<Desc/Clms Page number 1>
chaudière à chauffage direct
L'invention, a pour objet des chaudières destinées particulièrement à être utilisées dans des ins- tallations industrielles et consiste en certains perfec- tionnements dans la construction de ces chaudières.
Dans le brevet des Etats-Unis n 2,376,140 du 15 Mai 1945, on a décrit une chaudière du type pour lequel les perfectionnements suivant l'invention sont partculière-
<Desc/Clms Page number 2>
ment utiles.
La chaudière décrite dans ce brevet comprend une chambre de combustion placée à l'intérieur d'une enve- loppe,mais sans contact avec ses parois. Du combustible est brûlé dans la chambre de combustion et les produits de la combustion se rendent de cette chanbre des orifices de sortie, en traversant des tubes échangeurs de températu- re.Ces tubes communiquent à une extrémité avec l'intérieur
EMI2.1
de la cha!olbre de combustion et, ) l'extréI'lit& oplosée,avec la sortle des ga
Ils peuvent être disposés de manière à passer soit au-dessus,,
soit au dessous de la chambre de combustion et dans l'espace qui sépare les parois de la chambre de combustioh et la paroi extérieure.Un ou plusieurs venti- lateurs servent,- faire circuler l'air dans ces espaces entre la chambre de combustion et l'enveloppe externe vers les orifices de sortie.Les filets d'air qui lèchent les surfaces externes chaudes des tubes échangeurs de tempéra- ture et de la chambre decombustion sont chauffes au degré voulu et, après être sortis par ces ouvertures, servent à chauffer des locaux( usines, magasins, etc...).
Jusqu'ici on avait trouvé avantageux dans ces chaudières de faire les parois des chambres de combustion en métaux ondulés, en principe en tôles (l'acier.En opérant ainsi; la surface d'échange de chaleur des parois d'une chambre de combustion ayant une dimension hors tout donnée correspond à une plus grande surface efficace et est mieux organisée pour s'adapter à l'expansion et la traction
EMI2.2
qu'i résultent des variationsde tt:i??ié:ra.tllreCOi!:'l^ cela est normal pour des chaudières de ce type, La combustion du combustible commence dans la 'partie inférieure de la chambre et,pour protéger les parois de cette chambre de la chaleur intense et du choc des flammes, de même que pour intensifie:
<Desc/Clms Page number 3>
la combustion du combustible on a l'habitude de garnir les parois, tout au moins de la partie inférieure de la chambre de combustion, d'une matière réfractaire,de préférence d'une matière réfractaire plastique, que l'on moule sur les parois, puis que l'on sèche et que l'on solidifie in situ.On évite ainsi une surchauffe locale des parois.Elles sont convenablement protégées et le revêtement réfractaire qui devient incandescent et radie la chaleur favrise la combustion complète du combustible.
La présente invention a.son origine dans la remar- que que l'on peut avantageusement éviter l'emploi de tôles ondulées dans les parois de la zone inférieure de la chambre de combustion. L'air relativement froid qui circule à grande vitesse à l'extérieur de cette zone inférieure de la chambre de combustion est suffisant pour 'absorber prati- quement toute la chaleur qui est transmise depuis la cham bre de combustion à travers sa paboi métallique revêtue de réfractaire.Il n'est donc pas nécessaire d'onduler la paroi métallique dans cette zone ou de la munir 'des ailettes 'ou plaques déflectrices habituelles sur sa surface externe.
Suivant l'invention,la paroi de la zone inférieure de la chambre de combustion est faite d'une tôle lisse ou unie ce qui a pour avantage non seulement de diminuer'les frais de matière et de fabrication mais de permettre un revête- ment réfractaire d'épaisseur uniforme. que
EMI3.1
Ona aussi découvert' que, pour5,,,:
Le.revgtement rëfrac- taire soit stable et ne se désagrège pas,il doit avoir uns épaisseur supérieure à un certain minimum,ce qui tend à retarder la transmission de chaleur à travers la paroi de la partie inférieure de la chambre ainsi revêtue grâce à quoi l'action, autrement favorable, des parois habituelles ondulées est partiellement neutralisée. En outre, en raison
<Desc/Clms Page number 4>
des parois ondulées de la constructionhabituelle, le revête- ment réfractaire n'est pas d'épaisseur uniforme, Il am ré- sulte que pour avoir l'épaisseur minimum aux secrets des ondulations,
la matière réfractaire est beaucoup trop épais- se dans les fonds des ondulations.Ce manque d'uniformité dans l'épaisseur du réfractaire n'a pas seulement pour conséquence une diminution de la transmission de chaleur et une consommation excessive de matière et de métal mais elle rend l'ensemble du revêtement sujet à la rupture sous les efforts thermiques.
La présente intention a plus partioulièement pour objet de construire les parois d'une chambre de combus- tion partiellement en tôle lisse et partiellement en tôle ondulée, ce qui permet d'éliminer les inconvénients précites tout en conservant sensiblement tous les avantages de la tôle ondulée. L'invention consiste donc à former la partie inférieure des parois de la chambre de combustion en tôle lisse et les parois de la partie supérieure en tôle ondulée ainsi que dans des moyens pour réunir ces diverses tôles.
On applique un revêtement réfractaire ayant l'épaisseur et l'action'optinum aux parois de tôle lisse de la partie inférieure de la chambre de combustion et les parois su é- rieures, ondulées, sont exposes aux produits chauds de la combustion et donnent lieu à une transmission de chaleur avec le rendement élevé désiré.
L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins annexés sur lesquels on a re résenté une chau- dière suivant l'invention.
La figure I est une vue de la chaudière en élévation, en supposant la paroi de l'enveloppe externe enlevée pour montrer les détails de la partie interne.
Le figure 2 est une coupe par II-II figure 1;
La figure 3 est,une coupe partielle montrant un détail à plus grande chelle, en coupe par III-III figu- re I' un brûleur particulier représenté figure 1 étant supprimé sur la figure 3.
<Desc/Clms Page number 5>
La figure 4 est une vue de la chaudière en bout, de- puis la droite de la figure I mais sans le brûleur et avec la porte dans laquelle le brûleur est monté vue en élévation.
La figure 5 est une vue partielle en perspective de la partie de la chambre de combustion construite en tôle.
La figure 6 est une coupe horizontale par VI VI figure 5.
La figure 7 est une coupe verticale par VII VII figure 6.
La figure 8 est une prspective partielle des bords voisins des tôles ondulées au sommet de la chambre de combustion avec le fer cornière que l'on utilise pour réunir les tôles prêt àêtre assemblées.
La figure 9 est une vue en coupe à grande éhelle de l'asseinblage.
La figure 10 est une vue partielle des tôles réunies, en élévation.
La figure II est une vue correspodant à la figure 10 d'une variante.
En se reportant aux dessins on voit en 2 la chambre de combustion disposée à l'intérieur des parois latérales 3,4 et des parois extrêmes 5,6 de l'enveloppe externe, mais à distance de ces parois. Par ailleurs, on peut considérer .que la chaudière est construite suivant le brevet des Etats- Unis n 2,376,140 mentionné plus haut.Sur la figure 1,la paroi latérale 3 (figure 2) est enlevéepour montrer la chambre de combustion et l'intérieur de l'enveloppe.
Dans ce cas, on supposera que la chaudière est alimentée à l'huile ou au gaz et qu'un brûleur 7 est disposé pour amener à travers une ouverture 8 dans la paroi 6 de l'enveloppe et une ouverture 9 dans la paroi correspondante de la chambre de combustion, un mélange de combustible et d'air.La chambre de combustion a une forme d'amget en cou- pe verticale (figure 2) et la colonne en combustion est dirigée longitudinalement dans la chambre.Lorsque la colonne
<Desc/Clms Page number 6>
en combustion arrive au voisinage de la paroi de la cham- bre opposée à celle dans laquelle se trouve le brûleur, les flammes et les gaz chauds s'élèvent et circulent en sens inverse le,long des parois supérieures de la chambre,
après quoi ils se rabattent vers le bas dans des passages 10 formés à l'extrémité où de trouve le brûleur en inclinant le revêtement réfractaire II vers l'intérieur vers le brû- leur. De ces passages 10,les gaz chauds passent à travers une ouverture 12 dans le fond de la chambre de combustion pour se rendre dans un collecteur 13 d'où ils passent à travers une rangée supérieure de tubes échangeurs 14, un collecteur 15 une rangée inférieure de tubes échangeurs 16 et un carneau 17 pour aboutir à un ventilateur 18 qui les envoie dans l'atmosphère ou dans une cheminée(non représen- tée).Le carneau contient un volet 19 qui permet de régler . l'action du ventilateur suivant les besoins.
Dans le fond de l'enveloppe extérieure de la chaudière est prévu un dispositif de ventilateurs(trois ventilateurs 20 dans l'exemple représenté)dont les rotors sont calés sur un arbre commun 21 actionné par un moteur éléetrique 22.Ces ventilateurs aspirent l'air dans l'at- mosphère et l'envoient dans le fond de l'enveloppe et de là. vers le haut à travers les séries de tubes 14 et 16.Des plaques métalliques 23,24 formant un entonnoir renversé limitent les courants d'air jusqu'à ce qu'ils passent entre et sur les surfaces chauffées des tubes échangeurs.On remarquera que dans la figure I la partie supérieure de la plaque 23 est représentée avec un arrachement pour plus de clarté.
Lorsqu'il quitte les tubes échangeurs, le cou- rant d'air vient heurter le fond de la chambre de com- bustion 2, s'écarte en contact avec elle, s'élève à travers les passages verticaux : limités par les parois chaudes de la chambre de combustion et les parois 3,4,5
<Desc/Clms Page number 7>
et 6 de l'enveloppe externe.A la partie supérieure de l'appareil,l'air chaud s'échappe à travers des bouches 25 @ munies de lames de persiennes pour pénétrer dans le local à chauffer.
Telle est l'allure générale d'une chaudière dans laquelle on peut utiliser la chambre de combustion suivant l'invention.
Suivant cette invention,les parois latérales et le fond de la partie inférieure, en forme d'auget, de la chambre de combustion 2 allongée horizontalement sont formées d'une tôle lisse 26 et les parois latérales de la partie supérieure de cette chambre sont formées de tôles ondulées 27,28, ces tôles ondulées étant recourbées vers l'intérieur et réunies par un -assemblage 29 pour former le sommet de la chambre de combustion.
Les bords inférieurs des tôles ondulées 27 et 28 sont rénnis, par exemple en 30 et 31, aux bords de la tôle lisse 26 et aux' deux côtés de la chambre de combustion.Les parois opposées 32 Se 33 de la chambre de combustion sont, dans ce cas, formés mées de tôle lisse coupée de façon à s'adapter à la sec- tion transversale de la chambre de combustion.Sur les bords de ces parois extrêmes, on fixe l'assemblage de tôles lises et ondulées, par exemple par soudure:Sur les surfaces internes des parois en tôle lisse de la partie inférieure, en auget,de la chambre de combustion, on moule, sèche et solidifie le revêtement II de matière plastique réfractaire.
A l'extrémité de la chambre qui contient le brûleur.,le revétement réfractaire est incliné en s'écar- tant des parois latérales de la chambre vers l'orifice 9 du brûleur pour former les passages 10 qui conduisent vers le bas les produits de la combustion ,de part et d'autre du jet injecté de combustible et d'airet dans le collecteur 13 Il est avantageux de continuer le revêtement II vers
<Desc/Clms Page number 8>
le haut,comme on le voit en 34,à una distance appréciable au-dessus des joints ou lignes de jonction 30,31 des tôles lisses et ondulées, car il est important de remarquer que des crochets ou griffes II a(figure 2) sont fixés,par exemple par soudure, aux parties des tôles recouvertes de réfractaire pour former,
en des points convenablement répartis de la surface de ces parois,un ancrage de la matière réfractaire 'au métal, Telle est la structure générale de la chambre de combustion ou boîte à feu suivant l'invention. Il faut encore noter que les parois extrêmes et les parois latérales ondulées de la chambre sont musies de plaques déflectrices 3536 de façon à donner une tubur- lence aux courants d'air qui s'élèvent en balayant les surfaces extérieures chauffées de la chambre et pour assurer un contact plus intime de l'air avec les surfaces chaudes et,par suite'.un meilleur échange thermique.De tels déflecteurs sont déjà prévus dans le brevet des Etats- Unis 2.115.057 du 26 avril 1938.
La façon dont sont effectués lès joints ou raccords 30 et 31 à une grande importance.En examinant les figures 5 à 7, on voit que chaque joint 30 et 31 par lequel les bords inférieurs des tôles ondulées 27,28 sont réunis aux bords supérieurs des tôles 26,le long des deux côtés de la chambre de combustion, comprend un rebord 37 perpendiculaire à chaque bord de la tôle 26.Le rebord 37 se prolonge horizontalement le long du c8té de la chambre et dans l'exemple représenté,
est obtenu en pliant vers l'extérieur l'extîême bord de la tôle 26.Cependant on comprendra que l'on peut souder un four cornière au bord extrême de la tôle en obtenant le même résultat.Ce rebord
<Desc/Clms Page number 9>
horizontal a une longueur au moins .égaleà l'épaisseur totale de la tôle ondulée et le bord inférieur de cette tôle ondu- lée est coupé d'équerre ou à peu près de manière à bien s'adapter sur la face superieure du rebord. L'assemblage s'effectue en soudant le bord de la tôle ondulée suivant tous ses méandres au corps du rebord.De cette façonnes tôles ondulées 27,28 sont solidement réunies à la tôle lisse 26.
La manière dont sont reliées en*29., au sommet de la chambre de combustion, les deux tôles ondulées est également une caractéristique importante de l'invention.Les bords supérieurs des tôles sont coupés perpendiculairement aux plans généraux des tôles)ou à peu près.Une certine lon--- gueur d'un fer laminé(ici un fer cornière 38) est disposée dans l'intervalle laissé libre par les bords qui se touchai des tôles;
les deux faces perpendiculaires du fer 38 vien- nent buter contre ces bords et sont soudées à eux.L'angle de ces faces est complémentaire de l'angle de convergence des tôles,comme on le voit sur les figures.8 à 10.Apres' réunion des tôles avec le fer cornière 38, on peut couper les parties des côtés du fer cornière.qui se trouvent en face des creux des ondulations en laissant ainsi ces creux libres, comme on le voit 'figure II. Cette disposition peut "étre désirable dans certains types de chaudière.
Il doit être entendu que l'on pourait apporter aux exemples décrits diverses modifications sans s'écarter pour cela de l'invention.