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"naudière cylindrique"
La présente invention concerne une chaudière cylindrique* comportant une chemise d'eau cylindrique annulaire entourant le foyer et le surplombant en forme de cloche, ainsi qu'un raccord, d'évacuation de gaz latéral, un canal de tirage, pourvu de cloisons pour dévier les gaz de combustion,étant ménage entre ladite chemise d'eau et une seconde chemise d'eau
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extérieure, également cylindrique annulaire, surplombant la première en cloche) une ouverture pour la sortie des gaz de combustion reliant le foyer à ce canal de tirage)
les deux bords de la chemise intérieure ot de la chemise extérieure déli- mitant ladite ouverture de sortie comportant des éléments de paroi vorticaux n'étendant sur la majeure partie de la hauteur de cette dernière en ménageant des ouvertures de passage vers le canal de tirage.
Dans les chaudières connues de-ce genre, les cloisons de déviation sont disposées verticalement dans le ca- nal de tirage annulaire, ce qui présente l'inconvénient que les tranchées de tirage ainai formées dans la canal de tirage néces- sitent un tirage plus intense de la cheminée que les canaux horizontaux, plus précisément, un tirage correspondant à une colonne d'eau de 3 à 4 mm environ, contre 1,5 à 2 mm pour un tirage horizontal. De plus, l'augmentation de la longueur de la voie d'évacuation des fumées résultant de la présence de ces cloisons de déviation verticales n'est pas suffisante pour permettre une utilisation optimale de la chaleur..
Un autre inconvénient résulta du fait que le fac- teur de transfert de chaleur k caractérisant le transfert de chaleur entre lo canal de tirage annulaire et, d'une part, la chemise d'eau intérieure, et, d'autre part, la chemise éxtérieu- re, décroît rapidement antre l'ouverture de passage et le rao- cord de sortie des gaz du fait que la température de ces der- niers diminue rapidement par suite de la chaleur qu'il. aban- donnent de part et d'autre.
En conséquence, les paroi% du canal de tirage voisines du raccord de sortie participent beaucoup moins au transfert de la chaleur que celles Le la région de l'ouverture de passage, ce qui a pour conséquence une circula- tion irrégulière de l'eau dans ces deux chemines annulaires, le long du pourtour de la chaudière,
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La présente invention se propose de réaliser une chaudière dans laquelle ces inconvénient* ont été éliminés*
La chaudière do l'invention est remarquable en ce que les cloisons de déviation sont disposes, au moins à pou près, horizontalement et en oe que l'une d'entre elles,
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au moins,
eatfune hauteur différente de oeil* des cloisons res- tentas, de aorte que le canal de tirage se trouve subdivisé par ces cloisons en un certain nombre de chambres horizontales attendant à différents niveaux, des ouvertures de passage dé- calées entre elle$ étant prévues pour relier respectivement? ces chambres.
L'invention est fondée sur la remarque que les chambres horizontales résultant de la disposition horizontale des cloioons de déviation dans le canal de tirage cylindrique ont non seulement l'avantage de nécessiter un tirage moins inte/ se, mais en outre, de produire une voie d'écoulement de gaz plus longue que les cloisons verticales, du fait que dans un canal de tirage annulaire, dont la hauteur et le diamètre sont
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déterminés par dea oonidrutions thermiques et structurales en fonction de lu configuration du foyer, et ne varient que peu,
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une voie d'6coulvitenU périphérique est plue longue que la voie roobiligne déterminée pur lu hauteur du canal do tirage Diens une chaudière cylindrique,
l'ouverture dé sortie des gaz de combustion est diall16traleUlont opposée au ruac rd d'évacuation den gaz, finis 4800 s'il n'en tsut pas ain- si, on peut ew6nager avec los 1Ilea avantage. des chambres horizontulon dana la oanal o tirage au moyen de cloisons hori... ssontalea convenablement formôoa m, montées.
Dans une forme de a?éalisatio8 prendre, les oloisonu. du d6vi&t1on horizontalaa d'une telle chaudière peuvei 8tre dia4,oodea do manière que les ohwhbras qu'elles forment aient don hauteurs différentes, ces hauteur diminuant en die
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rection du raccord d'évacuation de Sa% en vu d'accélérer la
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vitesse d'écoulement: des fumées, Oetts aQOÎé8tlon se traduit par une plus grande turbulence du courant do $69 qui augmente le coefficient de transfert: de chaleur k.
D'autres caractéristiques da l'invention ren- sortiront de la description qui va liuivret t do i un exemple de réalisation de celle-ci, en référence aux deainannex4& dans lesquels$ '#*" ' la figure 1 est une coupe longitudinale d'une chaudière conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II- II de la figure 1. et, ,la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-
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III de la figure 1, # .
La figure 1 est une coupe longitudinale d'une chaudière verticale brûlant'des combustibles liquides et/ou so-
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lideja, du type de celles utilisées pour le chauffage et la production d'eau chaude dans les immoubles d'habitation.
La chaudière comprend un habillage extérieur 1
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danfi lequel sont disposas) à la partie supérieure, un réser- voi d'eau 2 et , à la partie inférieur , un foyer 39 Le tay- er est entouré d'une chemise d'eau annulaire 4 se terminant en dtte au-dessus du foyer et quyg# compbae d'une paroi înté. rieure 5 et d'une paroi extérieure 6, Entre ces deux parois circule un courant d'eau servant do milieu d'échange de cha- leur entre le foyer et le réservoir d'eau chaude 2.
La chemise intérieure 4 est entourée, à distance, d'une chemise extérieu- re annulaire 7 comprenant une paroi Intérieure 8 et une paroi
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extérieure 9 et qui est également zoooordde au circuit de nie. culation d'eau de la chaudière, Entre la paroi extérieure 9, qui comporte une partie supérieure horizontale 9' séparant
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la chemise 7 du réservoir d'eau chaud.e 2, et l'habillage 1 est interposée une isolation thermique 10.
Entre la paroi
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extérieure 6 de la chemise 4 et la paroi intérieure 8 de la che- mise extérieure 7 est ménagé un canal annulaire II formant une cloche au-deaaua de la chemise 4, canal qui sert à l'évacuation des gaz brûlés et qui ost relie au foyer d'une manière qui sera décrite plus en détail pur la suite,
Au sommet du foyer 3 est raccordé un conduit 12 par lequel l'air de combustion est Insufflé au moyen d'un ven- tilateur 12a monté à lu partie supérieure de la chaudière et
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que traverse un conduit de carburant 1 à 1,' ectrm,t inférieu- ri duquel ,:
et fixé un brûleur 14$ Le conduit 1 est entouré oonoontriouoaent par une chambre d'eau 15 qui est relié à sa partie inférieure, à la chemine d'eau 4 et qui est entourée par le réservoir d'eau 2, dont elle oat séparée pur une cloison tubulaire 16* Le réser- voir d'eau chaude 2 comporte, a sa partie supérieure, un rac- cord de sortie 17 et un raccord d'arrivée 18, ainsi qu'une ou- verture latérale de nettoyage 19 fermée par un couvercle. A tra-
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vers la rénorvoir d'eau chaude 2 8'étendent ua certain nombre de tubes d' échange de chaleur verticaux <:0, qui sont roccord6s, à leur base, A la chemise extérieure 7 et au sommet & une en6,mb d'eau 21 laquelle communique avec la chambre d'eau annulaire 15
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et eat séparée du réservoir 2 par une cloisons <.:2.
Le ciuit de circulation de l'eau de la chau-
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dièrs comprend, par conséquent, la chemise d'eau intérieure 4, la chemise extérieure z, la chambre annulaire 15# la chambre d'eau supérieure 2n, et les tubes d'échange 20. L'eau arrive dW1U la chaudière par un raccord de reoirculaC1on 3 d'un ré- seau do chauffage non représenté et en sort par un raccord 24
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relié à ce môme réseau. Un raccord 25 relie le circuit ci-des- sun à un ballon de dilatation, non représenté.
La chemise d'eau 4 comporte une ouverture allon-
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géie, cn forme de serment 26, qui est diamétralement opposée à un raccord d'évacuation de gaz 27 relié latéralement au
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canal annulaire II, et qui fait communiquer le foyer 5 avec ce dernier.Aux deux grands cotés de l'ouverture de sortie 26 s'étendent radialement vers l'extérieur des éléments de parci 8 qui, à ces endroits,
ferment l'intervalle entre les chemines d'eau 4 et 7 de sorte que les gaz brûles sortant du foyer 3 par l'ouverture 26 sont obligés de pauser au-dessus d'eux pour
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gagner le canal d'évacuation ou do tirage nnnula1re Il en tra- versant une ouvorture de passage 33 1Ina6e par ces éléments de parois
A la partie inférieure du foyer 3 se trouve une
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grille 29 destinée à supporter un combuatible solide, une gai- ne non roprduentde pouvant 8tre prévue, pour amener l'air du * ventilateur dans le foyer' & travers lu grille 29* Sur le 08- té de la chaudière, on a prévu, l'rba de l'ouverture dé* passage 6, une porte de oharcement po et une porte d'évacuation de cendres 31$ cette dernière donnant acoés à un cendrier 3 -' dis- posé sous la grille 29' En se référant b la figure 1, on voit que des cloisons de déviation horizontale.
34 et 35 sont montées dansa lej
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canal de tirage annulaire II, de la manière décrite oi-apréat
Deux cloisons de déviation 34 sont montées à hauteur des bords supérieurs 28' des sections de paroi verti- oales 28 et ménagent entre elles une ouverture de passade 26
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diamétralement opposée à l'ouverture de sortie 26 des gaz brtt. lés (Ct. figure 2)# Une cloison de déviation 35 eat montée au- dessus du racoord d'évacuation de sa* 2? de façon à ménager
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une ouverture de passage 37 à chacune des fleotions dç paroi 28 <,Cf. figure 3).
Les cloisons 34 et 35 forment trois chambre* superposées z, 39 et 40, la chambre supérieure 38 étant re- liée à la chambre centrale 39 par l'ouverture 36,tandis que cette dernière communique par les deux ouvertures 37 avec la chambre inférieure 40. Les gaz brûlés, qui sortent du foyer 3 par l'ouverture 26 et qui influent dans la chambre supérieure
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38 par l'ouverture de passage 33, traversent ainsi suivant une trajectoire en zig-zag (voir flèche de la figure 1) les trois chambres 38, 39,40 avant de sortir finalement de la chaudière par le raccord d'évacuation 27.
Les cloisons de déviation 34 et 35et lea ou- vertures de passage mutuellement décalées 36 et 37 ont non seulement pour effet d'éviter d'affaiblir la tirage de la che- minée, mais encore l'avantage de produire un chemin d'écoule- ment relativement long pour les fumées dans le canal de tirage annuluire II, assurant ainsi de bonnes conditions d'échange'de chalour.
En variante au mode de réalisation représente, on pourrait également prévoir un plus grand nombre de cloisons de déviation 34 et 5 venant s'interposer entra la cloison: inférieure 35, montée à un point convenable plue élevé, et le bord supérieur du raccord d'évacuation de gaz 27, de façon à produire une voie d'évacuation des gaz encore plus longuet
Les cloisons de déviation sont, do préférence$ montées de manière que les chambres qu'elles foraient aient une section libre différente, la hauteur de ces chambres et, partant, leur section libre diminuant on direction du raccord de sortie des gaz.
Ceci permet d'obtenir une accélération de la vitesse d'écoulement des gaz brûlés entre l'ouverture de sortie du foyer et le raccord d'évacuation; et ainsi de com- penser dans une large mesure la diminution rapide du facteur de transfert de chaleur k le long de la voie d'écoulement des gaz, qui résulte de la diminution rapide de la température de ces gaz par suite de lu chaleur qu'ils abandonnent aux che- mises d'eau entourant de part et d'autre le canal de tirage* Une ucoélération de la vitesse d'écoulement des gaz s'acom- pagne toujours d'une augmentation de la turbu lence de l'écou- lement ce qui, cornue l'on sait, entraîne une augmentation du facteur de transfert de chaleur k.
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. Une autre raison militent en faveur de chambre à section variable est le fait que le volume des fumées se rendant au raccord d'évacuation décroît du fait qu'elles se re- froidissent, ce qui est la cause d'un ralentissement de leur vitesse d'écoulement vers ledit raccord, Ainsi donc, c'est précisément dans la région du canal de tirage où le facteur de transfert de chaleur k est petit par suite de la basse tem- pérature des gaz brûlés que ce facteur est encore diminué par les mauvaises conditions d'écoulement qui y règnent, Or, un dimensionnement judicieux des sections des chambres, c'est-à-di- re,
un choix approprié de la hauteur des cloisons de déviation horizontales permet de remédier à cette situation défavorable*
Il esten outre, également possible par une subdivision poussée du canal de tirage annulaire au moyen de nombreuses cloisons de déviation. d'accélérer la vitesse d'é- coulement des fumées tout au long de la voie d'écoulement de celles-ci, en vue de relever le facteur de transfert do chaleur k, dans le cas où l'intensité naturelle de la cheminée, renfor- cée, le cas échéant, par un ventilateur, est suffisante pour surmonter la résistance d'écoulement résultant de la section ainsi réduite des chambres.
Dans les chaudières où les gaz de combustion sortent du foyer par le bas et où le raccord d'évacuation est situé à l'extrémité supérieure du canal de tirage annulaire, les cloisons de déviation horizontales de l'invention peuvent être adoptées de la même façon et avec les mêmes avantages*
En conséquence, il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 8tre apportées à l'exemple représenté et décrit sans sortir pour autant du cadre de l'invention.