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" Générateur d'air chaud "
L'invention vise d'une façon générale des généra- teurs d'air chaud du type qui envoie de L'air chaud par des conduits aux endroits qui doivent être chauffés, ou du type dans lequel l'air chaud s'échappe directement du générateur dans l'espace à chauffer au moyen de déflecteurs réglables dont sont munis les orifices par lesquels l'air sort du générateur.
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Plus particulièrement, l'invention vise une com- binaison d'une chambre de combustion et d'un ensemble de boites (ou de tubes) à fumées'dont les rapports sont tels entre elles et avec le carter du générateur que l'on ob- tienne un meilleur rendement thermique, des obstacles minima à la circulation de l'air à travers le carter, et une souplesse maxima dans le montage du générateur dans l'espace à chauffer.
Des générateurs du type à conduits sont bien con- nus en pratique: Il eh existe de nombreux modèles, dont les organes sont disposés de façons diverses en vue d'amé- liorer leur rendement. Les générateurs à sortie d'air directe sont relativement récents et, en plus de lamélib- ration de leur rendement, ils posent des problèmes supplé- mentaires d'économie d'encombrement et de facilité de montage dans l'espace à chauffer. Les générateurs à sortie d'air directe, devant fréquemment être montés dans un espace limité, doivent résoudre les problèmes complexes d'un ren- dement maximum, d'un encombrement minimum, et d'une souples- se de montage maxima.
Pour/améliorer le rendement, on a jusqu'ici proposé de faire passer plusieurs fois les gaz de combustion à travers la chambre de combustion avant de les'laisser s'écha@ per dans l'atmosphère par une cheminée appropriée. Dans cer- tains cas, on a suggéré de faire passer les gaz de combus- tion à l'extérieur de la chambre de combustion dans des échangeurs thermiques de types appropriés, en vue d'extrai- re des gaz de combustion le plus de chaleur possible avant
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de les laisser quitter le générateur.
Toutes les solutions proposées jusqu'ici entraînent un générateude volume rela- tivement considérable, dans lequel la circulation de l'air chaud est souvent gênée, ce qui produit des points chauds dans la chambre de combustion ou dans l'échangeur thermique, avec pour conséquence une diminution du rendement calorifi- que et une détérioration plus rapide des parties du généra- teur en contact avec les gaz de combustion.
Dans le générateur suivant l'invention, grâce à une forme nouvelle de la chambre de combustion, on obtient plusieurs passages des gaz à travers la chambre, avec une exposition maxima des surfaces chaudes de cette chambre, ce qui assure à l'air chauffé la possibilité de s'écouler librement sur ses surfaces; un échangeur thermique supplé- mentaire, appelé ci-après ensemble de boites ou de tubes à fumées, est disposé au-dessus de la paroi supérieure de la chambre de combustion et à une certaine distance de celle- ci, de façon à laisser un certain nombre de passages entre les boites à fumées et la chambre de combustion, ainsi qu' entre les boites à fumées elles-mêmes, ces passages étant traversés par l'air à chauffer.
La chambre de combustion est construite en métal résistant à la chaleur, et les boites à fumées sont en acier ordinaire, de sorte que ces divers organes peuvent être portés à une température'beaucoup plus élevée que dans les constructions habituelles. La forme par- ticulière de la chambre de combustion et des boites à fumées permet de contrôler la répartition de l'air à chauffer au- dessus, au-dessous et autour de la chambre et des boîtes à
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fumées, de façon à contrôler l'extraction de chaleur des parois métalliques, ce qui empêche la formation de points chauds qui accéléreraient la détérioration du métal.
Un objet de l'invention est de réaliser une combi- naison d'une chambre de combustion et d'un ensemble de boî- tes à fumées offrant un minimum de gêne à l'air chaud qui traverse l'appareil, et répartissant cet air de façon à empêcher la formation de points chauds dans la chambre de combustion ou dans les boites à fumées.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un nouveau type de chambre de combustion et de boites à fumées permettant de mieux extraire la chaleur des gaz de combus- tion avant que ceux-ci ne quittent le générateur.
Un dernier objet de l'invention est de réaliser un système de montage de la chambre de combustion dans le carter du générateur qui permette la dilatation et la contraction de la chambre pendant les cycles de chauffage, et le montage du générateur dans plusieurs positions dif- férentes.
. Sur les dessins annexés, on a représenté, schéma- tiquement et à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une perspective du générateur montrant la chambre de combustion, les boites àfumées, le ventilateur et le carter de l'appareil, certaines par- ties de ce carter étant enlevées pour permettre de voir l'intérieur.
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La figure 2 est une vue latérale du générateur de la figure 1, avec certaines parties du carter et de la chambre de combustion supprimées pour mieux montrer la cir- culation des gaz à l'intérieur de la chambre et des boites à fumé es .
La figure 3 est une Vue en bout de l'arrière du générateur, avec une partie du carter enlevée pour montrer la disposition de la chambre de combustion et des bottes à fumées par rapport à ce carter.
La figure 4 est une vue latérale du générateur montrant ia disposition du carter.,
La figure 5 montre en détail une vue latérale de l'ensemble des boites à fumées.
La figure 6 en est une vue par l'arrière.
, La figure 7 est une coupe par VII-VII de la figure 5.
La figure 8 est une coupe par VIII-VIII de la figure 5.
La figure 9 est une vue latérale de la chambre de combustion.
La figure 10 en est une vue par l'avant.
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La figure 11 en est une vue par l'arrière.
La figure 12 montre le détail d'un angle, en coupe par XII-XII de la figure 4..
La figure 13 montre à plus grande échelle un détail du support du carter, en coupe par XIII-XIII de la figure 3.
Si l'on se reporte maintenant aux dessins, on voit en 1, d'une façon générale, le générateur comprenant un
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carter extérieur 2, une chambre de combustion 3 et un ensemble de boites à fumées 4 reliées par un collecteur 5.
Sous la chambre de combustion se trouve une cloison 6 per- cée d'une ouverture 7 qui coïncide avec la sortie d'un ventilateur 8 fixé sous la cloison 6 et entraîné par un moteur 9. Au-dessus de la chambre de combustion, une sortie d'air chaud dans le carter possède des déflecteurs conve- nables destinés à diriger l'air dans plusieurs directions.
La chambre de combustion 3 comprend une plaque antérieure 10, .des parois latérales 11, un fond 12,13, un sommet 14,15 et une paroi postérieure 16. La chambre de combustion est de forme sensiblement hexagonale, avec son plus-grand axe disposa verticalement. La chambre est de préférence en acier inoxydable et assemblée par soudure.
Pour faciliter la soudure, les plaques 10 et 16 sont un peu plus larges que les autres parois, de sorte que toutes les soudures peuvent être du type à congé et à l'extérieur de la chambre. chauqe partie 14 et 15 du sommet est percée d'une ouverture 17 pour le passage des gaz de combustion de la chambre 3 à l'ensemble 4. Ces ouvertures 17 sont voi- sines de la paroi antérieure de la chambre et sont entou- rées par un conduit 18 qui les relie à l'ensemble voisin.
Dans la paroi antérieure de la chambre, au voisinage de la partie inférieure de celle-ci, une ouverture 19 est en- tourée par un tube de brûleur 20. Sur la face antérieure de la chambre de combustion, également, mais au voisinage du sommet de celle-ci, se trouve une ouverture 21 entourée par un tube 22 et formant fenêtre d'observation. Des
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oreilles A et B peuvent être prévues sur les plaques 10 et
16, afin de faciliter la manipulation de la chambre pendant le montage du générateur, ainsi que pour soulever l'ensem- ble de ce générateur.
Les ensembles de boites à fumées 23 et 4 sont disposés au-dessus des parois 14 et 15 du sommet de la chambre-de combustion et parallèlement à ces parois. L'en- semble 23 est placé au-dessus de la paroi 14 et l'ensemble 24 au-dessus de la, paroi 15. De préférence, la paroi laté- rale externe de 'chaque ensemble est sensiblement alignée verticalement avec la paroi latérale voisine de la chambr de combustion, et la paroi latérale/interne de l'ensemble est disposée à une ;certaine distance de l'axe de la chambre de combustion, comme le montre la figure 7. Les ensembles 23 et 24 comprennent 'donc des sortes de boites allant de la, face interne de la plaque 10 jusqu'au-delà de la paroi 16 de la chambre de combustion.
Les extrémités de l'ensemble voisines de la paroi postérieure de la chambre de combustion sont reliées par un collecteur 25. Le collecteur 25 est constitué par une paroi postérieure continue 26 reliant les ensembles 23 et 24, des parois'latérales 27 s'étendant vers l'extérieur depuis le pourtour de la paroi 26 de façon à suivre la pente des parois de l'ensemble, et une paroi antérieure 28 fermant l'espace compris entre les parois voi- sines de l'ensemble et descendant jusqu'à la paroi périphé- rique 27.
Au voisinage de la paroi antérieure de la chambre de combustion, chaque fond 29 de l'ensemble est percé d'une ouverture qui coïncide avec l'ouverture 17 de la chambra de
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combustion, et ces ouvertures sont reliées par des con- duits 18, comme le montrent les figures 5 et 8. A travers chaque ensemble s'étend une sorte de boite 30 dont le som- met et la base sont espacés du sommet et de la base de l'en semble de boites à fumées correspondant, et dont les parois latérales sont à une certaine distance des parois latérales de cet ensemble. Les extrémités des boites 30 dépassent légèrement les faces verticales des ensembles 23 et 24, comme on le voit figure 7. La boîte 30 forme donc un pas- sage pour l'air chaud, et les gaz de combustion circulant dans les boites à fumées contournent cette boite 30.
La :face postérieure 26 du collecteur 25 est percée d'une ou- jverture 31, et un conduit 32 monté sur la paroi postérieu- re du collecteur coïncide avec l'ouverture et assure la ,sortie vers l'atmosphère des gaz de combustion provenant des boites à fumées.
A l'intérieur'du carter 2, un support approprié pour la chambre de combustion comprend une plaque de base
35 aux angles de laquelle des organes 36 relient le fond 35 la cloison 6. Au voisinage de chaque angle du fond 35 se trouve un support approprié tel que la cornière 37, repo- sant sur le fond 35 et s'étendant vers le haut pour assurer la liaison avec la face inférieure de la cloison 6 au moyen d'organes appropriés 38. Au-dessus de la cloison 6 se trou- vent deux pièces 39 disposées au voisinage de la paroi 10 de la chambre de combustion et qui lui sont fixées. A l'ar- rière de la chambre de combustion, deux pièces 40 sont dis- posées de part et d'autre de cette chambre mais ne lui sont
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pas fixées.
Les pièces 39 et 40 sont reliées par un organe approprié tel que la cornière 41 fixée aux pièces 39 et 40 et à la cloison 6. A l'arrière de la chambre de combustion, les organes 42 sont fixés aux pièces 40 et en contact avec les parois inclinées 12 et 13 de la chambre de combustion de façon à former un support coulissant pour cette chambre.
Les pièces 42 sont rigidement reliées aux pièces 40, mais ne font que coulisser avec le fond de la chambre de combus- tion, ce qui permet à celle-ci de se déplacer par rapport aux pièces 42 pendant ses dilatations et ses contractions.
Au voisinage des extrémités supérieures des pièces 40, les supports 43 sont fixés à une face des pièces 40 et s'éten- dent vers le haut pour se terminer par un rebord 44 placé sous la paroi 27 du collecteur 25, en constituant ainsi un support sur lequel-ce collecteur peut se déplacer lorsqu'il se dilate et se contracte avec les boîtes à fumées. Au voi- sinage de l'arrière de la chambre de combustion se trouve une pièce 45 qui vient en contact avec le sommet de cette chambre et descend le long des parois supérieures de cette chambre pour se terminer par des rebords 46 qui recouvrent les pièces 40 et leur sont soudés. La pièce 45 n'est pas reliée à la chambre de combustion mais sert à la maintenir, ainsi que l'ensemble associé de boites à fumées, dans une position fixe par rapport aux supports 43 et 42 quand le générateur est monté en position inversée.
Chacune des piè- ces 39 et 40 porte, à des distances verticales convenables, des organes d'espacement 47 dont une extrémité est fixée aux pièces 39 et 40 par exemple par soudure, l'extrémité
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.opposée des organes 47 possédant une rondelle plane 48 qui lui est soudée de façon à servir d'organe d'espacement pour les pièces du carter. Chaque pièce 47 est filetée intérieurement.
Le carter extérieur du générateur peut être montai sur le bâti, décrit précédemment, qui supporte la chambre de combustion, de toute manière appropriée. Un moyen de supporter ce carter consiste à munir les tôles latérales 50 et 51 constituant le carter de rebords latéraux auxquels sont fixées les tôles 52 et 53 qui forment respectivement l'arrière et l'avant du carter, comme le montre la figure 12.
La tôle 52 est percée d'une ouverture appropriée par la- quelle passe le conduit 32 et la tôle 53 est percée/d'ouver- tures appropriées à travers lesquelles passent le tube 20 et le tube 22. Les tôles 50 et 51 sont munies de supports latéraux appropriés au moyen,des rebords 54 de la cloison 6 et possèdent un support vertical et latéral constitué par des boulons 55 qui'traversent les tôles et se vissent dans les organes 47 fixés aux pièces 39 et 40. Les extrémités supérieures des tôles 50 et 51 suivent la pente de la sur- face supérieure des ensembles 23 et 24, à une certaine dis- tance de cette surface, et elles sont reliées par un collier approprié 56 qui leur est fixé.
Les tôles 52 et 53 sont dis- posées verticalement, et leurs extrémités supérieures sui- vent la pente des tôles 50 et 51, de façon se trouver sous le collier 56 et à lui être reliées. Au-dessus du collier 56 est disposée une plaque 57 de forme appropriée pour être fixée à ce collier et qui comporte des ouvertures 58 destinées à recevoir les déflecteurs d'air 59. Le carter
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entourant la chambre de combustion, lorsqu'il est cons- truit à la façon décrite, possède un support vertical convenable ainsi qu'un support transversal, constitué par les boulons 55 fixés aux organes 39 et 40, et ses extrémi- tés inférieures sont fixées de façon à ne pouvoir se dépla- cer latéralement grâce à l'existence des rebords 54 de la cloison 6.
La partie du carter entourant le ventilateur est de préférence constituée par des plaques 60 percées d'ouver- tures 61 et fixées au fond 35 et à la cloison 60. Comme le montre clairement la figure 13, la tôle extérieure 50 (ou 51) possède un appui approprié constitué par les rondelles 48 et peut être pourvue d'une rondelle plane supplémentaire 62 disposée sur la face externe de la tôle et sous la tête du boulon 55.
A l'intérieur du carter et au voisinage des plaques 50 à 53 sont de préférence prévus des écrans protecteurs 63 contre la chaleur. Ces écrans sont de préférence en métal résistant à la chaleur, tel que de l'acier inoxydable, et disposés à une légère distance des tôles extérieures du car- ter, comme le montrent les figures 3, 4 et 12. Les écrans 63 sont de préférence pourvus de rebords latéraux fixés aux tôles voisines du carter, et aux angles du carter sont per- cées des ouvertures appropriées pour le passage des organes 47 qui assurent le support vertical des tôles du carter.
Comme le montrent clairement les figures 3 et 4, les extré- mités supérieures des écrans 63 fixés aux plaques 50,51 s'étendent vers le haut sur pratiquement toute la longueur de ces tôles, en suivant leur contour. Aux angles du carter, des écrans 63a sont prévus.
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Le générateur peut fonctionner monté sur s a base 35, comme le montre la figure 1, ou suspendu en position in- versée. Si on le désire, il peut être monté horizontalement.
-Lorsqu'il est inversé, les organes 39 et 40 supportent la chambre de combustion, grâce à leur liaison avec cette cham- bre, directement ou par la pièce 35, maintiennent cette chambre dans sa position de travail. Un brûleur approprié 64 (figure 2) est monté dans le tube 20. Ce brûleur peut être de n'importe quel type vendu dans le commerce, et, de préfé- rence, être capable de brûler du mazout ou du gaz. Un organe de réglage 65 peut être prévu à la partie supérieure du car- ter, et un volet 66 peut être monté dans le conduit 62 de sortie des gaz de combustion afin de contrôler automatique-- ment le fonctionnement du générateur. Un tableau de 'contrôle approprié 67 peut être monté ,sur le carter et être relié aux commandes du ventilateur, de la cheminée et du brûleur.
Une cheminée non représentée est reliée au conduit 32. La construction du générateur lui permet de fonctionner avec un tirage naturel, mais, si on le désire, on peut lui ad- joindre' un dispositif de tirage forcé ou de, $soufflerie.
Lorsqu'on fqit fonctionner le brûleur la flamme est de préférence réglée de façon à diriger le combustible enflammé vers la paroi postérieure de la chambre de combus- tion, comme le montre la figure 2.
Grâce au tirage naturel de la cheminée, les gaz de combustion sont déviés vers le haut et s'écoulent vers la paroi antérieure de la chambre de combustion, où ils quit- tent cette chambre par les ouvertures 17 et les conduite 18
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afin d'arriver dans les boites à fumées 23 et 24. Les gaz de combustion circulent alors à travers ces ensembles en entourant les bottes 30 jusqu'au collecteur 25, d'où ils s'échappent par le conduit 32 vers la cheminée et dans l'at- mosphère. Le générateur est.muni d'une commande automatique appropriée de façon que lorsque la chambre de combustion et les boites à fumées ont été portées à une température ap- propriée, le ventilateur démarre et envoie de l'air dans le carter pratiquement fermé, comme le montre la figure 2.
L'air envoyé par le ventilateur monte le long de toutes les surfaces de la chambre de combustion, traverse les es- paces 70 compris entre les boîtes à fumées et le sommet de la chambre de combustion, puis l'espace 71 compris entre les extrémités intérieures de ces ensembles, et sort fina- lement par les déflecteurs 59. Une partie de l'air montant le long des parois latérales de la chambre de combustion passe par la boite 30 vers les espaces 71, tandis que d'au- tres parties de l'air circulent entre les sommets des en- sembles et les écrans 63 pour aboutir aux déflecteurs 59.
De même, sur les côtés de la chambre de combustion, l'air circule entre'les écrans 63 et les côtés de l'enveloppe externe, ce qui refroidit celle-ci, avant de s'échapper par les déflecteurs 59. A l'avant de la chambre de combustion, l'air ascendant balaie la plaque antérieure 10 sur son che- min vers les déflecteurs 59. A l'arrière de la chambre de combustion, l'air ascendant passe autour du collecteur 25 sur son trajet vers les déflecteurs 59.
L'écartement entre chaque ensemble de boites à fumées et le sommet de la
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chambre de combustion, de même que la dimension de tous les autres passages mentionnés précédemment et par lesquels passe l'air, peuvent être tels qu'on obtienne un refroidis- sement approprié et uniforme des surfaces voisines, empêchan'' ainsi la formation de points chauds. Grâce à l'utilisation d'acier inoxydable, la chambre de combustion et les boites à fumées peuvent être portées à une température élevée, qui contribue au rendement du générateur .
Comme le montrent clairement les dessins,' il ne se produit pas de variations brusques dans là direction du courant d'air chaud autour de la chambré de combustion et des boites à fumées, changements ,brusques qui tendraient également à la formation de points chauds.