<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative aux appareils de chauffage à venti- lation forcée, c'est-à-dire aux appareils dans lesquels on fait parvenir de l'air sous pression dans la zone de combustion, notamment aux chau- dières pour chauffage central; et. elle concerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, les chaudières à alimentation continue par gravité.
En ce qui concerne l'ensemble de la chaudière, on l'établit en ayant recours à tout mode de réalisation approprié tel qu'elle comporte au moins un ventilateur ou des moyens analogues propres à amener de l'air de combustion sous pression en amont de la zone où on fait brûler le com- bustible, ainsi qu'un dispositif d'alimentation en combustible, par exem- ple un dispositif par gravité dans le cas d'un combustible solide (char- bon, coke etc...)
De telles chaudières sont connues et leur fonctionnement né- cessite que leur foyer soit en légère dépression par rapport au local dans lequel elles sont placées pour éviter soit des refoulements, soit des remontées de feu dans le dispositif d'alimentation en combustible. L'é- change de chaleur est donc limité par le tirage de la cheminée,
la perte de charge dans l'échangeur devant, dans tous les cas, être inférieure à la valeur du tirage de la cheminée.
Pour remédier à ces inconvénients, l'appareil suivant l'inven- tion est caractérisé par le fait que sont agencées d'une façon étanche la capacité du foyer située en aval de la zone dans laquelle on fait brûler le combustible, et en amont de l'échangeur de température, ainsi que ladite zone. De cette manière, on obtient une chaudière à ventilation forcée qui fonctionne avec son foyer en surpression par rapport à l'atmos- "phère, le ventilateur surmontant les pertes de charge de l'échangeur.
On doit, bien entendu, pourvoir une telle chaudière, dans la capacité ci-dessus définie, d'organes d'obturation étanches pour les autres couvertures de son foyer nécessaires à son fonctionnement . Dans le cas où le combustible utilisé est solide, on doit, en particulier, agen- cer de façon étanche la porte de chargement du combustible. Ces organes d'obturation ne sont 8tés que pendant des périodes courtes et éloignées durant lesquelles on supprime la ventilation forcée et on met ainsi le foyer en dépression par rapport à la cheminée.
Il convient de souligner qu'il n'est pas nécessaire de réaliser d'une façon rigoureusement étanche la capacité de la chaudière située en amont de la zone où on fait brûler le combustible. C'est cette dernière capacité qui, en effet, reçoit l'air sous pression et de légères fuites dans cette capacité auraient simplement pour effet des pertes d'air.
Il n'est pas non plus nécessaire de réaliser d'une façon rigoureusement étanche la capacité de la chaudière située en aval de l'échangeur de température ou plus exactement des tubes de fumées ou éléments analogues de l'échangeur. Cette capacité est, en effet, mise en dépression par rapport à l'extérieur par l'action du tirage de la cheminée et de légères fuites auraient simplement pour effet des rentrées d'air dans cette capacité.
On dispose avantageusement le ou les organes d'obturation étanches du foyer établis conformément à l'invention dans une chambre que l'on fait communiquer avec la cheminée, par exemple par l'intermédiaire de la capacité située en aval de l'échangeur, de manière que si, malgré les précautions prises, il se produit quelque fuite par ce ou ces organes d'obturation! les gaz qui s'échappent soient aspirés vers la cheminée et ne se répandent pas dans l'atmosphère.
<Desc/Clms Page number 2>
Les appareils de ce genre,' pour de faibles et moyennes puis- sances peuvent être réalisés en un seul bloc et l'étanchéité des parois de leurs foyers est ainsi assurée par construction.
Mais pour des puissances plus élevées, il faut réaliser ces appareils en plusieurs blocs juxtaposés, par suite des exigences de la construction, et des fuites risquent de se produire le long des joints d'assemblage mutuel de ces blocs. De telles fuites sont sans danger si elles se produisent dans le qircuit d'air sous pression en amont de la zone de combustion, mais elles seraient absolument néfastes si elles ve- naient à se produire dans le circuit des gaz sous pression dans ou en aval de la zone de combustion.
L'invention a pour but également de supprimer totalement ces risques de fuites, notamment dans le circuit des gaz.
A cet effet, l'appareil de chauffage selon l'invention, qui est constitué par plusieurs blocs accolés, est caractérisé par le fait qu'il est entouré, au moins le long de ses parois qui circonscrivent les zones où circulent les gaz de combustion et au voisinage des joints prévus entre les divers blocs, par un matelas d'air, enfermé dans une double paroi, que l'on maintient à une pression supérieure à la pression desdits gaz, ce pour quoi, avantageusement, on fait passer l'air de ventilation forcée d'abord dans cette double paroi avant de l'envoyer dans le foyer de l'ap- pareil.
L'invention vise plus particulièrement certains modes d'appli- cation (notamment ceux pour lesquels on l'applique aux chaudières pour chauffage central), ainsi que certains modes de réalisation, des susdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les appareils de chauffage du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement, notamment les groupes échangeurs de température ainsi que les portes de chargement étanches.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indicationo
Les fige. 1 et 2 de ces dessins, représentent, en coupe trans- versale, deux modes d'exécution différents de chaudières établies confor- mément à 1-*invention.
Selon le premier mode d'exécution (figo 1) on constitue la chaudière par une enciente limitée extérieurement par une double paroi 1 à l'intérieur de laquelle l'eau circule. L'eau à réchauffer est amenée par un conduit situé à la partie basse de la chaudière et non représenté sur le dessin, et l'eau chaude est évacuée par le conduit 2.
La capacité du foyer située en amont de la zone dans laquelle on fait bouler le combustible est limitée par une partie de la double paroi 1, par un fond 3 à lame d'eau incliné de l'avant vers l'arrière, par une grille 4 et un plancher 5. Cette capacité est alimentée en air sous pres- sion par un ventilateur 6 qui refoule l'air dans un caisson 7 qui commu- nique en 8 avec ladite capacité. Celle-ci comporte un tiroir à mâchefer 9 disposé sous la grille 4 et sur le plancher 5 et de préférence, en outre, un regard 10. Le tiroir 9 et le regard 10 sont avantageusement, quoique non obligatoirement, munis de garnitures d'étanchéité car ils se trouvent soumis uniquement à la pression de l'air de ventilation.
<Desc/Clms Page number 3>
L'échangeur de température est constitué, par exemple, par des tubes de fumées verticaux 11 baignant dans l'eau contenue dans l'enveloppe
120
La capacité de la chaudière située en aval de la zone dans la- quelle on fait brûler le combustible et en amont de l'échangeur de tem- pérature est donc limitée par une partie de la double paroi,1, par le fond incliné 3, la grille 4 et l'enveloppe 12 ainsi que par une plaque supérieure 13. C'est cette capacité que l'on agence d'une façon étanche suivant 1'invention.
Pour une telle chaudière, cette capacité ne comporte, en géné- ral, qu'une ouverture nécessaire à son fonctionnement qui est la porte de chargement du combustible 14 disposée à la partie supérieure de la trémie de chargement, dans la plaque supérieure 13. Cette trémie est limitée par une partie de la double paroi 1, par le fond 3 et l'enveloppe
12, et peut être munie d'une plaque 15 de hauteur réglable destinée à régler le débit du combustible.
En ce qui concerne les moyens d'étanchéité de la porte de chargement 14, l'homme de l'art peut imaginer un grand nombre de solutions.
On peut, à cet effet, interposer entre la porte et son siège un joint en caoutchouc, amiante ou matière analogue et prévoir des moyens pour serrer ce joint entre la porte et le siège (dispositif à vis ou analogue).
La capacité 16, située en aval de l'échangeur, qui communique avec le conduit d'évacuation 17 n'a pas besoin d'être réalisée d'une façon étanche que du c8té du foyer puisqu'elle est mise en dépression par le fait du tirage. Elle peut être fermée par une tôle 18 simplement posée sur des appuiso
On prévoit avantageusement au-dessus de la plaque supérieure 13 de la trémie et de la tôle 18 de l'échangeur deux chambres 19 et 20 respectivement, mises en communication par des ouvertures 21, la deuxième chambre 20,située au-dessus de l'échangeur pouvant être en partie remplie par un isolant thermique (laine de verre ou analogue).
De cette façon, la chambre 19 se trouve en dépression par rapport à l'atmosphère et s'il se produit la moindre fuite à travers la porte 14, la quantité minime de gaz qui s'en échappe est aspirée vers la cheminée et ne peut donc avoir d'effet nocif.
Bien entendu, on peut munir, en outre, la chaudière de l'un au moins des accessoires classiques : - Dispositif de décrassage 22 à levier de commande 23, ce dispositif étant constitué avantageusement par un volet en forme de V à l'intérieur duquel sont prévus de place en place des crocs tels que 24. Le mécanisme de commande schématisé en 25, logé de préférence dans le caisson à air 7, permet de faire glisser le décrasseur sur la grille 4. Ce mécanisme de commande est, bien entendu, établi de façon à laisser un passage à l'air de ventilation dont le circuit est schématisé par des flèches sur le dessin.
- Dispositif réglable d'arrivée d'air secondaire 26 au-dessus du combustible en ignition.
- Dispositif de réglage 27 du débit d'air primaire à commande manuelle ou thermostatique.
En suite de quoi on a réalisé une chaudière à ventilation forcée, à foyer et trémie de chargement étanches, dans laquelle aucune circulation de fumées ne peut s'établir dans la trémie. La puissance de cette chaudière peut être réglée en agissant sur la pression de l'air de ventilation, le tirage de la cheminée étant destiné, en pratique, uniquement à évacuer les fumées qui ont été refoulées à travers les tubes échan-
<Desc/Clms Page number 4>
geurs de températureo Ceci permet, en particulier, de diminuer le poids des chaudières pour une puissance donnéeo
Selon le second mode d'exécution (figo 2),la chaudière compor- te essentiellement une grille 31 ou support analogue pour le combustible, une trémie 32 pour l'alimentation en combustible par gravité et un échan- geur de température 33 dans lequel circulent, d'une part,
les gaz de combustion et,d'autre part, l'eau à réchauffer. Le circuit d'eau de l'échangeur communique avec d'autres capacités telles que 34 et 35 dispo- sées autour du foyer. L'air de ventilation forcée, fourni par un ventila- teur 36, passe sous la grille (flèches il),puis est amené à la surface du combustible reposant sur la grille (flèches f2) et de l'air secondaire peut également être introduit en aval de la zone du combustible en igni- tion (flèches f3). Les gaz de combustion s'échappent par un conduit 37 en communication avec une cheminée.
L'appareil est complété par une oorte de chargement 38, un re- gard ou voyant 39, un tiroir à mâchefer 4C et des dispositifs de décras- sage et de réglage qui, n'intervenant pas dans l'invention, n'ont pas été représentés sur le dessino Il repose sur un socle 41, par exemple en béton.
Cela étant, on constitue l'appareil par une pluralité de blocs juxtaposés, par exemple par trois blocs juxtaposés tel que ceux délimités par des traits mixtes sur la figure : - un bloc arrière A comportant le foyer et l'échangeur de tem- pérature; - un bloc avant supérieur B comportantla trémie de chargement; un bloc avant inférieur C que l'on peut appeler boite à cendres;
Ces blocs sont assemblés suivant deux joints pratiquement étan- ches, un joint 42 entre les blocs A et B et un joint 43 entre les blocs
A et C, par lesquels des fuites risquent de se produireo
Pour prévenir de telles fuites, selon l'invention, on entoure l'appareil par une double paroi dans laquelle on maintient de l'air à une pression supérieure à celle régnant à l'intérieur de la chaudière.
De cette manière, les seules fuites possibles seraient des fuites d'air qui se produiraient depuis la double paroi vers l'intérieur de la chaudière, c'est-à-dire des fuites anodineso
Selon une solution avantageuse, on fait passer la totalité de l'air de ventilation forcée d'abord dans la double paroi, puis dans le foyer de la chaudière. Par suite des pertes de charge prenant naissance dans un tel circuit d'air puis de gaz de combustion, on est toujours assu- ré que la pression d'air dans la double paroi est supérieure aux pressions régnant à l'intérieur de la chaudière, notamment soit à la pression de l'air ayant pénétré dans la chaudière, soit à la pression des gaz en aval du foyer.
Dans le mode de réalisation représenté, on entoure les parois supérieure et latérales de la chaudière par un capotage 44, communiquant avec une enceinte 45 entourant le joint 42 entre blocs A et B et la par- tie supérieure du joint 43 entre blocs A et Co On fait débiter le ventila- teur 36 à la partie supérieure et arrière de la double paroi ainsi cons- tituée par l'intermédiaire d'une conduite 46 et d'une ouverture 47 dans le capotage 44 et on prévoit à l'intérieur de cette double paroi une chi- cane 48 à courant à mi-hauteur dans la partie arrière de la chaudière. On fait, enfin, communiqua* la partie inférieure et arrière de la double paroi par une ouverture 49 avec l'intérieur de l'appareil.
Le capotage 44 est avantageusement constitué par des panneaux en t8le assemblés entre eux et
<Desc/Clms Page number 5>
raidis inférieurement et supérieurement par des cadres en profilés (cor- nières ou autres)o
En suite de quoi on a réalisé une chaudière dont le fonctionne- ment est le suivant.
En marche normale, l'air sous pression introduit par l'ouverture 47 circule d'arrière en avant et de haut en bas dans la moitié supérieure de la double paroi limitée par la chicane 48, en passant dans l'enceinte
45, puis passe dans la moitié inférieure de la double paroi, circule d'avant en arrière et pénètre à l'intérieur de l'appareil, par l'ouverture
49, où il circule alors comme indiqué plus haut.
Lors des coupures du ventilateur de soufflage 36, le foyer est en dépression, grâce au tirage de la cheminée, et aucun risque de fuite des gaz vers la double paroi n'est à craindre. La chaudière est alors dans des conditions de fonctionnement analogues à celles des chau- dières ordinaires ou automatiques.
Dans tous les cas, il ne peut se produire vers l'extérieur de fuites nocives.
Outre l'avantage, exposé ci-dessus, de supprimer tous les risques de fuite, notamment dans le circuit des gaz, l'appareil établi suivant l'invention présente encore les avantages suivants : - celui de permettre d'adopter des échangeurs à fortes pertes de charge, donc à taux d'échange élevé; ' - celui de réchauffer l'air de combustion, ce qui permet, d'une part, de récupérer la chaleur qui autrement serait perdue par rayonnement et convection, donc d'augmenter le rendement, et, d'autre part, d'utiliser par élévation de la température de combustion, une gamme de combustibles étendue parmi ceux dont la température de fusibilité des cendres est élevée.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celle où il serait fait application de l'invention à des appareilss de chauffage autresque des chaudières, notamment aux poëles, cuisinières, calorifères et analogues, et celle où ces appareils seraient alimentés par du combustible liquide, voire gazeux.
REVENDICATIONS.
1 - Appareil de chauffage, à ventilation forcée, notamment chaudière pour chauffage central, caractérisé par le fait que sont agencées d'une façon étanche la capacité du foyer située en aval de la zone dans laquelle on fait brûler le combustible et en amont de l'échangeur de température, ainsi que ladite zone.