BE416873A - - Google Patents

Description

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  Chauffe-liquide à circulation, utilisable comme chaudière de chauffage. 



   L'invention concerne un chauffe-liquide à circulation chauffé au combustible gazeux ou liquide, qui est utilisable comme chaudière de chauffage, à savoir une chaudière à laquelle le fluide à chauffer est amené en substance par la force ascensionnelle produite pendant le chauffage. La force ascensionnelle est déterminée par la hauteur de la colonne de liquide et par la différence des densités du liquide contenu dans la conduite de départ et dans la conduite de retour ; la densité dépend à son tour de la différence de température qui existe entre les deux conduites précitées. 



  Or, notamment dans les installations de chauffage central 

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 d'immeubles à plusieurs étages, la hauteur disponible pour la force ascensionnelle est très petite, et de   marne   la différence de température est souvent très réduite, notamment pendant la période transitoire. Pour créer nonobstant une circulation de liquide suffisante, il faut que la chaudière ait une faible résistance au passage de l'eau. Avec les chaudières chauffées aux combustibles solides on peut fa-   cilement   satisfaire à ces desiderata, étant donné qu'elles comportent une grande botte à feu, servant à recevoir une grande réserve de combustible, qui est entouré d'une grande surface de chauffe directement baignée d'eau.

   Ces conditions sont favorables à la construction d'une chaudière ayant une très faible résistance à la circulation du liquide à chauffer. 



   Les conditions ne sont pas aussi favorables pour un foyer à gaz. La fraction de la quantité de chaleur développée, transmise par rayonnement est relativement petite et pour assurer une bonne utilisation de la chaleur le courant de gaz de combustion doit être très bien réparti. Quand on tient compte de ces conditions dans la construction d'une chaudière chauffée au   gaz,   on réalise pour un rendement thermique donné une construction très ramassée. Toutefois on a alors   l'incon-   vénient que la résistance au passage de l'eau de la chaudière est relativement élevée. 



   L'invention permet de combiner l'avantage d'une construction ramassée, s'adaptant particulièrement bien à la nature du foyer, à l'avantage d'une très faible résistance au passage de l'eau de la chaudière. Suivant l'invention, la conduite de départ et la conduite de retour sont reliées entre elles de manière à former, pour la chaudière, un support 

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 sensiblement vertical et traversant de bas en haut la botte à feu. Le liquide à chauffer circulant à l'intérieur de la chaudière ne subit alors pas ou très peu de changements de direction. -Aussi la chaudière a-t-elle une très faible ré- sistance au passage de l'eau et on peut notablement diminuer ses dimensions.

   Les châssis ou socles qui, dans d'autres chaudières, relient les différentes parties entre elles et aux conduites de circulation, peuvent être omis et on réalise ainsi d'autres gains notables. En outre, la chaudière construi- te suivant l'invention peut être employée tant pour le chauf- fage d'eau chaude en vue de l'alimentation en eau chaude, qu'en combinaison.avec un récipient de vaporisation pour la production de vapeur. 



   De préférence, on dispose dans l'axe médian de la botte à feu ou de la chaudière le support constitué par les conduites de départ et de retour. Pour transmettre au flui- de à chauffer la chaleur transportée par les gaz de combus- tion, on intercale avantageusement dans ce "tuyau-support" une chambre d'eau munie de surfaces d'échange thermique ; de d'eau préférence, le tuyau-support traverse la chambre/de cet   echan-   geur de chaleur. Le tuyau ne communique alors ouvertement en permanence avec l'échangeur de chaleur que par des ouvertures de la paroi du tuyau, situées près du fond et du couvercle à l'intérieur de l'échangeur de chaleur.

   Avec cette disposition les sollicitations mécaniques et les tensions thermiques sont absorbées exclusivement par le tuyau-support et n'intéressent ni l'échangeur de chaleur ni les autres parties de la chau- dière. 



   Les surfaces d'échange thermique nécessaires sont 

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 de préférence adaptées sur les parois extérieures de la chambre d'eau communiquant ouvertement avec le tuyau-support. 



  .Afin que l'eau circule principalement à travers l'échangeur de chaleur et vienne en contact aussi intimement que possible avec les surfaces cédant la chaleur, on peut aménager une cloison ou chicane dans la partie du tuyau-support comprise entre les ouvertures reliant le tuyau-support à l'échangeur de chaleur et/ou disposer une paroi ou chicane de guidage à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. La paroi intérieure de l'échangeur de chaleur peut être pourvue d'ailettes de refroidissement par lesquelles la chaleur est transmise au liquide à chauffer. 



   Le tuyau-support peut aussi être construit de manière à constituer lui-même un échangeur de chaleur ou à participer néanmoins à l'échange thermique du fait qu'on le munit d'ailettes conductrices de chaleur faisant saillie dans la botte à feu. A ces ailettes ou à certaines de celles=ci., notamment dans le cas de chaudières à débit relativement petit, on peut raccorder thermiquement les parois de la botte à feu at économiser ainsi le montage de tuyaux de refroidissement spéciaux pour ces parois.

   De même, il est avantageux d'adapter sur le tuyau-support lui-même ou sur un élément y relié, le dispositif de distribution servant à régler l'admission de combustible au brûleur ainsi que la hotte collectrice de gaz   brûles.   La hotte à gaz brûlés peut être montée sur le tuyausupport de manière qu'on puisse la faire pivoter ou tourner, afin qu'il soit possible d'amener à la position favorable au raccordement de la conduite de cheminée le raccord à gaz   brûles   disposé latéralement.

   Cette faculté de tourner est fa- 

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   cilitée   quand la hotte entoure comme une cloche, en laissant subsister un certain intervalle, la partie supérieure de   l'enveloppe,   de manière qu'il subsiste entre son bord infé- rieur et l'enveloppe de la chaudière une fente par laquelle, en cas de refoulement dans la cheminée, les gaz   brtflés   peuvent sortir sans gêner la combustion. 



   L'invention permet d'intercaler la chaudière dans la conduite montante sans employer de coudes tubulaires ou éléments analogues. Vu son poids réduit, la chaudière n'exige généralement aucun soutien;elle est portée par les conduites. 



   Quand les conditions du lieu ne permettent pas ce montage, on peut planter le tuyau-support dans un pied dans lequel est ménage .avantageusement un passage de liquide reliant la conduite de retour au tuyau-support. Etant donné que les conduits de liquide de la chaudière sont constitués par des éléments tubulaires simples, on peut aussi employer la   ch'au-   dière pour des installations à eau chaude ou des installations génératrices de vapeur qui fonctionnent à une pression rela- tivement élevée. 



   Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution de l'invention. Dans les dessins:
Figs. 1 à 3 sont plusieurs coupes longitudinales et
Fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la
Fig. 3. 



   Dans l'exemple d'exécution de la Fig. 1, le tuyau- support est intercalé entre la conduite de retour   11   et la conduite de départ   12   au moyen de raccords filetés 13 et 14; entre les deux parties 15 et 15' du tuyau-support est situé l'échangeur de chaleur 16 muni d'ailettes d'échange thermique . 



  17. Le tuyau-support 15, 15' est situé dans l'axe médian de 

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 la boite à feu 18 délimitée par une paroi métallique 19. A cette paroi est relié thermiquement un tuyau de refroidissement hélicoïdal 20 dérivant de la partie inférieure 15 du tuyau-support et entrant dans l'échangeur de chaleur 16 audessus des ailettes 17. Dans une gaine 22, faisant saillie dans l'échangeur de chaleur 16, est logé un thermostat 21 qui est relié positivement, de la manière connue en soi, à la soupape à gaz au bottier 23 de laquelle sont raccordées la conduite d'alimentation 24 et la conduite à gaz 25 allant au brûleur 26.

   Sur un manchon 27 entourant la partie 15' du tuyau-support et sur le bord supérieur de l'enveloppe 29 est montée de manière à pouvoir tourner une hotte collectrice de gaz brûlés 28, de telle sorte qu'on puisse faire pivoter dans une position favorable au raccordement d'une conduite de cheminée 32 le raccord à gaz brûlés 31 relié à l'auvent latéral 30 de la hotte 28. L'auvent 30 est ouvert dans le bas et constitue ainsi ce qu'on appelle un dispositif de sécurité contre- le refoulement, à travers lequel, en cas de refoulement dans la cheminée, les gaz brûlés peuvent 'être dérivés sans gêner la combustion. L'enveloppe 29 prend appui sur un fond 34, percé d'ouvertures 33 pour l'admission de l'air comburant, qui est maintenu en place, au moyen d'un écrou 55, contre un collier 36 faisant saillie de la partie 15 du tuyau-support. 



   Dans l'exemple d'exécution de la Fig. 2 le tuyausupport 15, 15' traverse l'échangeur de chaleur 16. La partie du tuyau-support située   à   l'intérieur de   l'échangeur   de chaleur comporte des ouvertures 37 et 38, décalées les unes par rapport aux autres, qui font communiquer l'intérieur du tuyau-support avec l'échangeur de chaleur. Près du bord 

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 supérieur et un peu en amont du milieu des ouvertures infé- rieures 57 sont aménagées respectivement des chicanes 39 et 39', qui étranglent le passage direct de l'eau en circulation et qui dirigent celle-ci contre la paroi intérieure de l'é- changeur de chaleur.

   Le refroidissement des parois 19 de la boite à feu est assuré par plusieurs tuyaux de refroidisse- ment 20,disposés par exemple en cercle autour du tuyau-support 15, 15', qui montent en substance parallèlement au tuyau- support* Le tuyau-support est pourvu d'ailettes 40 et constitue ainsi lui-même un échangeur de chaleur. Lorsque la chaudière està faible débit,l'échangeur de chaleur 16 peut être omis pour cette forme d'exécution du tuyau-support .De même, les tuyaux de refroidissement 20 peuvent être omis quand, comme c'est indiqué du côté droit de la Fig. 2, les ailettes 40' du tuyau-support vont jusqu'aux parois de la bof te à feu 19 et sont reliées thermiquement à celles-ci. La paroi de l'é- changeur de chaleur comporte un collier ou bague 41 sur lequel repose le couvercle 42.

   Sur celui-ci est adaptée la hotte collectrio.e de gaz brûlés 43 descendant le long de l'enveloppe 29 à une certaine distance de celle-ci et munie d'un raccord à gaz brûlés 31. Les gaz de chauffe montant entre les ailettes 17 sont déviés par le couvercle 42 et passent d'abord dans le compartiment intermédiaire situé entre la paroi 19 de la boite à feu et l'enveloppe 29. Quittant ce compartiment intermé- diaire par les ouvertures 44, ils passent ensuite dans l'es- pace annulaire délimité par la hotte collectrice de gaz brûlés 43 et l'enveloppe et ils s'écoulent de cet espace annu- laire dans le raccord à gaz brûlés 31.

   La fente -annulaire subsistant entre le bord inférieur de la hotte collectrice   @   

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 de gaz brûlés 43 et l'enveloppe 29 sert à laisser échapper à l'extérieur les gaz brûlés en cas de tirage défectueux dans la cheminée. Le dispositif de distribution 23, qui commande la conduite à gaz en fonction des conditions de service de l'installation, est fixé au tuyau-support au moyen d'un collier 46. 



   Dans   l'exemple   d'exécution de la   Fige 2   la chau- dière sert à produire de la vapeur. A cet effet le tuyau- support 15' est relié au raccord   47   d'une chaudière à vapeur 48 dans laquelle un dispositif d'alimentation connu en soi, non représenté, maintient un niveau   d'eau   déterminé. La con- duite de retour 11 est reliée à un raccord 49 qui, comme le raccord   47,  est situé en-dessous du niveau d'eau le plus bas. 



  La vapeur produite quitte la chaudière par la conduite 50. 



   Dans l'exemple d'exécution des Figs. 3 et 4 le chauffe-liquide à circulation a la forme d'une chaudière sur pied pour installation de chauffage à eau chaude.   L'extré-   mité inférieure du tuyau-support 15 est engagée dans le rac- cord vertical 51 d'un pied 52 dont le creux en forme de cloche contient un passage de liquide 53 auquel est raccordée la conduite de retour 11. Sur le tuyau-support sont branchés. plusieurs tuyaux 54 se terminant dans des douilles verticales 55. Les douilles 55 servent à recevoir les tuyaux de refroidis-   sement   20 qu'on fixe de préférence par dudgeonnage. A cet effet les douilles comportent un alésage longitudinal, passant d'outre en outre,dont on peut fermer l'extrémité inférieure au moyen de chapeaux 56.

   Ces chapeaux portent des boulons auxquels on peut fixer de manière amovible   à   l'aide d'un écrou moleté   57,   un fond en forme de coquille 58. Les tuyaux 54   @   

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 servent de support pour les deux rampes 26 du brûleur (Fig. 4), dont les conduites de raccordement 59 sont reliées de manière amovible à un tuyau distributeur 61 muni de deux raccords. Ce tuyau distributeur communique librement avec le tuyau 60, qui est fixé par une extrémité au tuyau-support 15, tandis que l'autre extrémité porte le dispositif de distribution 23 auquel est raccordée la conduite à gaz 24. Sur l'enveloppe 29 est fixée une bague 62 qui repose sur un appui 63 fixé à la paroi 19 de la botte à feu 18.

   Des entretoises 64 disposées de place en place soutiennent la partie supérieure de l'enveloppe 29. 



   Pour assurer la liaison étanche aux liquides entre le tuyau-support 15 et l'échangeur de chaleur 16, le fond de celui-ci comporte un col 65 sur lequel est enfilée une bague 66. En cet endroit le tuyau-support est dilaté à l'aide d'un mandrin que l'on y introduit de manière à pincer fermement le col 65 entre la bague 66 et la paroi extérieure du tuyau-support. Ce procédé pour fixer l'échangeur de chaleur aux conduites de circulation peut aussi être employé avantageusement pour des chauffe-liquide.d'une autre construction. 



  De même, on attache le raccord 67 du dessus de l'échangeur de chaleur au moyen d'une bague 68 qui porte le couvercle constitué par un élément annulaire 69 et par un élément extérieur 70 détachable de celui-ci. On peut soulever l'élément extérieur du couvercle au-delà des raccords filetés ou rebords éventuellement reliés à la partie 15' du tuyau-support, par exemple quand on veut nettoyer les ailettes 17 de l'échangeur de chaleur 16.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Chauffe-liquide à circulation utilisable comme chaudière de chauffage et destiné à être chauffé au combustible gazeux ou liquide, caractérisé en ce que la conduite de départ et la conduite de retour sont reliées entre elles de manière à former, pour la chaudière, un support disposé en substance verticalement et traversant l'intérieur de la boite à feu.

   2. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 1,caractérisé en ce que le support ou tuyau-support constitué par la conduite de départ et la conduite de retour est disposé dans l'axe médian de la botte à feu.

   3. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une chambre d'eau munie de surfaces d'échange thermiquè (échangeur de chaleur) est intercalée dans le tuyau-support.

   4. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le tuyau-support traverse l'échangeur de chaleur et communique ouvertement, en permanence, avec la chambre d'eau de celui-ci par des ouvertures, de préférence décalées les unes par rapport aux autres, qui sont percées près du fond et près du couvercle de l'échangeur de chaleur.

   5. Chauffe-liquide à circulation, notamment suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que pour produire un joint étanche aux liquides la paroi du tuyau est dilatée par mandrinage de manière à serrer étroitement les raccords de l'échangeur de chaleur contre des bagues qui entourent ces raccords. 6. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendica- <Desc/Clms Page number 11> tion 4, caractérisé en ce qu'une cloison ou chicane est disposée dans la partie du tuyau-support située entre les ouvertures de communication.

   7. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que des chicanes dirigeant le liquide en circulation contre les parois de l'échangeur de chaleur sont aménagées à l'endroit où la partie inférieure du tuyau-support débouche dans l'échangeur de chaleur.

   8. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les parois de l'échangeur de chaleur comportent des ailettes de refroidissement qui font saillie dans la chambre d'eau.

   9. Chauffe-liquide à circulation suivant les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tuyau-support est muni d'ailettes conductrices de chaleur faisant saillie dans la boite à feu et constitue ainsi lui-même un échangeur de chaleur.

   10. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les parois de la boite à feu sont reliées thermiquement au tuyau-support au moyen d'ailettes ou liaisons conductrices de chaleur.

   11. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de distribution réglant l'admission de combustible au brûleur est monté sur le tuyau-support.

   12. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la conduite de gaz allant au brûleur et faisant office de support pour le dispositif de distribution est fixée au tuyau-support. 13. Chauffe-liquide à circulation suivant la reven- <Desc/Clms Page number 12> dication 12, caractérisé en ce que la partie de la conduite de gaz fixée au tuyau-support comporte deux raccords (tuyau distributeur) pour le raccordement d'un brûleur en deux parties dont les parties entourent le tuyau-support.

   14. Chauffe-liquide à circulation suivant les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la hotte collectrice de gaz brûlés ou le couvercle est fixé au tuyau-support ou à un élément relié à celui-ci (bague-support de l'échangeur de chaleur ou bague d'attache).

   15. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le couvercle se compose de deux parties annulaires ou en forme de coquille dont la partie intérieure, fixée au tuyau-support, porte l'autre.

   16. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la hotte collectrice de gaz brûlés est montée de manière à pouvoir tourner sur le tuyau-support ou sur un autre élément (bague-support de l'échangeur de chaleur) relié à ce tuyau.

   17. Chauffe-liquide à circulation suivant les revendications 14 à 16, caractérisé en ce que la hotte collectrice de gaz brûlés entoure comme une cloche l'enveloppe de la chaudière ou au moins la partie supérieure de cette enveloppe.

   18. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la hotte collectrice de gaz brûlés entourant comme une cloche l'enveloppe de la chaudière est ouverte près de son bord inférieur de manière qu'il subsiste une fente suffisante pour évacuer les gaz brûlés refoulés en cas de tirage défectueux.

   19. Chauffe-liquide à circulation suivant les revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la chaudière <Desc/Clms Page number 13> comporte un pied destiné à recevoir le tuyau-support.

   20. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 19,caractérisé en ce qu'un passage de liquide reliant la conduite de retour au tuyau-support est ménagé dans le pied.

   21. Chauffe-liquide à circulation suivant les.revendications 1 à 20, caractérisé en ce que des conduits de liquide reliés thermiquement aux parois de la botte à feu sont dérivés du tuyau-support en-dessous du brûleur et viennent déboucher au-dessus des surfaces d'échange thermique dans l'échangeur de chaleur ou dans le tuyau-support.

   22. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 21,caractérisé en ce que des supports. sur lesquels prend appui l'enveloppe extérieure de la chaudière sont adaptés sur les parois de la botte à feu ou sur les conduits de liquide reliés thermiquement à ces parois.

   23. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les supports pour l'enveloppe extérieure sont constitués par une ou des bagues qui obturent l'intervalle annulaire entre les parois de la botte à feu et de l'enveloppe extérieure.

   24. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 21,caractérisé en ce qu'un fond fermant dans le bas la botte à feu est adapté aux conduits de liquide servant à refroidir les parois de la botte à feu.

   25. Chauffe-liquide à circulation suivant la revendication 21, caractérisé en ce que les conduites de communication alimentant les conduits de refroidissement servent de support pour les rampes du brûleur* <Desc/Clms Page number 14> 26. Chauffe-liquide à circulation utilisable comme chaudière de chauffage, en substance tel que décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés. deux mots en interligne approuvé.