FR2700382A1 - Double exchanger for the constitution of a boiler sectional heater. - Google Patents
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Abstract
L'échangeur double est formé d'un demi-échangeur droit (2) et d'un demi-échangeur gauche (3) qui sont joints mécaniquement et reliés hydrauliquement d'une part entre eux pour former un échangeur double (1) équivalent d'un échangeur monobloc et reliés d'autre part aux demi-échangeurs adjacents au niveau de leurs extrémités supérieures et inférieures pour constituer un corps de chauffe sectionnable (4) de chaudière. Application aux chaudières sectionnables en fonte.The double exchanger is formed of a right half-exchanger (2) and a left-hand half-exchanger (3) which are mechanically joined and hydraulically connected on the one hand to each other to form a double exchanger (1) equivalent to 'a one-piece exchanger and connected on the other hand to the adjacent half-exchangers at their upper and lower ends to form a sectionable heating body (4) of the boiler. Application to sectionable cast iron boilers.
Description
L'invention se rapporte à un élémentThe invention relates to an element
échangeur double pour chaudière sectionnable en fonte. double heat exchanger for sectional cast iron boiler.
Le corps de chauffe d'une chaudière section- The heating body of a boiler section-
nable est formé par la juxtaposition-assemblage d'un certain nombre d'éléments échangeurs de chaleur de nable is formed by the juxtaposition-assembly of a number of heat exchanger elements of
préférence en fonte.preferably cast iron.
Chaque échangeur comporte une entrée basse d'eau froide et une sortie haute d'eau réchauffée sous la forme chacune d'une ouverture traversante dont la Each exchanger comprises a low inlet of cold water and a high outlet of heated water in the form each of a through opening whose
bordure sert de surface de portée.border serves as a reach surface.
L'assemblage s'effectue par l'intermédiaire de douilles biconiques de jonction ou de raccordement The assembly is carried out by means of double junction or connection sockets
traversantes appelées nipples.traverses called nipples.
Ces échangeurs donnent satisfaction en ce qui concerne les performances d'échange, par contre ils sont lourds, volumineux et chers et nécessitent un These exchangers are satisfactory in terms of exchange performance, but they are heavy, bulky and expensive and require
investissement conséquent en fonderie Ces inconvé- investment in the foundry These disadvantages
nients sont réels et deviennent suffisamment importants are real and become sufficiently important
déjà pour les chaudières de puissance moyenne, c'est-à- already for boilers of medium power, that is,
dire dépassant une puissance de 200 KW Les corps de chauffe de celles- ci sont formés selon une réalisation particulière de deux rangées parallèles d'échangeurs de The heating elements of these are formed according to a particular embodiment of two parallel rows of heat exchangers.
plus petites dimensions.smaller dimensions.
Ces échangeurs sont montés de la même façon que les échangeurs monobloc des chaudières de petite These exchangers are mounted in the same way as the monobloc heat exchangers of small boilers
puissance par nipples et tirants.power by nipples and tie rods.
On se retrouve ainsi avec deux batteries d'échangeurs en parallèle dont il faut réunir les entrées et les sorties des échangeurs d'extrémité par We thus find ourselves with two batteries of exchangers in parallel of which we must gather the inputs and outputs of the end exchangers by
des collecteurs, comme illustré par la figure 4. collectors, as illustrated in Figure 4.
Ce mode obligatoire de construction présente This mandatory mode of construction presents
divers inconvénients.various disadvantages.
Cette solution s'avère onéreuse pour les raisons suivantes: les pièces assurant la fonction de collecteur sont complexes, donc plus difficiles à fabriquer; l'assemblage nécessite plus de main d'oeuvre; la chaudière présente les inconvénients d'un corps de chauffe double: isolation, encombrement La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients A cet effet, elle se rapporte à un échangeur double pour chaudière à corps de chauffe sectionnable caractérisé en ce qu'il est formé d'un demi-échangeur droit et d'un demi- échangeur gauche joints mécaniquement et reliés hydrauliquement This solution proves to be expensive for the following reasons: the parts performing the function of collector are complex, and therefore more difficult to manufacture; assembly requires more manpower; the present invention aims to overcome these various disadvantages For this purpose, it relates to a double heat exchanger for boiler with sectionable heating element characterized in that it is formed of a half-exchanger right and a half-exchanger left mechanically joined and hydraulically connected
d'une part entre eux, et d'autre part aux demi- on the one hand between them, and on the other half
échangeurs adjacents au niveau de leurs extrémités supérieures et inférieures en vue de constituer un élément transversal échangeur complet, équivalent à un adjacent exchangers at their upper and lower ends so as to constitute a complete transverse exchanger element, equivalent to a
échangeur monobloc, constituant après juxtaposition- monobloc exchanger, constituting after juxtaposition-
assemblage le corps de chauffe d'une chaudière. assembling the heating body of a boiler.
Ces caractéristiques confèrent à l'invention These characteristics confer on the invention
une multitude d'avantages.a multitude of advantages.
Une seule ligne collectrice supérieure ou ligne distributrice inférieure permet d'éviter l'emploi de pièces extérieures assurant la réunion des deux circuits Une seule ligne collectrice supérieure assure une meilleure homogénéisation des courants d'eau chaude Le montage des éléments s'avère moins délicat en raison de la présence d'une seule zone de portée A single upper collecting line or lower distributor line avoids the use of external parts ensuring the union of the two circuits. A single upper collecting line ensures a better homogenization of the hot water currents The assembly of the elements proves to be less difficult in because of the presence of a single range area
haute et basse pour chaque échangeur. high and low for each exchanger.
D'autres avantages méritent d'être signalés tels que ceux ci-dessous: le poids total de l'élément échangeur équivalent se trouve amoindri; possibilité de fabriquer des chaudières plus puissantes avec la même technologie de moulage Other advantages are worth mentioning such as those below: the total weight of the equivalent exchanger element is reduced; possibility of making more powerful boilers with the same molding technology
compensation de tolérance qui s'effectue natu- tolerance compensation which is carried out
rellement. D'autres caractéristiques techniques et avantages de l'invention apparaîtront dans la ACTUALLY. Other technical characteristics and advantages of the invention will appear in the
description qui suit, donnée à titre d'exemple et description which follows, given as an example and
accompagnée des dessins qui représentent: la figure 1: une vue en perspective d'un corps de chauffe formé par la juxtaposition des éléments échangeurs selon l'invention; la figure 2: une vue en perspective dite en éclaté accompanied by the drawings which represent: FIG. 1: a perspective view of a heating body formed by the juxtaposition of the exchanger elements according to the invention; FIG. 2: an exploded perspective view
des zones de raccordement montrant plus particu- connection areas showing more
lièrement les extrémités, l'une supérieure et l'autre inférieure des deux demi-échangeurs correspondants; la figure 3: une vue en plan d'un tronçon de corps de chauffe assemblé; la figure 4: une vue en perspective schématique d'un firstly the ends, one upper and the other lower of the two corresponding half-exchangers; Figure 3 is a plan view of a assembled section of heater; FIG. 4: a schematic perspective view of a
corps de chauffe selon la technique antérieure. heating body according to the prior art.
L'invention procède de l'idée générale inventive selon laquelle on constitue un corps de chauffe sectionnable d'une chaudière par une double The invention proceeds from the general inventive idea according to which a sectionable heating body of a boiler is constituted by a double
succession longitudinale de demi-échangeurs indépen- longitudinal succession of independent half-exchangers
dants droits et gauches reliés mécaniquement et hydrauliquement entre eux et en batterie entre une ligne unique supérieure collectrice de sortie et une right and left beams mechanically and hydraulically connected to each other and in battery between a single upper outlet collector line and a
ligne unique inférieure d'entrée.single lower entry line.
Selon l'invention, un élément échangeur 1 équivalent au type classique est formé par According to the invention, an exchanger element 1 equivalent to the conventional type is formed by
l'association de deux échangeurs élémentaires ou demi- the combination of two elementary or half exchangers
échangeurs droit 2 et gauche 3 appelés à constituer exchangers right 2 and left 3 called to constitute
après assemblage un corps de chauffe 4 d'une chaudière. after assembly a heating body 4 of a boiler.
Chaque demi-échangeur 2 ou 3 présente un profil en forme de "C" à partie centrale intérieure concave 5 destinée à délimiter avec la partie centrale de son homologue en regard et avec ses voisins une chambre de combustion 6 dans laquelle se développe la Each half-heat exchanger 2 or 3 has a "C" -shaped profile with concave inner central part 5 intended to delimit with the central part of its counterpart opposite and with its neighbors a combustion chamber 6 in which the
flamme d'un brûleur à gaz ou à mazout. flame of a gas or oil burner.
Ces concavités permettent après assemblage- These concavities allow after assembly
juxtaposition de réaliser un volume en long formant la juxtaposition of making a volume in length forming the
chambre de combustion 6.combustion chamber 6.
Les demi-échangeurs comportent un chant extérieur 7 droit et un chant supérieur 8 et inférieur 9 également droits ou légèrement inclinés en convergence vers le chant extérieur, de manière à constituer un corps de chauffe de forme générale The half-exchangers comprise an outer edge 7 right and an upper edge 8 and lower 9 also straight or slightly inclined in convergence towards the outer edge, so as to form a heating body of general shape
sensiblement parallélépipédique.substantially parallelepipedic.
Selon l'invention, les échangeurs élémen- According to the invention, the heat exchangers
taires ou demi-échangeurs droits 2 ou gauches 3 sont de préférence identiques et montés inversés On peut les qualifier de réversibles car les uns et les autres 2 or left-hand half-exchangers 3 are preferably identical and mounted inverted. They can be described as reversible because they are both
sortent du même moule de fonderie.come out of the same foundry mold.
Chaque demi-échangeur 2 ou 3 se présente sous la forme d'un volume creux plat à parois de face avant et 11 et à parois de face arrière 12 et 13 Les parois de ce volume délimitent une chambre intérieure plate fermée débouchant à l'une puis l'autre de ses extrémités par une ouverture inférieure traversante 14 ou 15 recevant l'eau froide puis par une ouverture supérieure traversante 16 ou 17 délivrant l'eau Each half-heat exchanger 2 or 3 is in the form of a flat hollow volume with front-end walls and 11 and rear-walled walls 12 and 13. The walls of this volume delimit a closed flat interior chamber opening at one end. then the other of its ends by a lower through opening 14 or 15 receiving cold water and then through an upper through opening 16 or 17 delivering the water
réchauffée.heated.
Chaque ouverture traversante inférieure ou supérieure débouche à l'extérieur par l'un et l'autre des côtés des extrémités du demiéchangeur Elles débouchent d'un côté sur une platine de jonction inférieure 18 ou 19 et sur une platine de jonction supérieure 20 ou 21 et de l'autre côté sur des platines de raccordement respectivement inférieures 22 ou 23 et supérieures 24 ou 25 faisant face aux platines de jonction Ces platines de jonction et ces platines de raccordement constituent les faces latérales hautes et basses des extrémités supérieures et inférieures des demi-échangeurs et servent de surfaces d'appui au niveau des jonctions hydrauliques et mécaniques entre les demi-échangeurs successifs Cette jonction hydraulique est assurée au moyen de pièces de raccord du type douilles biconiques inférieures 26 et Each lower or upper through opening opens out on the one and the other side of the ends of the half-exchanger They open on one side on a lower junction plate 18 or 19 and on an upper junction plate 20 or 21 and on the other side on respectively lower connection plates 22 or 23 and above 24 or 25 facing the connecting plates These connecting plates and these connecting plates constitute the upper and lower side faces of the upper and lower ends of the half -Exchangers and serve as bearing surfaces at the hydraulic and mechanical junctions between the successive half-exchangers This hydraulic junction is provided by means of connecting pieces of the lower biconical sockets type 26 and
supérieures 27 appelées classiquement nipples. higher 27 classically called nipples.
On distingue des nipples intermédiaires We distinguish intermediate nipples
inférieures et supérieures et des nipples inter- inferior and superior and international nipples
échangeurs inférieures et supérieures. lower and upper heat exchangers.
La chaleur de la combustion se transmet à l'eau par l'intermédiaire de chacune des parois de chaque demi-échangeur Les faces en regard sont pourvues ou non de picots disposés en alignement ou interpénétrants pour améliorer notablement le rendement The heat of the combustion is transmitted to the water via each of the walls of each half-exchanger. The opposite faces are provided with or without pins arranged in alignment or interpenetrating to improve significantly the performance.
de l'échange thermique.of heat exchange.
Elles sont par ailleurs et localement traversantes par des passages appelés carneaux, par exemple au nombre de trois pour chaque demi-échangeur, à savoir passages inférieurs tels que 28 et 29, médians et 31 et supérieurs 32 et 33 destinés à constituer des canaux d'échange supplémentaire après juxtaposition They are also locally traversing by passages called flues, for example three in number for each half-exchanger, namely lower passages such as 28 and 29, medians and 31 and 32 and 33 higher to constitute channels of additional exchange after juxtaposition
le long du corps de chauffe.along the heating body.
Les fumées, après leur sortie de la chambre de combustion 6, empruntent les carneaux, par exemple inférieurs, comme le montrent les flèches courbes de la figure 1, pour être reprises par un collecteur avant puis évacuées à l'extérieur au travers des autres carneaux. Pour éviter un décalage longitudinal, les platines de jonction des extrémités basses et hautes des demi-échangeurs sont décalées en retrait par rapport au plan d'une des faces avant ou arrière Par ailleurs, les platines de raccordement hautes et basses sont situées sensiblement dans la prolongation d'une The fumes, after their exit from the combustion chamber 6, borrow the flues, for example lower, as shown by the curved arrows of Figure 1, to be taken up by a front collector and then discharged outside through the other flues . To avoid a longitudinal shift, the junction plates of the lower and upper ends of the half-exchangers are offset back from the plane of one of the front or rear faces Furthermore, the upper and lower connection plates are located substantially in the extension of a
des parois de face avant ou arrière 10 à 13. front or rear face walls 10 to 13.
Comme indiqué, ces extrémités conformées en platine servent de zone d'appui et d'assemblage contre lesquelles viennent porter les platines homologues des extrémités en regard du demi-échangeur adjacent et des échangeurs élémentaires voisins composant le corps de As indicated, these platinum-shaped ends serve as support and assembly zones against which the homologous plates of the ends facing the adjacent half-exchanger and adjacent elementary exchangers making up the body
chauffe.heated.
Pour des raisons d'économie de fabrication par l'utilisation du même moule ou pour faciliter la création et la réalisation des moules, on préférera utiliser des formes identiques pour chacun des deux demi- échangeurs formant par couple un échangeur complet For reasons of economy of manufacture by using the same mold or to facilitate the creation and production of molds, it is preferred to use identical shapes for each of the two half-exchangers forming a complete exchanger torque
équivalent d'un échangeur complet monobloc. equivalent of a complete monobloc exchanger.
Ainsi, il suffit de retourner un demi- So, just return a half
échangeur de bas en haut pour passer d'un demi- exchanger from bottom to top to pass a half
échangeur gauche à un demi-échangeur droit et inversement. L'assemblage est réalisé de façon classique par l'intermédiaire de nipples et de tirants. Pour un échangeur complet il faut prévoir des nipples intermédiaires réalisant la jonction médiane entre les deux demiéchangeurs droit et gauche le composant. Selon une variante préférée de l'invention, la jonction s'effectue dans le plan de joint de chaque exchanger left to a half-exchanger right and vice versa. The assembly is carried out conventionally by means of nipples and tie rods. For a complete exchanger it is necessary to provide intermediate nipples making the median junction between the two half-exchangers right and left component. According to a preferred variant of the invention, the junction takes place in the joint plane of each
élément échangeur élémentaire.elementary exchanger element.
Pour ce faire, chaque prolongation consti- To this end, each extension constitutes
tuant les extrémités haute ou basse de chaque échangeur élémentaire ou demi-échangeur présente une première face de jonction en prolongation de la face d'une des grandes parois de l'échangeur alors que la deuxième face de jonction se situe de préférence dans la killing the upper or lower ends of each elementary exchanger or half-exchanger has a first junction face in extension of the face of one of the large walls of the exchanger while the second junction face is preferably in the
prolongation du plan de joint.extension of the joint plane.
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