FR2594941A1 - Dry-process condensation boiler - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une chaudière à condensation par voie sèche. Dans la suite, on considérera plus particulièrement une réalisation d'une telle chaudière équipée de brûleurs à gaz. Toutefois, la chaudière suivant l'invention peut également etre utilisée avec des brûleurs à combustible liquide. The present invention relates to a dry condensing boiler. In the following, we will consider more particularly an embodiment of such a boiler equipped with gas burners. However, the boiler according to the invention can also be used with liquid fuel burners.
En pratique, une chaudière à condensation par voie sèche est une chaudière dans laquelle les gaz de combustion, essentiellement du gaz carbonique et de l'eau cèdent leurs calories à travers un échangeur de chaleur surdimensionné, à tel point que la température de sortie des gaz de combustion descend au-dessous du point de rosée. In practice, a dry condensing boiler is a boiler in which the combustion gases, essentially carbon dioxide and water give up their calories through an oversized heat exchanger, so much so that the outlet temperature of the gases of combustion drops below the dew point.
Un objet de la présente invention consiste à prévoir une chaudière à condensation qui soit d'un prix de revient moins élevé que les chaudières antérieurement connues, tout en ayant la meme efficacité. An object of the present invention is to provide a condensing boiler which has a lower cost price than previously known boilers, while having the same efficiency.
Suivant une caractéristique de l'invention, chaque tube d'échange est constitué par un tube droit externe dans lequel est enfilé un tube interne fermé entouré d'une hélice, le diamètre hors tout du tube interne fermé plus l'hélice étant égal au diamètre interne du tube externe. According to a characteristic of the invention, each exchange tube is constituted by a straight external tube in which is threaded a closed internal tube surrounded by a propeller, the overall diameter of the closed internal tube plus the propeller being equal to the diameter inner of the outer tube.
Suivant une autre caractéristique, l'entrée des tubes d'échanges de chaleur est plus haute que leur sortie. According to another characteristic, the entry of the heat exchange tubes is higher than their exit.
Suivant une autre caractéristique, la chaudière est inclinée par rapport à l'horizontale. According to another characteristic, the boiler is inclined relative to the horizontal.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ain-si que d'autres, apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
la Fig. 1 est upe vue en coupe longitudinale d'une chaudière suivant l'invention,
la Fig. 2 est une vue en coupe transversale de la chaudière de la Fig. 1, suivant la ligne Il-Il, et
la Fig. 3 est une vue d'une variante de détail de la chaudière de la Fig. 1.The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the accompanying drawings, among which:
Fig. 1 is a view in longitudinal section of a boiler according to the invention,
Fig. 2 is a cross-sectional view of the boiler of FIG. 1, along the line Il-Il, and
Fig. 3 is a view of a variant detail of the boiler of FIG. 1.
La chaudière de la Fig. 1 a une allure générale cylindrique et comprend une chambre de combustion 1 en forme de pot formée d'une paroi cylindrique 2 fermée par un fond 3, et une chemise annulaire d'eau à chauffer 4 limitée dans le sens radial, d'une part, intérieurement par la face externe de la paroi 2, et d'autre part, par une enveloppe extérieure cylindrique 5. La chemise d'eau 4 est traversée par une nappe annulaire de tubes longitudinaux 6 conduisant les gaz de combustion. Les deux bouts de l'enveloppe cylindrique 5 sont fermés, d'une part, par un fond 7 derrière le fond 3 de la chambre de combustion et, d'autre part, par un couvercle 8 en face de l'entrée de la chambre de combustion. The boiler of FIG. 1 has a generally cylindrical appearance and comprises a combustion chamber 1 in the form of a pot formed by a cylindrical wall 2 closed by a bottom 3, and an annular jacket of water to be heated 4 limited in the radial direction, on the one hand , internally by the external face of the wall 2, and on the other hand, by a cylindrical outer envelope 5. The water jacket 4 is crossed by an annular ply of longitudinal tubes 6 leading the combustion gases. The two ends of the cylindrical casing 5 are closed, on the one hand, by a bottom 7 behind the bottom 3 of the combustion chamber and, on the other hand, by a cover 8 opposite the entrance to the chamber combustion.
Le centre du fond 7 est ouvert et les bords du trou central sont soudés à un départ de conduit de fumée 10 sur lequel est monté un extracteur 11, schématiquement représenté. Le centre du couvercle 9 est également ouvert pour le passage du brûleur 12 de la chaudière, également schématiquement représenté. La face interne du couvercle 9, ainsi que celle de la face adjacente de l'enveloppe 5, sont respectivement doublées de couches de fibres d'alumine 13 et 14. The center of the bottom 7 is open and the edges of the central hole are welded to a flue outlet 10 on which is mounted an extractor 11, schematically shown. The center of the cover 9 is also open for the passage of the burner 12 of the boiler, also schematically shown. The internal face of the cover 9, as well as that of the adjacent face of the envelope 5, are respectively lined with layers of alumina fibers 13 and 14.
Longitudinalement, la chemise d'eau 4 est limitée par deux couronnes circulaires 15 et 16, évidemment percées de trous correspondant aux passages des tubes 6. Les tubes 6 sont soudés aux bords des trous des plaques 15 et 16. Longitudinally, the water jacket 4 is limited by two circular rings 15 and 16, obviously pierced with holes corresponding to the passages of the tubes 6. The tubes 6 are welded to the edges of the holes in the plates 15 and 16.
Le bord libre 17 de la paroi 2 se trouve à une certaine distance de la face interne de la couche isolante 13. La face interne du fond 3, ainsi que celle de la zone adjacente de la paroi 2 sont revêtues d'une couche de ciment réfractaire 18, la face interne centrale de la couche 18 étant encore recouverte d'une couche de fibres d'alumine 19. La couronne 15 se trouve un peu plus éloignée du fond 7 que le fond 3 et, réciproquement, la couronne 16 est pratiquement au niveau du bord libre 17 de la paroi 2. The free edge 17 of the wall 2 is located at a certain distance from the internal face of the insulating layer 13. The internal face of the bottom 3, as well as that of the adjacent zone of the wall 2 are coated with a layer of cement. refractory 18, the central internal face of the layer 18 being still covered with a layer of alumina fibers 19. The crown 15 is a little further from the bottom 7 than the bottom 3 and, conversely, the crown 16 is practically at the free edge 17 of the wall 2.
Enfin, près de la couronne 15, l'enveloppe 5 comporte un orifice sur les bords duquel est soudée une tubulure 20, destinée à être reliée à la canalisation de retour d'eau froide de l'installation à chauffer et assurant l'entrée de l'eau froide dans la chemise d'eau 4, et, près de la couronne 16, elle comporte un trou sur les bords duquel est soudée une tubulure 21 destinée à être raccordée à la canalisation de départ d'eau chaude et communiquant avec la chemise d'eau 4. Finally, near the crown 15, the casing 5 has an orifice on the edges of which is welded a tube 20, intended to be connected to the cold water return pipe of the installation to be heated and ensuring the entry of cold water in the water jacket 4, and, near the crown 16, it has a hole on the edges of which is welded a tube 21 intended to be connected to the hot water outlet pipe and communicating with the water jacket 4.
Suivant l'invention, dans la chambre de 'combustion 1, à l'intérieur de la paroi 2, il est prévu un cylindre creux 22 dont une e: < 4rémité 23 est appliquée contre la couche 13 qui revêt la couvercle 9, et dont l'autre extrémité 24 est située à une certaine distance de la face libre de la couche 19 du fond 3. La face externe du cylindre 22 est pourvue d'une pluralité d'ailettes 25. La largeur des ailettes 25 est, au jeu nécessaire près, égale à la différence des rayons du cylindre 22 et de la paroi 2. Dans le sens longitudinal, vers le fond 3, les ailettes 25 s'arrêtent avant le chant de la couche de ciment réfractaire 18. Vers le bord libre 17 de 2, la largeur des ailettes 25 est plus grande de manière à former des butées 26 qui limitent la pénétration du cylindre 22 dans la chambre de combustion.Le talon 27 des ailettes est un peu écarté de la couche 13. Autour du bord 23 du cylindre 22, est soudée une couronne transversale 28 de petite largeur qui augmente l'aire de la surface de contact du cylindre 22 avec la couche 13. According to the invention, in the combustion chamber 1, inside the wall 2, there is provided a hollow cylinder 22 of which an e: <4 end 23 is applied against the layer 13 which covers the cover 9, and whose the other end 24 is located at a certain distance from the free face of the layer 19 of the bottom 3. The external face of the cylinder 22 is provided with a plurality of fins 25. The width of the fins 25 is, at the necessary clearance close, equal to the difference of the radii of the cylinder 22 and of the wall 2. In the longitudinal direction, towards the bottom 3, the fins 25 stop before the edge of the layer of refractory cement 18. Towards the free edge 17 of 2, the width of the fins 25 is greater so as to form stops 26 which limit the penetration of the cylinder 22 into the combustion chamber. The heel 27 of the fins is slightly spaced from the layer 13. Around the edge 23 of the cylinder 22, is welded a transverse crown 28 of small width which increases the surface area of co ntact of cylinder 22 with layer 13.
Les tubes 5 forment avec la chemise d'eau 4 l'échangeur thermique. En pratique, à l'intérieur des tubes 6, sont glissés des tubes fermés 29 dont chacun porte sur sa face extérieure une hélice 30. Le diamètre hors tout des tubes 29, plus leurs hélices, est égal au diamètre intérieur des tubes 6. The tubes 5 form with the water jacket 4 the heat exchanger. In practice, inside the tubes 6, closed tubes 29 are slipped, each of which carries on its outer face a helix 30. The overall diameter of the tubes 29, plus their helices, is equal to the inside diameter of the tubes 6.
Les hélices 30 obligent dans chaque tube 6, le courant de gaz chaud à parcourir un long chemin en hélice au cours duquel il échange pratiquement toute sa chaleur, au point de sortir du tube 6 à une température telle que la vapeur d'eau contenue dans les gaz de combustion se condense, en cédant sa chaleur de condensation. The propellers 30 force in each tube 6, the stream of hot gas to travel a long helical path during which it exchanges practically all its heat, to the point of leaving the tube 6 at a temperature such that the water vapor contained in the combustion gases condense, yielding its heat of condensation.
Par ailleurs, des chicanes 31, sous la forme de plaques transversales, sont prévues dans la chemise d'eau 4. Les chicanes 31 à 33 sont disposées de manière à ce que l'eau froide entrant par 20 ne puisse circuler longitudinalement, directement vers la sortie d'eau chaude 21, mais décrive, autour de la paroi 2, un parcours en hélice. Furthermore, baffles 31, in the form of transverse plates, are provided in the water jacket 4. The baffles 31 to 33 are arranged so that the cold water entering through 20 cannot circulate longitudinally, directly towards the hot water outlet 21, but describes, around the wall 2, a helical path.
Comme le montre la coupe transversale de la Fig. 2, les ailettes 25 peuvent n'être pas réparties uniformément autour de l'axe de la chaudière, mais être plus nombreuses entre les parties basses du cylindre 22 et de la paroi 2 qu'entre leurs parties hautes. En pratique, les ailettes 25 assurent le centrage du cylindre 22 dans la chambre de combustion. As shown in the cross section of FIG. 2, the fins 25 may not be distributed uniformly around the axis of the boiler, but be more numerous between the lower parts of the cylinder 22 and of the wall 2 than between their upper parts. In practice, the fins 25 ensure the centering of the cylinder 22 in the combustion chamber.
En fonctionnement, la flamme 34 du brûleur 12 est projetée, à l'intérieur du tube 22, contre la bouche d'alumine 19. Puis les gaz de combustion parcourent l'espace annulaire entre 22 et 2, vers les couches 13 et 14, puis suivent les parcours en hélice définis par les tubes 6, 29 et les hélices 30, pour déboucher dans la chambre de sortie 35, entre 3 et 10, et être éjectés par le tuyau 10, à travers l'extracteur 21. In operation, the flame 34 of the burner 12 is projected, inside the tube 22, against the alumina mouth 19. Then the combustion gases pass through the annular space between 22 and 2, towards the layers 13 and 14, then follow the helical paths defined by the tubes 6, 29 and the propellers 30, to lead into the outlet chamber 35, between 3 and 10, and be ejected through the pipe 10, through the extractor 21.
La Fig. 1 montre également que l'axe de révolution R de la chaudière est incliné par rapport à l'horizontale d'un angle a, de manière que le point le plus bas de la chaudière soit celui du fond 7. Dans ces conditions, l'eau de condensation qui se forme dans la partie finale des tubes 6, s'écoule vers la chambre 35 pour se rassembler au point le plus bas de 7. Pour assurer l'écoulement de cette eau vers l'extérieur, un tuyau de sortie 36, débouchant dans le bas de la paroi 5, près du point bas de 7, est prévu. Le tuyau 36 est coudé pour former un siphon retenant une hauteur d'eau suffisante entre deux points 36 et 37, pour équilibrer la dépression créé par l'extracteur 11. On évite ainsi l'entrée d'air par 36. Fig. 1 also shows that the axis of revolution R of the boiler is inclined relative to the horizontal by an angle a, so that the lowest point of the boiler is that of the bottom 7. Under these conditions, the water of condensation which forms in the final part of the tubes 6, flows towards the chamber 35 to collect at the lowest point of 7. To ensure the flow of this water towards the outside, an outlet pipe 36 , opening at the bottom of the wall 5, near the low point of 7, is provided. The pipe 36 is bent to form a siphon retaining a sufficient height of water between two points 36 and 37, to balance the depression created by the extractor 11. This avoids the entry of air through 36.
Au démarrage d'un fonctionnement, quand la chaudière est froide, et en particulier le fond 3 du pot avec ses couches 18 et 19, il peut se créer un peu d'eau de condensation en bas du fond du pot. At the start of an operation, when the boiler is cold, and in particular the bottom 3 of the pot with its layers 18 and 19, a little water of condensation may be created at the bottom of the bottom of the pot.
C'est pourquoi, un tuyau de faible diamètre 39 est prévu entre le bas du chant de la couche 18 et l'extérieur de manière que cette eau puisse s'écouler par gravité. Dans ce cas, un siphon peut n'être pas nécessaire, car la dépression créée par l'extracteur 11 se fait peu sentir à l'entrée du tuyau 39.This is why a small diameter pipe 39 is provided between the bottom of the edge of the layer 18 and the outside so that this water can flow by gravity. In this case, a siphon may not be necessary, because the depression created by the extractor 11 is hardly felt at the inlet of the pipe 39.
Au lieu d'utiliser un extracteur 11 à la sortie des gaz brûlés, on peut prévoir une soufflante qui envoie de l'air sous pression du côté du brûleur. Dans ce cas, le siphon sur le tuyau 36 peut n'être pas nécessaire et le tuyau 39 est de préférence remplacé par un tuyau 40 dont le point de départ est le même, mais qui peut déboucher directement dans la chambre 35. Instead of using an extractor 11 at the outlet of the burnt gases, a fan can be provided which sends pressurized air to the side of the burner. In this case, the siphon on the pipe 36 may not be necessary and the pipe 39 is preferably replaced by a pipe 40 whose starting point is the same, but which can lead directly into the chamber 35.
De préférence, le cylindre 22 est en acier inoxydable austénitique réfractaire au Nickel Chrome, dont un exemple est connu sous la dénomination AFNOR Z8 NC 3221 - W.Nr 48,76. En fait, il faut que le matériau du cylindre 22 ait une bonne résistance au fluage jusqu'à 11000 C, température que peut atteindre la périphérie de la flamme 34. Les autres pièces sont en acier inoxydable ordinaire, sauf les couches de ciment réfractaire et de fibres d'alumine mentionnées ci-dessus. Preferably, the cylinder 22 is made of austenitic stainless steel refractory to Nickel Chromium, an example of which is known under the name AFNOR Z8 NC 3221 - W.Nr 48.76. In fact, it is necessary that the material of the cylinder 22 has a good resistance to creep up to 11000 C, temperature which can reach the periphery of the flame 34. The other parts are ordinary stainless steel, except the layers of refractory cement and alumina fibers mentioned above.
A titre d'exemple, les dimensions d'une chaudière suivant l'invention peuvent entre, pour obtenir une puissance de 17,5 à 60 kW, les suivantes:
diamètre de l'enveloppe 5, 51 cm; longueur de 5, 81 cm;
diamètre de 2, 30 cm; longueur de 2, environ 60 cm; diamètre de
22, 18 cm, longueur de 22, environ 60 cm; distance de 24 à 19,
de l'ordre de 2, 5 à 3 cm, diamètre des tubes 6, de 3 à 3, 5
cm.By way of example, the dimensions of a boiler according to the invention can be, to obtain a power of 17.5 to 60 kW, the following:
diameter of the envelope 5.51 cm; length of 5, 81 cm;
diameter of 2.30 cm; length of 2, about 60 cm; diameter of
22, 18 cm, length of 22, about 60 cm; distance from 24 to 19,
of the order of 2.5 to 3 cm, diameter of the tubes 6, from 3 to 3.5
cm.
Ces dimensions ne sont évidemment données que. pour fixer les ordres de grandeur. These dimensions are obviously only given. to fix orders of magnitude.
I1 faut encore noter que le couvercle 8 peut être fixé à l'enveloppe par des moyens de fixation classiques quelconques, l'étanchéité étant assurée par les surfaces de contact entre les couches de fibres d'alumine 13 et 14. Par ailleurs, une fois le couvercle 8 enlevé, avc la couche 13, on a un accès direct à tous les éléments vitaux de la chaudière, tels que le tube 22, les tubes 29 qui peuvent être sortis pour procéder à un nettoyage. It should also be noted that the cover 8 can be fixed to the envelope by any conventional fixing means, the seal being ensured by the contact surfaces between the layers of alumina fibers 13 and 14. Furthermore, once the cover 8 removed, with the layer 13, there is direct access to all the vital elements of the boiler, such as the tube 22, the tubes 29 which can be taken out for cleaning.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8602774A FR2594941A1 (en) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | Dry-process condensation boiler |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8602774A FR2594941A1 (en) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | Dry-process condensation boiler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2594941A1 true FR2594941A1 (en) | 1987-08-28 |
Family
ID=9332614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8602774A Withdrawn FR2594941A1 (en) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | Dry-process condensation boiler |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2594941A1 (en) |
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1986
- 1986-02-26 FR FR8602774A patent/FR2594941A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | ||
| AR | Application made for restoration | ||
| BR | Restoration of rights | ||
| ST | Notification of lapse |