Brevet FR2173800A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne une chaudière aquatubulaire de type comprenant d'une part deux réservoirs cylindriques superposés et reliés par des tubes en nappes formant un faisceau et, d'autre part, une chambre de combustion entourée de tubes d'eau. L'alimentation régulière en eau de toutes les surfaces de chauffe d'une chaudière est la condition nécessaire a sa longévi-té et constitue un facteur essentiel d'un bon coefficient d'échange thermique entre les gaz de combustion (extérieurs aux tubes) et l'eau ( intérieure aux tubes). I1 faut donc favoriser au maximum la circulation de l'eau. Par ailleurs, lorsque la chaudière est très longue ( ainsi donc que les réservoirs), le niveau de l'eau contenue dans les réservoirs ne se situe plus selon un plan parfaitement horizontal mais tend å être plus élevé en son milieu, 1d ou aboutit l'émulsion eau-vapeur tandis qu'il est plus bas vers ses extré mités, 1 & là ou aboutit l'eau la plus froide. Ceci entrain deux inconvénients - du fait du " gonflement" médian, la section de passage de la vapeur est nettement diminuee de sorte que cette vapeur entraine de l'eau. Ce mélange est indésirable du fait de son hétérogénéité et est connu sous le nom de " primage". - de plus, la circulation d'eau non vaporisée se fait mal du fait que les tubes de retour convoyant cette eau sont éloignés. Le flux calorifique échangé au m2 diminue et, corrélativement, la température des tubes chauffés augmente dans les zones de moindre circulation, ce qui provoque un vieillissement prématuré de la chaudière. La présente invention remédie à tous ces inconvénients et, à cette fin, a pour objet une chaudière aquatubulaire comprenant un réservoir d'eau supérieur et un réservoir d'eau inférieur reliés par des tubes chauffés extérieurement caractérisée en ce que certains au moins des tubes dans lesquels l'eau doit circuler de haut en bas sont isolés thermiquement afin d'être moins chauffés que les tubes dans lesquels l'eau doit circuler de bas en haut. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les tubes isolés sont ceux qui constituent deux nappes situées respectivement aux deux extrémités des réservoirs; - les tubes isolés sont ceux qui constituent une ou plusieurs nappes intermédiaires de préférence symétriques par rapport au plan perpendiculaire à l'axe des réservoirs en leur milieu; - les tubes isolés sont cintrés différemment des tubes non isolés afin d'autoriser une dilatation différentielle. L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée ci-après faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'a titre d'exemple indicatif et non limitatif. La figure 1 est une vue schématique de profil d'une chaudière conforme a l'invention. La figure 2 est une vue schématique de face de la même chaudière. La figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'un mode de réalisation particulier d'une chaudière selon l'invention. La figure 4 est une vue schématique de profil de la même chaudière. En se reportant au dessin, et plus particulièrement aux figures 1 et 2, on voit qu'une chaudière selon l'invention comprend deux réservoirs cylindriques superposés 1 et 2 reliés par des tubes 3 dans lesquels l'eau circule de bas en haut ainsi que par des tubes 4 dans lesquels l'eau circule de haut en bas. Conformément à l'invention, les nappes de tubes 4 situées aux extrémités des réservoirs 1 et 2 sont enveloppées d'une matière 5 thermiquement isolante. Ainsi, ces tubes 4, peu ou pas chauffés par les gaz de combustion, reçoivent un flux calorifique nettement plus faible que les tubes 3 laissés à nu dans le courant des gaz. Cela en trame, par différence de densité, une descente efficace de l'eau dans les tubes 4 ce qui, corrélativement, favorise le courant de montée dans les tubes 3. Quand la chaudière devent très longue ( et par suite les réservoirs eux-mêmes), ces deux nappes d'extrémités sont trop éloignées l'une de l'autre pour avoir un effet sur les tubes 3 médians. Dans ce cas, on prévoit des tubes de descente intermédiaires 6 (figures 3 et 4) isolés par la matière 5. Afin de conserver à la chaudière un parfait équilibre thermique, les tubes 6 doivent être disposés symétriquement par rapport au plan 7 perpendiculaire à l'axe des réservoirs 1 et 2, en leur milieu. Selon la longueur de la chaudière elle pourra donc avoir des tubes isolés 4 seulement ou des tubes 4 et des tubes 6 selon une seule nappe (située alors dans le plan 7) ou selon plusieurs nappes symétriquement disposées par rapport au plan 7. Les nappes de tubes 3 qui sont les plus proches des nappes de tubes 6 reçoivent une chaleur importante de sorte que la température de ces tubes est nettement plus élevée que celle des tubes 6. Si les tubes 3 et 6 avaient les mêmes courbures, la dilatation différente provoquerait des efforts contraires importants sur les soudures des tubes sur les réservoirs. Pour éviter cet inconvénient et donner à la chaudière une grande solidité, les tubes 6 ( et éventuellement 4) sont cintrés d'une façon beaucoup plus accentuée que les tubes 3 (figure 3). Ainsi, leur cintre supplémentaire leur permet d'absorber sans difficulté les différences de dilatation. L'invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation décrits et représentés mais en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Chaudière aquatubulaire comprenant un réservoir d'eau supérieur et un réservoir d'eau inférieur reliés par des tubes chauffés extérieurement caractérisée en ce que certains au moins des tubes dans lesquels l'eau doit circuler de haut en bas sont isolé thermiquement afin d'être moins chauffés que les tubes dans lesquels l'eau doit circuler de bas en haut. 2 - Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tubes isolés sont ceux qui constituent deux nappes situées respectivement aux deux extrémités des réservoirs. 3 - Chaudière selonla revendication 1, caractérisée en ce que les tubes isolés sont ceux qui constituent unou plusieurs nappes intermédiaires de préférence symétriques par rapport au plan perpendiculaire à l'axe des réservoirs en leur milieu. 4 - Chaudière selon la revendication 1 caractérisée en ce que les tubes isolés sont cintrés différemment des tubes non isolés afin d'autoriser une dilatation différentielle.