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"Chaudière de chauffage d'un liquide, en particulier d'une huile, destiné au trans- port de chaleur".-
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La présente invention est relative à une ohau- dière de chauffage d'un liquide, en particulier d'une huile, destiné à transporter de la chaleur.
Une telle chaudière comprend notamment une double paroi de préférence cylindrique, constituée de deux viroles entre lesquelles s'étend au moins un cordon.
Le cordon est fixé à la virole extérieure et forme des spires successives sur toute la hauteur ou la longueur de cette double paroi, de manière à constituer avec celle-ci, une canalisation de circulation du liquide susdit.
Ce liquide est chauffé par conductibilité de chaleur surtout à travers la paroi de la virole intérieure laquelle est disposée autour de l'axe d'une flamme pro- ' duite par un brûleur équipant la chaudière.
Dans les chaudières connues de ce genre, le cordon est simplement fixé à une des parois mais est indépendant de l'autre. Le circuit hélicoïdal ainsi délimité par le cordon et ces parois n'est pas étanche latéralement. Il en résulte un passade direct du liquide susdit entre le cordon et la paroi sur laquelle il n'est pas fixé. Un tel passage du liquide ne permet pas d'obtenir partout des vitesses con- venables conférant au liquide un pouvoir d'absorption ther- mique correspondant à la charge calorifique locale due à la flamme.
Or un séjour prolongé du liquide dans la double paroi est à éviter parce qu'un tel séjour risque de dégrader sérieusement les qualités du liquide requises pour les be-
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soins du chauffage et du transport des calories emmagasinées, ceci d'autant plus qu'il s'agit généralement d'une huile de chauffage qui peut se décomposer ou cracker ou encore présenter des caractéristiques inadéquates lorsqu'elle est à une température relativement élevée et rapidement atteinte dans une zone de la double paroi d'une chaudière convention- nelle, où la vitesse du liquide est faible ou insuffisante.
Ainsi de ce qui précède, il résulte que les chau- dières connues à double paroi ne sont pas rationnelles pour chauffer un liquide, notamment une huile, destiné au trans- port de chaleur, par exemple dans des installations de chauf- fage central du bâtiment.
La présente invention permet de remédier aux in- oonvénients susmentionnés des chaudières connues et a pour objet une nouvelle chaudière qui est appropriée pour chauf- fer quasi uniformément un tel liquide assurant ainsi une longue durée d'emploi de celui-ci.
A cet effet, dans une nouvelle chaudière, le cordon susdit est fixé, d'une manière étanche, à la surface extérieure de la virole intérieure et à la surface intérieure de la virole extérieure.
Pour obtenir aisément ces fixations étanches du oordon sur les viroles, ce cordon est avantageusement soudé à celles-ci.
Selon une particularité importante de l'invention, les spires du cordon susdit sont plus rapprochées l'une de l'autre en regard de la zone du rayonnement calorifique maximum de la flamme produite normalement et sont de plus en plus éloignées l'une de l'autre,au fur et à mesure que l'on s'écarte de cette zone, la vanation de la distance en-. tre les spires étant telle que le liquide puisse emmagasi-
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ner une quantité de chaleur sensiblement constante par unité de longueur de la canalisation susdite et eu égard à sa vitesse d'entrée dans celle-ci.
Cette particularité permet de chauffer rationnelle-, ment le liquide de transport de chaleur. En particulier, dans le cas de l'huile, on ne risque pas de la décomposer ou de la cracker.
La présente invention est encore relative à un procédé de construction d'une chaudière de chauffage d'un liquide, en particulier d'une huile, destiné à transporter de la chaleur, selon lequel on réalise une virole extérieure de préférence cylindrique, on fixe sur la face intérieure de cette virole extérieure, au moins un cordon formant des spires successives sur toute la hauteur ou la longueur de cette virole, on assemble alors celle-ci pourvue du cordon, une virole intérieure de manière à réaliser une double paroi présentant au moins une canalisation intérieure du liquide susdit, on ferme la double paroi que l'on pourvoit d'au moins une entrée et une sortie du liquide et on dispose cette double paroi autour de la flamme d'un brûleur.
Les procédés connus présentent les inconvénients des chaudières connues.
Pour remédier auxdits inconvénients, on construit les nouvelles chaudières par un nouveau procédé selon lequel on rend étanche la fixation du cordon susdit sur la face in- térieure de la virole extérieure, on fixe ce cordon sur la face extérieure de la virole intérieure et on rend étanche la fixation de ce cordon sur cette face extérieure de cette virole intérieure.
Pour pouvoir chauffer uniformém:nt le liquide de transport de chaleur sur tout son trajet : ntérieur à la
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double paroi, on construit celle-ci de manière à disposer les spires du cordon plus près l'une de l'autre en regard de la zone de rayonnement oalorifique maximum de la flamme produite normalement par le brûleur et à disposer les spires dudit cordon de plus en plus loin l'une de l'autre au fur et à mesure que l'on s'éloigne de cette zone. De cette façon, le liquide en question peut circuler dans la canali- sation intérieure de la double paroi à une vitesse variable de l'entrée à la sortie de celle-ci et appropriée pour être chauffé régulièrement.
D'autres détails et particularités de l'invention apparattront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire qui représentent schématiquement et à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation de l'in- vention.
Les figures illustrent une forme de réalisation d'une chaudière conforme à l'invention et construite suivant un nouveau procédé.
La figure 1 est une ooupe'en élévation de cette chaudière.
La figure 2 est une vue en détails de la paroi latérale de ladite chaudière.
Dans ces deux figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
La chaudière représentée sert à chauffer un li- quide de transport de chaleur, de préférence une huile, circulant à travers une installation de chauffage industriel ou domestique.
La chaudière de forme cylindrique, est montée d'une manière conventionnelle, sur un support 1 et est essen. tiellement constituée d'une double paroi extérieure 2, d'une
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double paroi intérieure 3 et d'un serpentin 4 disposé entre ces doubles parois.
La double paroi extérieure 2 comprend deux viroles cylindriques coaxiales l'une extérieure 5 et l'autre intérieu- re 6. Ces deux viroles sont reliées entre elles par un cordon intérieur 7 qui s'étend suivant une hélice par exemple régulière et qui est soudé respectivement à ces deux viroles,
Le cordon 7 et les viroles 5 et 6 délimitent donc une cana- lisation hélicoïdale étanche latéralement et à pas constant.
L'espace intérieur entre ces viroles est fermé vers le haut par un anneau approprié 8 et communique vers le bas avec un espace existant entre deux viroles sensiblement tronooniques, parallèles, coaxiales 9 et 10 se raccordant respectivement aux deux viroles cylindriques 5 et 6. L'espace intérieur entre ces viroles tronconiques 9 et 10 communique à son tour avec l'espace annulaire compris entre deux tubes concentriques'
11 et 12, ce dernier espace intérieur étant fermé vers le bas par un autre anneau 13. Une conduite 14- d'amenée l'huile débouche dans cet espace, à travers le tube extérieur 11.
L'écartement des viroles 5 et 6, celui des viroles 9 et 10 et celui des tubes 11 et 12 sont sensiblement égaux et constants.
La double paroi intérieure 3 est oonstituée d'une manière similaire à celle de la double paroi extérieure 2.
Cette double paroi intérieure 3 comprend aussi deux viroles cylindriques concentriques : l'une extérieure 15 et l'autre intérieure 16. Ces viroles sont reliées par un cordon; intérieur 17 qui est soudé à la face extérieure de la virole intérieure 16 et à la face intérieure de la virole extérieure
15. Les virolles 15 et 16 de la double paroi intérieure 3 sont par ailleurs disposées coaxialement à celles 5 et 6 de la: double paroi extérieure 2.
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L'espace compris entre les viroles 15 et 16 est fermé vers le haut par un anseau approprié 18 à l'exception d'une ouverture 19 qui correspoed à l'orifice de raccorde- ment d'une conduite 20 d'évacuation ou de départ de l'huile chauffée.
Le cordon intérieur 17 de la double paroi inté- rieure 3 s'étend d'une manière particulière. Conformément, à l'idée inventive, il décrit une hélice à pas irrégulier, le pas de l'hélice, diminuant progressivement du fond de cette double paroi jusqu'à environ sa mi-hauteur et augmen- tant ensuite graduellement de celle-ci jusqu'au sommet de ladite double paroi. Le cordon intérieur 17 forme donc ainsi un ensemble de spires successives et superposées qui sont plus rapprochées l'une de l'autre dans la zone médiane de la hauteur de la double paroi intérieure 3 et qui sont de plus en plus écartées l'une de l'autre au fur et à mesure que l'on s"éloigne de cette zone médiane vers chacune des bases de cette double paroi.
Le serpentin 4 est disposé entre les doubles parois 2 et 3. Il est formé d'un ensemble de spires tubulaires s'é- tendant suivant une hélice à pas régulier et à diamètre inté- rieur constant. Dans le cas représenté, les tubes formant les spires inférieures du serpentin présentent toutefois un plus faible diamètre que ceux constituant les spires supé- rieures et médianes. Cependant, il s'agit içi d'une partiou- larité qui peut varier suivant les caractéristiques de ohauf- fage de l'appareil.
La spire supérieure du serpentin 4 est reliée à la partie supérieure de la double paroi extérieure par ail- leurs fermée par l'anneau 8, par l'intermédiaire d'une tubu- lure de raccordement appropriée 21. D'autre part, la spire inférieure du serpentin 3 communique avec la partie inférieure
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de la double paroi intétieure 3, par l'intermédiaire d'une autre tubulure deliaison appropriée 22, cette partie infé- rieure de cette double paroi étant par ailleurs fermée au moyen d'un anneau inférieur appropriée 23,
Les moyens de mise en communication du serpentin 4 d'une part avec chacune des doubles parois 2 et 3 d'autre part peuvent être différents et mieux appropriés aux exigen- ces du chauffage de telles chaudières.
L'assemblage des doubles parois 2 et 3 et du ser- pentin 4 sur le support 1 peut être fait d'une manière quel- conque. Ainsi, à titre illustratif, le serpentin 4 est placé sur des éléments porteurs 24 soudés à la virole extérieure
15 de la double paroi intérieure 3.
La chaudière est pourvue d'un couvercle 25 présen- tant une ouverture dans laquelle est monté un brûleur non représenté capable de produire une flamme se développant vers le bas', de façon à avoir normalement sa zone de rayonne- ment maximum située à mi-hauteur de la double paroi intérieu- re 3, c'est-à-dire au niveau de la zone médiane de celle-ci où les spires formées par son cordon intérieur sont les plus proches l'une de l'autre.
Les gas brûlés produits par le fonctionnement du brûleur circulent vers le bas à l'intérieur de la virole in- térieure 16 de la double paroi intérieure 3. Ils remontent ensuite entre les deux doubles parois 2 et 3 ou entre les viroles 6 et 15, en rencontrant le serpentin 4. Ils redes- cendent ensuite entre la virole extérieure 5 de la double paroi extérieure 2 et la paroi non représentée délimitant extérieurement la chaudière.
Les gas brùlés peuvent ensuite être évacués à travers une cheminée.
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D'autre part, le circuit de l'huile à travers la chaudière est à contre-courant par rapport au circuit de ces gaz brûlés. L'huile est chauffée au fur et à mesure qu'elle circule entre la conduite d'amenée 14 et la conduite de dé- part 22, L'huile froide pénètre successivement dans les espaces creux intérieurs situés entre les tubes 11 et 12 et entre les virolles tronconiques 9 et 10 et monte ensuite dans la canalisation hélicoïdale régulière présentée par la double paroi extérieure 2. L'huile passe ensuite à travers le ser- pantin 4 d'où elle accède par le bas à la canalisation héli- coïdale, irrégulière, présentée par la double paroi intérieu- re 3.
C'est principalement pendant son trajet le long de cette dernière canalisation que l'huile est fortement ohauf- fée, les trajets antérieurs de l'huile étant essentiellement destinés à récupérer autant que possible la chaleur perdue dans les gaz brûlés extraits de la chaudière.
Au cours de son passage à travers la canalisation hélicoïdale irrégulière de la double paroi intérieure, l'hui- le circule continuement vers le haut à des vitesses qui aug- mentent de la partie inférieure de cette double paroi jusqu'à la zone médiane située à mi-hauteur de celle-ci et qui dimi- nuent ensuite de cette zone à la partie supérieure de ladite double paroi. Cette variation de vitesses imposée par la variation de section de passage de l'huile qui est elle-même proportionnelle à la variation du pas des spires est telle- que l'huile emmagasine une quantité de chaleur aussi constan- te que possible par unité de longueur de sa canalisation de passage dans la double paroi intérieure.
L'huile est ainsi chauffée uniformément dans cette double paroi jusqu'à une température voulue et peut ainsi garder ses propriétés calori-
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iiques aussi intaotes que possible.
Il est à remarquer en outre que les vitesses de passage de l'huile à travers la canalisation hélicoïdale de la double paroi intérieure 3, ne sont pas perturbées par des repassages éventuels le long du cordon intérieur 17 puisque celui-ci est soudé ou, plus généralement, est fixé- , d'une manière étanohe, aux deux virolles 15 et 16 constitu- tives de cette double paroi 3.
La réalisation de la chaudière décrite ci-dessus .
, peut se faire avantageusement selon un nouveau procédé.
Selon ce procédé, on réalise la double paroi intérieure 3 essentiellement comme suit on cintre la virole intérieure
16, on soude le cordon intérieur 17 sur la face extérieure de cette virole cylindrique 16, par au moins un cordon de soudure continu, on enroule une bande métallique par exemple oontinue sur le bord extérieur des spires formées par le cordon intérieur 17, de façon que les bords longitudinaux de cette bande reposent sur deux spires voisines du cordon
17, on soude ensuite les deux bords voisins de la bande, , portés par le cordon 17, à celui-ci de manière à réaliser - la virole cylindrique extérieure 15 à partir de cette bande enroulée.
Avantageusement, on dispose le cordon intérieur 17 sur la virolle intérieure 16 de façon que les spires ainsi formées soient plus rapprochées l'une de l'autre en regard de la zone de rayonnement maximum de la flamme émanant du brûleur, et que les spires soient progressivement plus écar- tées l'une de l'autre au fur et ,à mesure que l'on s'éloigne de cette zone vers les bases de la double paroi intérieure afin d'obtenir un échauffement uniforme, rationnel de l'huile dans celles-ci.
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Pour construire la double paroi intérieure, on peut aussi pratiquer comme suit on réalise préalablement les deux viroles cylindriques 15 et 16, on place ensuite le cordon intérieur 17 sur la virole intérieure 16 et on le fixe temporairement par quelques points de soudure, on dis- pose ensuite la virole intérieure 16 avec le cordon 17 à l'intérieur de la virole extérieure 15, on assemble tempo- rairement et provisoirement ces viroles entre elles et à l'aide d'une machine soudeuse à galet suiveur, on soude par résistance, ces viroles et ce cordon entre eux.
L'exécution de la double paroi extérieure peut être faite suivant l'un ou l'autre des nouveaux procédés susmen- tionnés. Dans l'exemple choisi, les viroles 5 et 6 et le cordon 7 sont soudés par résistance. Comme différence entre les procédés d'exécution des deux doubles parois, il faut signaler que, pour la double paroi extérieure 2, on dispose le cordon 7 suivant une hélice régulière de manière à obtenir une vitesse constante de passage de l'huile à travers la oa- nalisation présentée par cette double paroi extérieure.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusi- vement limitée à la forme de réalisation représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifi- cations ne soient pas en contradiction avec l'objet de cha- oune des revendications suivantes.