Brevet FR2215592A1 — publié le 19740823

La présente invention concerne une chaudière du type comportant une enveloppe comprenant deux parois d'axe horizontal dont la paroi interne délimite une chambre de combustion comprenant au moins un brûleur et dont l'une et l'autre parois déterminent entre elles une chambre annulaire qui contient un fluide transporteur de chaleur, qui enveloppe et recouvre complètement les chambres de combustion du cOté opposé au brûleur, qui est reliée à une conduite d'amenée de fluide froid et à une conduite d'évacuation de fluide chaud, et dans laquelle sont logés une pluralité de tubes de fumée horizontaux communiquant, d'une part, avec la chambre de combustion et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une boite de fumée, avec 1'atmosphère. Dans une chaudière connue de ce type, les tubes de fumée débouchent dans la chambre de combustion à travers la paroi laté- rale cylindrique de cette dernière. Il en résulte que chaque tube de fumée doit, pour pouvoir tre raccordé à ladite paroi latérale, comporter un coude d'extrémité qui est obligatoirement logé dans l'épaisseur de la partie cylindrique correspondante de la chambre contenant le fluide transporteur de chaleur. Ce coude présente donc nécessairement un rayon de courbure faible de sorte que les tubes de fumée de cette chaudière connue doivent tre suffisamment résistants, notamment à l'endroit de jonction entre lesdits tubes et la paroi de la chambre de combustion, pour pouvoir supporter ces contraintes mécaniques, dues, notamment, à la dilatation différentielle du tube de fumée, Cette chaudière connue, demande donc un soin particulier pour sa construction et est donc coûteuse, notamment lorsqu'il est nécessaire de prévoir un grand nombre de tubes de fumée. L'invention remédie à cet inconvénient et a notamment pour but de réaliser une chaudière dans laquelle les tubes de fumée peuvent se dilater librement sans provoquer des contraintes excessives à l'endroit de jonction entre lesdits tubes et la paroi de la chambre de combustion. Pour une chaudière du type susmentionné, ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que chaque tube de fu mée est relié à la partie opposée au brûleur de la paroi de La chambre de combustion par l'intermédiaire d'un tronçon de tube recourbé en forme de demi-boucle se raccordant à la partie horizontale dudit tube de fumée, ce dernier comportant un patin d'espacement qui est susceptible de coopérer avec la paroi externe de l'enveloppe et qui est placé, de préférence, à l'extrémité coté demiboucle de la partie horizontale dudit tube de fumée. Dans cette nouvelle chaudière, les contraintes mécaniques qui sont dues à la dilatation différentielle des tubes de fumée et qui sont appliquées sur ledit tube de fumée sont considérablement diminuées du fait du libre jeu permis par la demi-boucle d'extrémité de chaque tube de fumée. De plus, une partie de cette demiboucle d'extrémité peut épouser la forme de la chambre contenant le fluide transporteur de chaleur et peut s'6tendre dans la partie de ladite chambre située à l'opposé du brûleur, de sorte que dans cette nouvelle chaudière l'on augmente encore la longueur utile du tube de fumée ce qui entraine une augmentation de l'importance des échanges thermiques entre les fumées et le fluide transporteur de chaleur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif et non limitatif d'une chaudière à huile selon un mode de réalisation de l'invention, description faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique représente une coupe axiale verticale à travers une chaudière à huile conforme à l'in- Invention Comme on peut le voir sur le dessin, la chaudière comporte une enveloppe d'axe horizontal 1 qui est constituée par deux parois en tble 2 et 3, qui est montée sur un socle 4, et qui est logée dans une enceinte de protection formée également de ttsles 5. La paroi interne 2 de l'enveloppe 1 délimite une chambre de combustion 6 dans laquelle est logé, à une extrémité, un brûleur 7. Les parois 2 et 3 délimitent entre elles une chambre de forme annulaire 8, qui est intégralement remplie d'huile, qui comprend une partie cylindrique 8a et deux parties latérales bombées, de forme circulaire 8b, 8c, et dans laquelle 1'huile circule par convecticn, cette huile constituant donc le fluide transporteur de chaleur. La chambre à huile 8 est reliée, d'une part, à une conduite d'amenée d'huile froide 9 dont on n'a représenté sur le dessin que la section d'arrivée, et d'autre part, à une conduite d'évacuation d'huile chaude 10 dont seule la section de départ a été représentée surle dessin. Les sections de départ d'huile chaude 10 et d'arrivée d'huile froide 9 du circuit d'huile associé à la chaudière sont munies, comme il est connu, de brides de raccordement 9a, 10a destinées à etre boulonnées avec la bride correspondante de la section suivante de la conduite. De nombreux tubes de fumée 11 sont logés dans la chambre à huile 8, plus particulièrement dans la partie cylindrique 8a de cette dernière et sont disposés horizontalement et régulièrement espacés les uns des autres. Chaque tube de fumée 11 communique, d'une part, avec la chambre de combustion 6 et, d'autre part, avec une boite de fumée annulaire 12 qui débouche dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une cheminée 13. Conformément à l'invention, chaque tube de fumée 11 est relié & la partie 2a opposée au brûleur 7 de la paroi 2 de la chambre de combustion 6 par l'intermédiaire d'un tronçon de tube lla recourbe en forme de demi-boucle se raccordant à la partie horizontale dudit tube de fumée 11. Comme on peut le voir sur le dessin, une partie importante de chacune des demi-boucles d'extrémité lla, s'étend, dans un plan radial de la chaudière, dans la partie bombée de forme circulaire 8b opposée au brûleur 7, et épouse la forme de la chambre à huile 8 à l'endroit de jonction entre les parties 8a et 8b de cette dernière. Par ailleurs, chaque tube de fumée 11 comporte un patin d'espacement 14 qui est susceptible de coopérer avec la paroi externe 3 de l'enveloppe 1, et qui est placé à l'extrémité côté demiboucle lla de la partie horizontale dudit tube de fumée 11. Ainsi, chaque patin 14 est destiné à maintenir un certain espacement entre le tube de fumée correspondant 11 et la paroi externe 3 de l'enveloppe 1, meme lorsque ledit tube 11 est cintré du fait de sa dilatation thermique différentielle. On a ainsi réalisé une chaudière dans laquelle, grâce à la disposition et la constitution particulière des tubes de fumée 11, les ruptures desdits tubes 11 dues aux contraintes thermiques exercées sur ces derniers sont évitées et les échanges thermiques entre le foyer et l'huile augmentés en raison, notamment, de l'extension des demi-boucles lla dans la partie 8b de la à huile 8 et de la présence des patins 14 maintenant les tubes 11 toujours complètement entourés d'huile. Ces résultats sont encore améliorés grâce à deux caractéristiques supplémentaires de l'invention, mentionnées ci-dessous : Selon l'une des caractéristiques et comme on peut le voir sur le dessin, un tube perforé distributeur d'huile froide 15 est prévu et logé dans la partie inférieure de la chambre à huile 8 et est disposé suivant une génératrice de la partie cylindrique 8a de cette dernière de manière à s'étendre horizontalement sur pratiquement toute la longueur de la chambre d'huile 8. Le tube distributeur 15 est relié, d'une part, par une de ses. extrémités à la conduite d'amenée d'huile froide 9 et, d'autre part, par les perforations 15a et son autre extrémité à la chambre à huile 8. Conformément à l'autre caractéristique, un tube perforé collecteur d'huile chaude 16 est prévu et logé dans la partie supérieure de la chambre à huile 8 et est disposé suivant une gé- nératrice de la partie cylindrique 8a de cette dernière, de manière à s'étendre horizontalement sur pratiquement toute la longueur de la chambre à huile 8. Le tube collecteur 16 est relié, d'une part, par une de ses extrémités à la conduite d'évacuation d'huile chaude 10 et, d'autre part, par ses perforations 16a et son autre extrémité à ladite chambre à huile 8. REVENDICATIONS 1. Chaudière du type comportant une enveloppe comprenant deux parois d'axe horizontal dont la paroi interne délimite une chambre de combustion comprenant au moins un brûleur et dont l'une et l'autre parois déterminent entre elles une chambre annulaire qui contient un fluide transporteur de chaleur, qui enveloppe et recouvre complètement la chambre de combustion du côté opposé au brûleur, qui est réliée à une conduite d'amenée de fluide froid et à une conduite d'évacuation de fluide chaud, et dans laquelle sont logés une pluralité de tubes de fumée horizontaux communquant, d'une part, avec la chambre de combustion et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une boIte de fumée, avec l'atmosphère, caractérisée en ce que chaque tube de fumée est relié à la partie opposée au brûleur de la paroi de la chambre de combustion, par l'intermédiaire d'un tronçon de tube recourbé en forme de demiboucle se raccordant à la partie horizontale dudittube de fumée, ce dernier comportant un patin d'espacement qui est susceptible de coopérer avec la paroi externe de l'enveloppe et qui est placé, de préférence, à l'extrémité coté demi-boucle de la partie horizontale dudit tube de fumée. 2. Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la partie inférieure de la chambre à fluide transporteur de chaleur, est logé un tube perforé distributeur de fluide froid qui-est relié, par une extrémité, à la conduite d'amenée de fluide froid et par les perforations et son autre extrémité, à ladite chambre, et qui s'étend horizontalement sur toute la longueur de cette dernière. 3. Chaudière selon l'une des revendications 1 et2, carac térisée en ce que, dans la partie supérieure de la chambre à fluide transporteur de chaleur est logé un tube perforé collecteur de fluide chaud qui est relié, par une de ses extrémités, à la conduite d'évacuation de fluide chaud et, par son autre extrémité et ses perforations, à ladite chambre et qui s'étend horizontalement sur toute la longueur de cette dernière.