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Oh.udi....1 pour coir,)Utitibl*4 liquidas ou 4ASOUX0 aomproirnt une chambre de combustion sphéroldale. -------------------------------------
La présente invention est relative à une chaudière ali- montée en combustibles liquides ou gazeux et destinée à chauffer de l'eau ou d'autres agents de chauffage; elle se rapporte plus particulièrement à la réalisation de la cham- bre de combustion et des conduits de fumée.
La présente invention a pour but de résoudre le problè- me consistant à établir une chaudière à large gamme de puis- sances, pour une température approximativement constante des gaz de fumée, tout en évitant Ion inconvénients qui se mani- festent dans les chaudières connues et en réalisant une combustion économique optimale, sans dépôts de suie dans la chambre de combustion et dans les carneaux qui lui font sui- te, les dimensions extérieures de la chaudière étant rédui-
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tes au minimum par l'adoption de la construction particulière deux carneaux.
Partant de ce qui précède, la présente invention a pour but d'étendre la gamme de puissances d'une tulle chaudière.
L'invention se propose en outre d'établir la chaudière de façon à réaliser une combustion optimale, sans formation de dépota de suie.
L'invention a en outre pour but d'établir la chaudière, c'est-à-dire, les carneaux, de façon à réduire au minimum la résistance coté gaz de fumée, ce qui réduit notablement les pertes de charge.
Finalement, un objet de l'invention eut -tout en tenant
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compte des bute fixée cidaaaua - de dmmcr à la chaudière des cotes extérieures aussi réduites que possible, ce qui en- traîne une consommation minimum de matière.
Suivant l'invention, le but visé est réalisé dans une
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chaudière o.rl4ot,4rhd. xapatytnlleu,s,t an ':" 1(11" le \rhllr fait saillie dans une chambre de combustion qui affecte une forme approximativement aph'r1que et prrftietite, a l'opposé de l'embouchure du brûleur, un orifice d'évacuation de gaz d'une section réduite par rapport à celle de la chambre de combus- tion, orifice qui aboutit à une chambre de déviation présen- tant une forme particulièrement favorable du point de vue hydrodynamique et à laquelle sa raccorde au moins un carneau cylindrique enveloppant la chambre de combustion et pourvu d'éléments stabilisateurs de turbulence.
Grâce à la forme ap- proximativement sphérique de la chambre de combustion, soit, une forme caractérisée par un grand volume et une surface - c'est-à-dire, dans ce cas, la paroi de la chambre de comous- tion - offrant l'avantage d'une étendue minimum, on obtient, avec des allures extrêmement élevées de la chambre de combus- tion, une combustion optimale et une absorption calorifique
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maximale de la paroi de la chambre de combustion.
La trans- mission parfaite do la chaleur, ainsi réalisée dans la cham- bre de combustion, est également assurée dans les carneaux qui lui succèdent, ce résultat étant obtenu parce que les gaz de fumée provenant de la chambre de combustion sont accélérée dans un orifice d'évacuation rétréci, rencontrent immédiate- ment en aval de celui-ci une paroi et sont déviés par celle- ci, ce qui entraîne l'apparition d'une forte turbulence, la- quelle constitue à son tour un avantage.
Ensuite, les gaz du foyer sont à nouveau accélérés, avant leur entrée dans le carneau situé en aval, cette accé- lération s'effectuant de telle façon qu'il existe, en chaque point de l'espace annulaire à gaz un flux turbulent, ce qui est obtenu en dimensionnant convenablement la section libre de l'espace annulaire.
La baisse de la température et la diminution de la vi- tesse, qui en résulte, pourraient entraîner le désavantage de la disparition de la turbulence et celui du laminage du flux, ce qui conduirait à une forte diminution de la trans- mission spécifique de la chaleur. Afin d'empêcher la trans- formation du flux turbulent en un flux laminé, et conformé- ment à la présente invention, on dispose dans les carneaux situés en aval de la chambre de combustion des éléments ata- bilisateurs de turbulence, qui maintiennent le flux à l'état turbulent et sont d'autre part appelés à pouvoir faire varier la durée du séjour dans les carneaux situés en aval de la chambre de combustion, parce que, en faisant varier la durée du séjour,
on obtient l'avantage de pouvoir étendre notable- ment la gamme des puissances d'un type de base d'une chaudiè- re pour une même surface de chauffe et pour une température essentiellement égale et invariable des gaz du foyer, cepen- dant que, grâce aux éléments stabilisateurs de turbulence,
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la résistance dans les carneaux peut être modifiée et être adaptée à l'allure momentanée du foyer.
Un autre avantage de ces éléments réside eu ce qu'ils engendrent en outre uno pression prévue déterminée dans la chambre de combustion, pression qui favorise la combustion optimale du combustiole et assure une alimentation uniforme du carneau d'aval en gaz du foyer. Cette modification de la gamme des puissances peut aussi être utilisée en vue d'adap- ter parfaitement la capacité de la chaudière aux conditionu différentes du service d'été et du service d'hiver.
Afin de réduire la pression d'allumage, d'éviter des pulsations et d'assurer un démarrage doux, on prévoit avan- tageusement donc la chaudière, côté gaz du foyer, un conduit dit "by-pass", qui garantit avantageusement, au moment de l'allumage, un équilibrage rapide entre les pressions respec- tives de la chambre de combustion et de la sortie des gaz de la chaudière, ce "by-pass" présentant des dimensions tel. les que, dans le domaine influencé par des registres, seule une partie peu importante des gaz de combustion peut parve- nir jusqu'à la sortie des gaz de la chaudière.
Il va de soi qu'une chaudière ainsi établie peut être équipée d'une batterie chauffe-eau ou d'un préparateur d'eau chaude relié directement à lu chaudière, qui peut être chauf- fé par le fluide de chauffage. Afin de favoriser la circu- lation naturelle de l'eau, la chaudière peut être avantageu- sement disposée, grâce à des moyens appropriés, de manière à être légèrement relevée en direction de la conduite de départ.
On connait des chaudières comportant des chambres de combustion cylindriques et coniques à inversion de flamme, qui fonctionnent suivant le principe dit à trois carneaux et dont le troisième carneau peut être parallèle à l'axe ou affecter une forme hélicoïdale.
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Ces chaudières connues présentent, en raison de leur perte de charge élevée côté gaz du foyer, les inconvénient*
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qui consistent on et qu t ill ne pouvant fonctionner qu'avec des brûleurs spéciaux à surpression et produisant au démar- rage une pression d'allumage très élevée, ce qui rend parti- culièrement difficile la mine en route de ces chaudières et oblige de prévoir à cette fin des dispositifs particuliere.
.D'autres inconvénients constates résident en ce que la flam- me de retour soumet la tête du brûleur à une forte attaque thermique, qui détermine au bout de peu de temps la déforma- tion de la tête du brûleur, et en ce que la flamme de retour ne remplit pas complètement et uniformément le tube-foyer, ce qui entraîne des charges calorifiques fortement inégales de ce tube-foyer.
A côté du coût élevé de la construction, tant en ce qui concerne la consommation de matière que l'exécution, ces chaudières ne possèdent qu'une gamme de puissances étroite et une tenue défavorable uux faibles chargea. De plus, ils ont une tendance à la formation de dépôts de suie, ce qui conduit à des difficultés particulières en raison des possi- bilités de nettoyage limitées.
Deux exemples de réalisation de chaudières suivant l'in- vent ion seront décrits ci-après en se reportant aux dessins annexés.
Dans ces dessins :
La fig. 1 est une vue en coupe d'une chaudière suivant la ligne II-II de la fig. 2.
La fig. 2 est une vue en coupe de la chaudière suivant la ligne I-I de la fig. 1.
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La ttge j ut, une vm< an qoul)e d'une ahaudièr* compor. tièlit (inux oarnouux, La tige 4 montre un oX-nlpl.. do la diapoaition d t 416-
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monta a atabiliaateura de turbulence, et La fige 5 est un autre exemple de la disposition des
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élément stabilisateurs do titrbulence. Comme indiqua dunes lu t'ig. 1,1" ahumbre do combustion 1 présente une forme approximativement sphérique et est équi- pée d'un brûleur en façade 2. Cette chambre de combustion 1 est entourée de toutes parts d'une chemise d'eau 3 qui pré- sente, à l'opposé de l'embouchure de brûleur, un orifice d'évacuation de fumée 4, rétréci par rapport à la seotion de la chambre de combustion.
L'ouverture 4 aboutit à une chambre de déviation 5 enveloppée par les chemises d'eau 3 et 6 et qui se raccorde au carneau 7. Dans ce carneau 7 sont disposés, sur tout le pourtour de la chemise d'eau 3, de! éléments dits stabilisateurs de turbulence 8. Ces élé- ments stabilisateurs de turbulence 8 sont constitués par des plaques en forme e segments annulaires maintenus assem- blés par des éléments de liaison. Ces assemblages peuvent être composés de plusieurs manières différentes, comme il ressort des figue 4 et 5, par exemple, Les deux chemises d'eau 3 et 6 sont reliées par des conduits d'eau transver- saux 11 et 11', tandis que la chambre de combustion 1 commu- nique directement, par un conduit de court-circuitage 10, dit by-pass, avec le carneau 7.
En outre, la chaudière com- porte, comme d'habitude, des raccords pour des conduites de départ et de retour 12, 13, ainsi qu'un dispositif 14 permettant de placer la chaudière de façon légèrement obli- que.
La chaudière suivant la ftg. 3 présente en principe la même construction, saut qu'ici la chmmbre de dévotion
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5' sa raccorde i un double carneau 7'. Kn outre, atitte r4iU atiori oamyorts 1W opaib aitb (iltifitt4llur un ohlillf't'"..
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ment à la paroi postérieure 6' de la chaudière, cette derniè- re paroi étant pourvue de nervures 17, ce qui présente un avantage en ce qui concerne la transmission de chaleur et la rigidité.
Tout en permettant une utilisation optimale des gaz du foyer, cet exemple de réalisation permet de donner à la chau- @ dière des dimensions extrêmement réduites.
@ Dans cette figure 3, on n'a pas représenté les éléments stabilisateurs de turbulence, qui seraient disposes ici dans les carneaux 7' de la même manière que les éléments correspondnats sont disposée dans le carneau 7 de la fig. 1.
Dans cette construction de la chaudière suivant l'in- vention, la flamme du brûleur se propage dans la chambre de combustion 1 approximativement sphérique, qui assure une combustion optimale du combustible. Les gaz sont partielle- ment déviés grâce à la forme sphéroldale, de aorte que les imbrûlés retournent dans la zone dea flammes. En quittant la chambre de combustion 1 à travers l'orifice étranglé 4,
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les gaz du foyer parviennent dana lajohambre de déviation, où ils rencontrent la paroi 5" et sont déviés et inversés, ce qui donne lieu à un brassage intense.
Cette turbulence, qui doit être recherchée dans l'inté- rêt de la transmission de chaleur, est en outre entretenue grâce à l'accélération qui se produit lors de l'écoulement vers les carneaux et qui se manifeste également dans ces der. niera grâce à la disposition, conforme à l'invention, des éléments stabilisateurs de turbulence 8, décrits ci-dessus, disposés dans les carneaux.
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