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JET-HEET, INC., résidant à ENGLEWOOD, New Jersey (E.U.A.).
PERFECTIONNEMENTS AUX CHAUDIERES.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux échangeurs de chaleur et, en particulier,à un échangeur de chaleur ou une chaudière perfectionnée pour le chauffage de liquides
Dans la demande de brevet belge n 409.337 déposée le 29 août 1953, on a décrit un nouvel ensemble chaudière-brûleur, agencé pour fournir un li- quide chauffé, pour un système de chauffage domestique ou analogue.L'ensem- ble chaudière-brûleur, décrit dans cette demande de brevet, comporte une chau- dière comprenant une enveloppe "matelassée" ou "captionnée" définie par des parois métalliques minceso Les parois sont scellées l'une à l'autre le long de leurs bords et en une série de points espacés l'un de l'autre, entre les bords en qüestiono En tous les autres points,
ces parois sont séparées lune de l'autre, de manière à former, dans l'enveloppe définie par les parois, de multiples passages pour le fluideo Une telle chaudière présente de nombreux avantages dans un ensemble chaudière-brûleur du type décrit dans la demande de brevet précitée
La présente invention a pour objet général une chaudière perfec- tionnée du type précisé ci-dessus.
La chaudière ordinaire en fonte'que l'on utilise communément dans les systèmes ou installations de chauffage, est volumineuse et pesante, pos- sède une capacité de chaleur élevée, qui'retarde sensiblement la production de liquide chauffé lors de la mise à feu, et est relativement coûteuse à fa- briquer,à manipuler et à installer.Comparativement aux chaudières connues en fonte, une chaudière à parois minces en tôle peut être plus légère et peut être agencée pour présenter une capacité thermique moindre, tout en étant potentiellement moins coûteuse'à fabriquer et beaucoup plus facile à manipuler et à installeroEn pratique, une partie substantielle de 19écono- mie potentielle dans le coût de fabrication de telles chaudières n'a pas été réalisée,
notamment en raison du fait que les structures de chaudières pro- posées jusqu'à présent sont difficiles à fabriquer, de manière satisfaisante,
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par des techniques de fabrication simples -et directes, Ainsi,'on a proposé antérieurement de fabriquer une chaudière, de manièresimple, en superposant 'deux feuilles ou tôles métalliques, -en les scellent l'une à 1* autre le long de leurs bords par un cordon 'de--soudure -ou analogue, puis en séparant les feuilles en y appliquant'intérieurement une pression hydraulique, de manière à former une enveloppe, dans laquelle le liquide à chauffer peut circuler.Une difficulté que l'on rencontre dans la structure d"enveloppe simple définie ci-dessus provient des facteurs de sé- curité de fonctionnement,
qui exigent que les chaudières soient capables de résister à des pressions internes allant jusque 200 livres anglaises par pou- ce carré. Pour une chaudière présentant des dimensions appréciables, ceci implique que les parois d'une enveloppe telle que décrite ci-avant doivent être renforcées ou que les parois doivent présenter une épaisseur telle que nombre d'avantages potentiels inhérents à la construction en tôle sont per- dus.
Un second problème inhérent à l'enveloppe décrite ci-dessus se pose, lorsque la chaudière doit présenter des surfaces courbes. Ainsi, si l'enveloppe est courbée (avant ou après expansion ou séparation des feuilles) de manière à présenter des surfaces cylindriques, des surfaces en spirale ou d'autres surfaces curvilignes, on constate que des ondulations ou fronces se forment dans les parois de l'enveloppe, le plus fréquemment dans une direc- tion parallèle aux génératrices des surfaces courbeso Ces fronces amènent les parois de l'enveloppe à être proches l'une'de l'autre et parfois même à être, en fait, en contact l'une avec l'autre, ce qui a pour effet d'isoler partiellement ou complètement les parties de l'enveloppe situées de chaque côté des dites fronces.
Même si un isolement complet des parties prévues de chaque côté des ondulations ou fronces n'est pas obtenu, la section des pas- sages réservés au fluide dans l'enveloppe devient tellement faible que des pressions excessives sont nécessaires pour faire circuler l'eau à chauffer dans la chaudière.
La pression d' "éclatement", d'une structure du type à enveloppe simple peut être améliorée, en soudant ou en scellant autrement les parois l'une à l'autre en une série de points espacés l'un de l'autre et situés en- tre les bords des parois, ainsi que le long de ceux-ci.
Lorsque l'enveloppe est soumise à une expansion, c'est-à-dire que les parois de l'enveloppe sont écartées l'une de l'autre par application d'une pression entre elles, il se forme des parties saillantes et des creux dans les parois, à tel point que l'enveloppe présente une surface d'apparence "ma- telassée" ou "captionnée" et est beaucoup plus résistante à la pressiono Par ailleurs, une telle structure présente des caractéristiques de transfert de chaleur beaucoup meilleures, à cause de la turbulence qui est communiquée aux fluides circulant au contact des surfaces de l'enveloppe, aussi bien à l'in- térieur qu'à l'extérieur de celle-ci.
Malheureusement , une structure d'enve- loppe à surface "matelassée", dans laquelle lès parois ne sont en contact l'une avec l'autre qu'en des points distincts,'ne résoud souvent pas le pro- blème de la formation d'ondulations ou fronces, mais tend plutôt à l'aggra- ver, étant donné que des ondulations ou fronces ont tendance à se former le long de lignes passant par les points de contact distinctso En outre, les structures à surface "matelassée" en question ont conduit à une complexité de fabrication accrue, lorsqu'on s'est attaqué à résoudre le problème de la formation d'ondulations.
Ainsi, on a suggéré de résoudre ce problème, en conférant une forme déterminée aux parois de l'enveloppe, avant de les sceller l'une à l'autreo Ce procédé est préjudiciable pour deux raisons. Non seulement, ce procédé de fabrication exige un stade de fabrication supplémentaire, en l'ocurence celui consistant à conférer au préalable une forme déterminée aux parois de l'enve- loppe, mais il complique aussi l'opération de scellement, car il est diffi- cile d'appliquer un procédé de soudure automatique et rapide, pour réunir des surfaces curvilignes irrégulières.
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Un mode de fabrication similaire; que l'on a proposé pour résoudre le problème de la formation des ondulations, consiste à sceller les feuilles l'une à l'autre le long de leurs bords, puis à faire subir une expansion à l'enveloppe entre des matrices présentant une forme correspondante à la con- figuration que l'on désire finalement conférer à la surface de l'enveloppe, et enfin à sceller les parois de l'enveloppe aux points de contact distincts.
Ce mode'de f abrication est également préjudiciable pour les raisons déjà in- diquées, il nécessite un stade de f abrication supplémentaire et un équipement de fabrication'supplémentaire, tandis qu'il implique une opération de soudure plus difficile, pour sceller l'un à l'autre les points de contact espacés de la surface irrégulière de l'enveloppe.
La présente invention a, pour objets s - une section de chaudière perfectionnée à parois minces et à sur- face "matelassée" ou "capitonnée",qui soit de fabrication simple,rapide et économique et possède d'excellentes caractéristiques au point de vue fonction- nement ; - une structure perfectionnée de chaudière à faible capacité ther- mique et à caractéristiques de transfert de chaleur élevées; - une structure de chaudière à parois minces et à surface "mate- lassée" présentant une multiplicité de passages réservés au liquide et offrant un minimum de résistance à la circulation du liquide dans la chaudière;
- une distribution ou répartition dé points de soudure, pour une chaudière à parois minces'et à surface étendue, qui permette de contrôler l'expansion de la surface, de manière à empêcher une répartition irrégulière et restrictive de la matière de la surface étendueo
Lorsqu'un fluide sous pression est introduit entre des feuilles métalliques scellées l'une à l'autre en des points écartés l'un de l'autre, les feuilles ne peuvent pas s'écarter simultanément l'une de l'autre en tous les points.
Chaque fois qu'une expansion a lieu, la pression effective du fluide entrant diminue temporairement.,'En d'autres termes, l'expansion s'o- père en une série de phases distinctes, en progressant à partir de l'endroit où le fluide d'expansion est introduite Il semble que le problème de la for- mation d'ondulations soit dû à cette expansion progressant par phases. A moins'que la répartition des points de soudure soit choisie de manière'appro- priée, les premières parties des feuilles, qui subissent une expansion, s'é- cartent l'une de l'autre dans une mesure excessive et exercent sur les par- ties adjacentes des sollicitations telles que ces parties adjacentes sont subséquemment incapables de subir, de manière convenable, une expansion.
Suivant la présente invention, l'expansion des parties individuel- les des feuilles est contrôlée par des lignes de scellement agencées de fa- con qu'aucune partie ne gêne l'expansion des parties adjacentes.
Suivant une forme d'exécution de l'invention, de courtes lignes parallèles sont utilisées pour diviser effectivement les feuilles en parties séparées, mais communiquant entre elles, de façon à empêcher une expansion excessive d'une partie quelconque de ces feuilleso Dans une autre forme d'exé- cution préférée de l'invention, les feuilles sont divisées en sections com- muniquant entre elles, par des lignes de scellement et/ou des segments de li- gnes disposés sensiblement à angle droit l'un par rapport à l'autre, de façon à contrôler l'expansion des feuilleso
La description suivante de formes d'exécution illustratives de l'invention permettra de comprendre plus complètement celle-ci,
ces formes d'exécution étant décrites en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en plan de deux feuilles métalliques superposées, scellées l'une à l'autre conformément à une forme d'exécution de la présente invention; - la figure 2 est une vue de côté des feuilles de la figure 1;
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- les figures 3 et 4 sont des vues en bout de sections de chau- dière, dont les parois nont pas subi d'expansion, ces sections étant agen- cées suivant la présente invention; - la figure 5 est une vue en perspective d'une partie ou section de chaudière à parois écartées l'une de l'autre, les lignes de scellement étant agencées de la manière représentée à la figure 1;
- la figure 6 est une vue en plan analogue à la figure 1,'montrant une autre configuration des lignes de scellement suivant l'invention, et - les figures 7 et 8 sont des vues en perspective de sections de chaudière terminées, dans'lesquelles les lignes de scellement sont réparties de la manière représentée, en plan, à la figure 6.
Comme illustré aux figures 1 et 2, les parties composantes de base d'une section ou partie de chaudière suivant l'invention sont constituées par deux feuilles métalliques planes superposées 10 et 12. Les feuilles 10 et'12 sont soudées ou autrement scellées l'une à 1*'autre le long de leurs bords, comme indiqué par les lignes 16, 18, 20 et 22. A un coin 24, les lignes de scellement 16 et 22 sont interrompues, dans un but qui sera expliqué plus loin.
Gomme on l'a signalé précédemment, un scellement additionnel des feuilles 10 et 12 est nécessaire entre les bords de celles-ci, de manière à renforcer l'ensemble et à former une surface "matelassée" et engendrant une turbulence du liquide, lorsque les feuilles 10,12 sont séparées l'une de l'autre et dilatées.
La distribution des scellements additionnels doit être telle qu'elle ait pour effet de contrôler l'expansion, en vue de maintenir la symétrie et d'empêcher une expansion inégale des différentes parties de la surface des feuilles.,
Des essais ont montré que l'expansion des feuilles peut être le mieux contrôlée, en prévoyant des lignes de scellement, plutôt que des points de scellement (par exemple des lignes de points de soudure très proches l'un de l'autre, plutôt que des points de soudure distincts et isolés).Par ail- leurs, on a constaté que des surfaces sensiblement rectangulaires des feuil- les peuvent être aisément contrôlées et combinées de façon à obtenir de bon- nes répartitions ou distributions symétriques.
Dans la forme d'exécution de 1*'invention représentée à "la figure 1,'on voit qu'on a prévu une série de lignes de scellement 26, 27, 28, 29 et 30, toutes ces lignes s'étendant sensiblement parallèlement aux bords laté- raux 18 et 22 des feuilles 10 et 12. On peut voir que ces lignes 26 à 30 sont établies en rangées horizontales perpendiculaires aux bords latéraux 18 et 22. On notera également que les lignes 26, 28 et 30 (ou 27 et 29) sont en alignement vertical dans une rangée sur deux.
En d'autres termes, on prévoit deux groupes séparés 26, 28, 30 et 27. 29 de rangées de lignes. Dans chacun de ces groupes, par exemple dans le groupe 26, 28, 30, les lignes sont en alignement vertical d'une rangée à l'au- tre, tandis que les lignes de l'autre groupe 27, 29 sont disposées, de façon à interrompre les espaces s'étendant en direction verticale entre les lignes du premier groupe 26, 28, 30.
Chaque paire de lignes de scellement de chaque rangée de lignes définit à la figure 1 les côtés d'une surface non scellée de forme générale- ment rectangulaire (indiquée par les lignes en traits interrompus 31)Les bords supérieurs et inférieurs de'ces surfaces 31 sont limités par les bords scellés supérieur et inférieur 16, 20 ou se terminent aux extrémités des li- gnes de scellement des rangées verticalement adjacentes.
Ainsi, bien que n'étant pas complètement fermées sur leurs quatre côtés, les surfaces non scellées 31 prévues entre les lignes des diverses rangées sont, comme on le voit, complètement scellées à leurs bords latéraux et sont complètement délimitées ou interrompues à leurs bords supérieurs et inférieurs.
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En ce qui concerne le procédé de fabrication dune section ou partie de chaudière suivant l'invention, le stade de fabrication, qui est exécuté après le scellement des feuilles 10 à 12, consiste à faire passer ces feuilles scellées entre des cylindres ou rouleaux de façonnage (non re- présentés), de manière à obtenir la configuration de surface courbe désirée.
Ainsi, les feuilles scellées 10, 12 peuvent être courbées, de façon à acqué- rir une forme généralement cylindrique, comme montré à la figure 3. Ou bien, les feuilles peuvent être courbées de fagon à acquérir une forme en spirale, comme montra à la figure 4. A la suite de cette opération de façonnage, la feuille intérieure 10 est nécessairement courbée à un rayon légèrement infé- rieur au rayon de courbure de la feuille extérieure 12. Dès lors, la feuille intérieure 10 est sollicitée à la compression à ce stade de la fabrication, tandis que la feuille extérieure 12 est soumise à une sollicitation d'expan- sion.
Au cours du stade de fabrication suivant, une tige conique ou'ana- logue (non représentée) est insérée entre les feuilles 10, 12 au coin 24, où le scellement marginal est interrompu. Un raccord de tuyau ou un tube de petit diamètre approprié (non représenté) est alors scellé dans l'ouverturé ainsi formée au coin 24 et le raccord ou tube est relié à une source d'eau, d'air ou d'un autre fluide sous une pression suffisante pour déformer les feuilles métalliques, de fagon à obtenir une enveloppe à surface "matelassée".
Il convient de prévoir des bandes de frettage (non représentées) de façon à empêcher un redressement des parois courbes pendant l'expansion.
Lorsque le fluide sous pression pénètre entre les parois et exerce la pression nécessaire pour séparer les parois 10, 12 de l'enveloppe, les parties superficielles libres à grande surface 31 de la paroi intérieure 10 subissent, l'une après l'autre, une expansion vers l'intérieur. De cette ma- nière, la paroi intérieure 10 entraîne légèrement la paroi extérieure 12 vers l'intérieur, le long de toutes les lignes de scellement, en sorte que les parties superficielles libres à grande surface 31 de la feuille extérieu- re sont cintrées vers l'extérieure La déformation des parois 10, 12 se carac- térise généralement par un déplacement vers l'intérieur, comme décrit ci-avant, à causé de la sollicitation engendrée par la courbure des deux feuilles pla- nes 10, 12.
En d'autres termes, étant donné que la feuille extérieure est dé- jà sollicitée à l'expansion, on peut remarquer que la feuille intérieure se déformera plus aisément sous l'effet de la pression du fluide introduit.
Lorsque les parois 10 et 12 de l'enveloppe ont subi une expansion, le raccord utilisé pour l'introduction du fluide sous pression peut être em- ployé soit comme raccord d'entrée, soit comme raccord de sortie, ou peut être remplacé par un accessoire différent, si on.le désire.
Pendant le processus d'expansion, comme on l'a signalé précédemment, les parties individuelles 31 de l'enveloppe se dilatent ou subissent une ex- pansion séparément. En raison des sollicitations engendrées par la courbure des parois de l'enveloppe, le processus d'expansion ou dilatation n'est pas graduel, mais progresse plutôt par phases, à mesure que les différentes par- ties 31'de la feuille intérieure passent d'une courbure extérieure à une cour- bure intérieure. En d'autres termes, chaque partie 31 se dilate ou se gonfle soudainement, lorsque le fluide sous pression a amorcé le processus de dis- torsion et d'expansion.
L'effet de la répartition des lignes de scellement illustrée à la figure 1 consiste à empêcher que l'expansion des parties 31 à grande surface ne s'étende ou n'agisse au delà de la zone limitée par les lignes voisines 0 .
Comme on l'a déjà signalé, les parties à grande surface 31 né sont, en fait, complètement limitées que sur deux ou trois côtés.Toutefois, les lignes de "contrôle" supérieures et inférieures adjacentes ont pour effet d'empêcher efficacement que l'expansion des parties 31 s'étende ou agisse au delà des limites voulues.
On a constaté que,'lorsque toutes les parties 31 à grande surface se'sont suffisamment dilatées, les parties- restantes 33' à plus petite surfa- ce, voisines des extrémités des lignes, subissent une expansion; cette expan-
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sien est évidemment quelque peu moindre que celle que subissent les parties 31 à plus grande surface, maiselle est suffisante pour ouvrir des passages de communication entre les parties 31. Il est évident que l'expansion de ces parties ou zones 33 à petite surfacé ne peut affecter les zones ou parties' adjacentes 31 à plus grande surface,qui ont déjà subi une expansion.
La re- lation et les dimensions relatives des passages internes formés par expan-* sion ou séparation des parois de l'enveloppe sont illustrées à la figure 5, qui constitue une vue en perspective d'une partie fragmentaire de l'enveloppe ayant subi une expansion.
On comprendra que l'efficacité des lignes de scellement 26-30 à empêcher la formation d'ondulations ou fronces dépend dans une certaine me- sure des dimensions du segment de chaudière considéré et des dimensions des lignes de scellement. En d'autres termes, si l'écartement d entre les rangées de lignes de chaque groupe (26,28, 30 ou 27,29) est trop grand ou si la dis- tance S entre les extrémités des lignes des rangées adjacentes est trop gran- de, des ondulations commencent à se former.
D'autres facteurs, qui exercent un effet sur la formation d'ondulations; ainsi que sur la capacité de résis- tance à la pression de la section finie, sont la longueur m des lignes 26-30 par rapport à l'espacement d, l'épaisseur T des parois métalliques et les rayons de courbure R des surfaces de la chaudière. Toutefois, il n'est pas possible de définir avec une précision absolue les limites dimensionnelles dans lesquelles la configuration des scellements illustrés à la figure 1 sera efficace,parce que les différences dans la ductilité et d'autres caractéris- tiques des métaux et alliages particuliers ont pour effet de faire varier les limites permises.
Toutefois, afin d'illustrer des relations typiques, les dimensions suivantes (toutes'exprimées en pouces) sont données pour des sections ou parties de chaudière, qui ont été fabriquées, selon la forme d'exécution de l'invention représentée aux figures 1à 5.
EMI6.1
<tb> m <SEP> T <SEP> S <SEP> d
<tb>
<tb>
<tb> 3,50 <SEP> 0,025 <SEP> 1,00 <SEP> 2950 <SEP> 4,375
<tb>
<tb>
<tb> 4,38 <SEP> 0,031 <SEP> 1,24 <SEP> 3,13 <SEP> 4,375
<tb>
Dans le tableau précédent., R désigne le rayon de courbure dé la section ou partie de chaudière, T l'épaisseur des feuilles métalliques, d la distance entre les extrémités des lignes alignées 1-'une sur l'autre, s. l'écartement latéral entre les extrémités des lignes adjacentes, et m la longueur des lignes.
On notera que, dans ce qui précède, les longueurs m des lignes sont, de préférence, légèrement inférieures à l'écartement d entre les ex- trémités des lignes alignées l'une sur l'autre,, Ceci a pour effet d'assurer que les zones libres 33, prévues entre les extrémités des lignes, ne soient pas trop grandes pour donner lieu à la formation de renflements avant que les zones ou parties à grande surface 31 subissent une expansion. On a consta- té que, si les lignés de scellement sont plus courtes que les intervalles d ménagés entre elles, l'accroissement ou l'extension résultante des zones li- bres 33 entre les extrémités latéralement adjacentes des lignes tend à per- mettre la formation d'ondulations,.
Ceci semble dû au fait que la formation de renflements dans les parties 31 s'étend parfois dans les zones 33 adja- centes aux extrémités des lignes et détruit ainsi la symétrie de la réparti- tiondes surfaces complètement dilatéesa Si les longueurs m des lignes sont rendues égales aux intervalles .9, ce manque de symétrie disparaît et si les longueurs m des lignes sont supérieures aux intervalles d, on obtient une symétrie quasi parfaite..Gomme on l'a signalé,la mesure dans laquelle la formation d'ondulations peut être tolérée dépendra évidemment de la chute de pression que lon peut tolérer dans la chaudière dans une installation donnée
Dans la forme d'exécution de l'invention, représentée aux figures 1 à 5,
on remarque que les lignes 26 sont toutes sensiblement parallèles aux
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bords latéraux 18,22 de la section ou partié de chaudièreCeci n'est cepen- dant pas essentiel pour la mise en pratique,de manière satisfaisante, de l'invention.
Il est parfaitement possible et, en fait, préférable qu'une par- tie des lignes de scellement s'étendent horizontalement et le restant des lignes verticalement, comme montré à la'figure 6. Sur cette figure, on re- marque que les rangées de lignes 26, 28, 30 s'étendent parallèlement aux bords latéraux 18, 20, tandis que les rangées de lignes 27,29 s'étendent parallèlement aux bords supérieur et inférieure 16,20.. On -a constaté que cette configuration de lignes de scellement perpendiculaires présentent cer- taines caractéristiques avantageuses vis-à-vis de la configuration illustrée aux figures 1 à 5, dans laquelle les rangées de lignes de scellement 26-30 sont parallèles aux bords latéraux 18,22.
Comme on l'a déjà expliqué, l'inhibition de la formation d'ondu- lations semble due à un contrôle des diverses parties de la zone superfi- cielle libre, afin d'empêcher l'interférence avec les zones adjacentes et l'application de sollicitations à ces zones. Dans la configuration selon la figure 6, il apparaît que l'effet de contrôle, procuré par les lignes hori- zontales 27,29, s'étend sur une'plus grande distance que l'effet produit par les lignes verticales 26,28,300 Bien qu'on n'en perçoive pas clairement la raison, on a constaté que l'agencement de lignes perpendiculaires entre elles donne plus de latitude au point de vue de l'écartement entre les li- gnes, à tel point qu'on peut prévoir un nombre moindre de lignes de scelle- ment.
Il n'est pas nécessaire que les lignes horizontales 27,29 soient pla- cées immédiatemént aux extrémités des lignes verticales 26,28,30. Les lignes horizontales 27,29 peuvent être placées entre les rangées de lignes vertica- les 26,28,30. L'écartement , en direction verticale entre les lignes 27,29 peut être approximativement égal au double de l'écartement S en direction horizontale éntre les extrémités adjacentes des lignes verticales 26,28,30.
Par ailleurs, les lignes verticales peuvent être raccourcies. Cette confi- ' guration de lignes de scellement (figure 6) donne, ainsi qu'on l'a constaté, les résultats les plus satisfaisants et pouvant être uniformément reproduits.
Cette configuration constitue une forme préférée d'exécution de l'invention,,
Dans'la forme d'exécution représentée à la figure 6, les lignes' horizontales 27,29 s'étendent sur une partie de la largeur des feuilles 10,12, en laissant un intervalle 34 le long d'une partie centrale verticale des feuil- les 10,12 et des intervalles 36 le long de chaque bord latéral de ces feuil- les. Dans la partie ou section de chaudière terminée, ces intervalles margi- naux 36 et cet intervalle central 34 forment des collecteurs, reliant des collecteurs latéraux similaires, qui s'étendent entre les rangées horizonta- les de lignes verticales 26,28,30.
On a constaté qu'il est souhaitable bien que non esséntiel, que .les premières lignes verticales adjacentes prévues aux bords 18,22 soient très proches de ces bords dans la configuration illustrée à la figure 6 et que des points de scellement isolés 38 (par exemple, des points dé soudure) soient prévus au voisinage des bords supérieur et inférieur 16,20, en aligne- ment avec les lignes descellement verticales 26,28,30. On a également consta- té qu'il est avantageux, bien que non essentiel, de prévoir des points de scellement similairement alignés de chaque coté des lignes horizontales 27, 29o Ces points de scellement, prévus au voisinage dés bords des feuilles et le long des lignes horizontales de scellement 27,29,
contribuent à assurer la symétrie des surfaces et favorisent ainsi un contrôle de l'expansion, de manière à éviter la formation d'ondulations.
En ce qui concerne la répartition des surfaces ou zones rectangu- laires dans la forme d'exécution selon la figure 6,'onremarque que, comme dans la forme d'exécution précédente, les lignes 26,28,30 des rangées hori- zontales délimitent les bords latéraux de surfaces ou zones libres 31 de for- me généralement rectangulaire. Les bords supérieurs et inférieurs de ces zones rectangulaires 31 sont limités par les lignes de scellement supériéu- res et inférieures 16,20 et par les lignes de scellement horizontales 27,29,
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Dans la configuration illustrée à la figure 6,on remarque que les zones rec- tangulaires 31 sont complètement'limitées aux côtés supérieurs et inférieurs (par les lignes de scellement 16,20,27,29) et ne sont que partiellement limi- tées latéralement par les lignes verticales.
Dans la forme d'exécution de l'invention illustrée aux figures 1 à 5, les bords latéraux des zones rectan- gulaires 31 sont complètement limités par les lignes verticales et les bords supérieurs et inférieurs de certaines des zones rectangulaires 31 ne sont que partiellement limités,
Le contrôle plus efficace de 1-'expansion,procuré par les lignes horizontales 27,29 à la figure 6, ressort du fait que les lignes horizônta- les 27,29 ne doivent s'étendre sur toute la largeur des feuilles 10,12, mais peuvent être interrompues, par exemple à la partie centrale et aux extrémités latérales des feuilles, de manière à former les collecteurs verticaux mention- nés précédemment.
À la figure 7,on a représenté une section ou partie de chaudière terminée 40, dans'laquelle*les lignes de scellement sont agencées de la ma- nière représentée, en plan,à la figure 6. Des sections de chaudière similai- res à la section 40 ont été fabriquées en grandes quantités et utilisées avec des sections similaires de rayons légèrement plus grands, de la manière re- présentée à la figure 8.
Dans la chaudière représentée à la figure 8, deux sections sensi- blement cylindriques 40,42 sont disposées concentriquement et maintenues écar- tées l'une de l'autre par des pièces d'espacement en U 39. Chaque section est constituée par une paire de feuilles en acier inoxydable,scellées l'une à ]-'autre par soudure par points, de la manière indiquée à la figure 60 La chau- dière illustrée à la figure 8 a été utilisée dans un ensemble chaudière-brû- leur du type décrit dans la demande de brevet belge déposée le 29 août 1953 sous le n 409.337, cet ensemble étant équipé d'un brûleur à grande vitesse (non représenté ici) monté de fagon à évacuer les produits de combustion ga- zeux chauds dans l'espace central délimité par la section intérieure 40 de la chaudière.,
Ces produits de combustion gazeux chauds sont alors obligés de*s'échapper par la fente longitudinale 44 définie par les bords adjacents 18,22 du segment intérieur 40, puis le long de l'espace 46 ménagé entre les sections intérieure et extérieure, à travers la fente 44 définie par les bords adjacents 18,22 du segment extérieur 42, le long de la surface extérieure du segment extérieur 42 et enfin par un carneau d'évacuation approprié.
Un raccord coudé 48 est'scellé dans le bord supérieur 16 de la sec- tien intérieure 40 de la chaudière,approximativement au point médian de cette section. Ce raccord communique avec l'espace ménagé dans la section 40 et sert à amener l'eau à chauffer dans la chaudière.'Aux coins adjacents infé- rieurs 24a (figure 7) de la section intérieure 40, un raccord en T courbe (non représenté) est scellé dans la section intérieure et débouche dans le bord inférieur de la section extérieure 42; sensiblement au point médian de celle-ci.
Un second raccord en T courbe 50; scellé dans les coins adjacents supérieurs 24b de la section extérieure 42, sert à l'évacuation d'eau chauf- fée dans la chaudière.La forme courbe des raccords en T permet de réduire autant que possible la chute de pression dans la chaudière,,
Comme dans les autres formes d'exécution de l'invention déjà dé- crites, l'inhibition de la formation d'ondulations, que procure la configu- ration de lignes de points de scellement illustrée aux figures 6 à 8,dépend dans une certaine mesure des dimensions de la section ou partie de chaudière.
Comme précédemment,les principaux facteurs agissant dans ce sens, ainsi que sur là capacité de résistance à la pression de'la section de chaudière ter- minée, sont l'épaisseur des parois métalliques, les rayons de courbure des surfaces de la chaudière et la longueur et l'écartement des lignes de scel- lement. Toutefois, on a constaté que les dimensions permises peuvent varier dans des limites beaucoup plus larges avec la configuration de lignes et peints de scellement des figurés 6 à 8, qu'avec celle des autres formes dexécution de l'invention décrites dans le présent mémoire.
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Le'rayon de courbure de la section ou partie dé chaudière étant désigné par R, l'épaisseur des feuilles métalliques par T, la distance entre les extrémités des points de contact alignés verticalement par D, les lon- gueurs des lignes verticales 26 par M, l'écartement entre les lignes latéra- lement adjacentes par S et l'écartement en direction verticale entre les' lignes horizontales 27,29 par S1, les dimensions illustratives suivantes, toutes indiquées en pouces, sont données pour les deux sections de chaudière formant l'ensemble illustré à la figure 8.
EMI9.1
Section 40 gection. 4
EMI9.2
<tb> R <SEP> 5910 <SEP> 6950
<tb>
<tb> S <SEP> 2900 <SEP> 2,25
<tb>
<tb> M <SEP> 1,00 <SEP> 1,00
<tb>
<tb> D <SEP> 3900 <SEP> 3,00
<tb>
<tb> Si <SEP> 8900 <SEP> 8,00
<tb>
<tb> T <SEP> 0,03 <SEP> 0,03
<tb>
Dans'la description précédente,les termes "horizontal", "verti- cal" "latéral", "supérieur", "inférieur", etc.ont été utilisés pour la simplicité et la facilité de la description, en référence aux dessins ci-an- nexéso Etant donné que cette terminologie est purement relative et peut être ambiguë, selon que les structures sont orientées différemment ou présentent des formes s'écartant de celles représentées sur les'dessins, on a indiqué, dans les revendications terminant le présent mémoire,
l'orientation des li- gnes de scellement, en se référant aux génératrices des surfaces courbes de la*chaudière. Cette terminologie semble d'application plus universelle. Ain- si, dans les'structures illustrées aux figures 6 à 8, on peut voir que les lignes 26,28,30 s'étendent sensiblement parallèlement aux génératrices des surf aces'cylindriques, selon lesquelles les feuilles 12,*14 sont finalement courbées, tandis que les lignes de scellement 27,29 sont, comme'on le voit, sensiblement'perpendiculaires à ces mêmes génératrices. De même, les rangées de lignes 26,28,30 sont sensiblement perpendiculaires aux génératrices.
Il résulte de ce qui précède que la présente invention fournit une structure de chaudière perfectionnée à surface courbe, pouvant être ob- tenue à bas prix et à l'aide de techniques de fabrication hautement efficaces.
Toutes les opérations de soudure ou de scellement similaires se font sur des feuilles planes, plutôt que sur des feuilles courbes ou à surfaces irréguliè- res. En même'temps, des caractéristiques avantageuses de haute résistance structurelle, de chute de pression interne relativement faible et de trans- fert dé chaleur efficace avec production d'une turbulence sont toutes main- tenues,même si la chaudière doit présenter des surfaces différemment cour- bées.
REVENDICATIONS.
1. Section ou partie de chaudière, comportant deux feuilles métal- liques minces et superposées, ces feuilles étant scellées l'une à l'autre le long de'leurs bords et ayant une forme telle qu'elles présentent des surfaces courbes, caractérisée en ce que les dites feuilles sont, en outré, scellées l'une à l'autre, entre leurs bords, le long de rangées de lignes, ces rangées étant généralement perpendiculaires aux génératrices des surfaces courbes, chaque ligne de chaque rangée étant parallèle aux génératrices et sensible- ment en alignement avec une'ligne de chacune des autres rangées, tandis que les feuilles sont, en outre, scellées l'une à l'autre le long d'au moins une ligne, dans l'espace ménagé entre chaque paire adjacente de rangées de lignes.