. When the cleaning is complete, the tube is returned to the boiler, the end wall 15 is screwed back, and the boiler is ready for operation again.

Claims

1. Boiler with a cylindrical water tank

a jig and hollow (1), with an outer casing (2) and an inner casing (3) enclosing a cylindrical heating chamber surrounded by smoke ducts (5) to which smoke chambers of revolution are connected; smoke ducts being constituted by longitudinal plates having substantially the shape of a

channel (26), which are circularly distributed regularly

on the inner side of the inner envelope

(3) of the water tank and have a radial dimension sensi-

equal to the distance between the inner casing and the heating chamber, characterized in that the heating chamber consists of a tube (4) which towards its end

heating element, has an axial recess (6) at its

and which, towards its opposite end, comprises an end wall (7), with, on its external face, four radial plates (8) placed along generatrices of the tube and whose radial dimension is substantially equal to the distance between the heating chamber (4) and the inner casing (3), said plates dividing the ducts of

smoke in four groups around the water reservoir, a group

pe at the bottom, a group at the top, and two side groups, the lower duct group being connected to the inner part of the heating tube via the axial recess (6) and to the

lateral groups of ducts via a first

first revolution chamber (9) which is adjacent to said

opposite end of the tube, and the lateral groups of

ducts being connected to the upper duct group via a second rotational enclosure (10) which is adjacent to the heating end of the tube, and this upper duct group being connected to the flue (12) of the chimney through plates of

guide (11) adjacent to said opposite end of the tube.

2. Boiler according to claim 1, characterized

in that the two lower radial plates (8) -

are mounted along generatrices of the tube (4) so as to coincide with the axial edges of the recess (6) of the

lower part of the tube.

3. Boiler according to claim 1, characterized

characterized in that the guide plates (11) are mounted outside said opposite end wall of the tube (4), and are in the form of a V-shaped plate (11), the point is located on the axis of the tube (4), and whose sides coincide with the two radial plates

(8) higher.

4. Boiler according to claim 1 or 2, characterized

characterized in that the first revolution chamber is formed by the space under the V-shaped plate (11) between said end wall (7) of the tube (4) and an end wall (13) of the inner envelope of the

water reservoir.

5. Boiler according to claim 1, characterized

in that the two upper radial plates (8) each have a recess towards the end wall

of heating (15) of the tube (4), the second chamber of revolution

elution being formed by the space between the tube (4) and the

inner veloppe (3) of the adjacent water reservoir

at this end wall.

- 6. Boiler according to claim 1 or 3, characterized

characterized in that said opposite end wall of the tube is composed of two parts, an outer fixed part on which is fixed the V-shaped plate (11), and an inner part (27) axially movable in the tube,

the distance between the two parts determining the temperature

erase smoke in the chimney.