Brevet FR2514470A1 — publié le 19830415

Revêtement de paroi de chambre de combustion pour chaudière de chat fage à combustion solide". L'invention concerne un revêtement de paroi da chambre de combustion pour chaudière de chauffage à combustible soli de comportant des parois doubles refroidies par eau, dites "à conduction d'eau" Les chaudières à combustible solide comportar des parois doubles refroidies par eau sont bien connues par exemple par le brevet américain N"2 399 871. Il est vrai que les parois à refroidissement par eau réalisent une bonne extraction de la chaleur, fournissent une température relativement faible à l'extérieur et sont relativemei faciles à isoler contre le rayonnement thermique et/ou les pertes thermiques . Mais ceci s'oppose à la nécessité que, pour le chauf f ge à partir en particulier de combustible solide, tel que le bois, le charbon, la paille ou analogue, il doit régner dans le foyer une température suffisamment élevée. Si l'on ne refroidit pas les parois des systèmes de chauffage au moyen d'eau, et si on les réalise simplement en matériaux réfractaires, il est alors nécessaire d'uti liser une grande quantité de matériaux pour que le côté extérieur d la paroi du dispositif de chauffage ne soit pas trop chaude.En outre, les matières céramiques, comme le pisé réfractaire damé, les plaques, les briques ou analogues, sont soumises à une usure qui" selon les circonstances n'est pas négligeable. Elles doivent être renouvelées après un certain temps d'utilisation, ce qui, naturelle ment, est également valable lorsque, malgré la présence de parois à conduction d'eau, on installe en plus de tels matériaux réfractaires. La présente invention se propose donc de réaliser un revêtement de paroi de chambre de combustion pour chaudière de chauffage à combustible solide qui est mieux adaptée à ce problème, c'est-à-dire qu'en maintenant les doubles parois à conduction d'eau, il faut obtenir que, d'une part, cependant on obier ne dans la chambre de combustion des températures suffisamment éle- vées pour la combustion des combustibles solides et, d'autre part, on obtienne un bon transfert thermique à la paroi double à conduction d'eau. Ceci est obtenu dans un revêtemeJit de paroi de chambre de combustion du type cité plus haut, conformément à l'invention, par le fait que, sur la face sstérielve de la paroi double à conduction d'eau, on dispose des bandes de tôles disposes à recourrement de surface l'une à côté de l'autre et présentant une courbure concave ou convexe par rapport à la face intérieure ; ces bandes de tôles sont soudées,de manière à conduire la chaleur, au moins sur des sections partielles, par au moins une de leurs bordures, sur la face interne de la paroi double et, dans les espaces creux délimités par la face intérieure et les bandes de tôles, sont disposés des éléments supports. Un tel revetement n'est naturellement pas limité aux parois arrière et latérales de la chambre de combustion, mais on peut également en équiper toutes les parois délimitant la chambre de combustion, donc egalement le dessus de la chambre de combustion. De préférence, on utilise de l'acier spécial pour les bandes de tôles. La présente invention a donc également pour objet un revêtement en acier spécial qui peut accepter facilement des températures de 700 à 8000C, mais dans lequel une partie de la chaleur circule directement à travers les liaisons soudées conductrices de la chaleur vers le paroi à conduction d'eau, si bien qu'il ne peut se produire, pour le revêtement, aucune surchauffe accompagnée de phénomènesde corrosion.De tels écrans de revêtement sont certes connus dans les chaudières conY=tdnt des tubes de conduite d'eau qui s'étendent devant une paroi sans conduction d'eau munie d'une protection thermique, mais une extraction de chaleur directe vers les tubes de conduites d'eau n'est pas possible parce que, si l'on ne tient pas compte des quelques éléments à très faible conduction thermique servant de maintien à l'écran thermique ou au revêtement, un transfert de chaleur direct et dirigé sur les tubes n'est pas possible. Pour éviter~que des gaz de combustion ne parviennent directement sur la paroi refroidie par eau, on peut remplir les espaces creux également avec une masse résistante à la chaleur ; dans ce cas, cette masse ne constitue naturellement pas un élément de revêtement nécessitant d'être échangé, puisque cette masse est protégée et maintenue par les bandes de tôles. Mais il est également possible de protéger les espaces creux contre une traversée de gaz chauds au moyen de bords inférieurs des bandes de tôles, lesdits bords inférieurs ayant été dimensionnés de manière correspondante et pliés à arête vive. En outre, les bandes de tôles peuvent être utilisées à certains endroits du foyer également comme éléments participant à la combustion, à savoir comme canaux d'apport pour 1 air secondaire, ce qui sera expliqué en détail plus bas. De ce fait, l'air traversant est particulièrement bien chauffé de manière préalable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre illustratif en se référant aux dessins ci-annexés, sur lesquels - la fig.1 est une coupe à travers le revêtement de paroi double, - la fig.2 est une coupe à travers une chaudière à combustible solide comportant le revêtement de paroi double conforme à l'invention, et - les fig.3 à 6 sont des coupes d'autres formes de réalisation du revêtement de paroi double. CQmme on peut le voir sur la fig.1, sur la surface intérieure 1 de la paroi double 2 qui fait face aux flammes du foyer, sont placées des bandes de tôle qui présentent une courbure convexe 5 par rapport à la surface 1, qui sont en acier spécial et dont les bords 4 sont pliés à un angle de 450 ; les bordures voisines de deux bandes 3 sont reliées à la surface intérieure 1 de manière à conduire la chaleur, chacune au moyen d'un cordon de soudure 6 seul. Comme on peut le voir sur la fig.4, les surfaces 5 peuvent également présenter une courbure concave par rapport à la surface intérieure 1. En outre, comme cela est représenté fig.3, il est possible de réunir en une seule pièce toutes les bandes 3 ou une 'partie d'entre elles en vue du revêtement d'une surface inté rieure 1, ce qui est réalisé par estampage d'une plaque en acier spécial, de grande dimension correspondante. Les barrettes 6' de contact avec la surface intérieure 1 peuvent être ensuite reliées avec cette surface de manière à conduire la chaleur;par exemple par soudure avec un cordon de soudure enroulé. Pour les bandes supérieures 3 représentées fig. 1, on a représenté le remplissage de l'espace creux 7 avec une masse 8 d'isolant thermique résistant à la chaleur, une languette de maintien 9 pliée à angle vif étant disposée au moins à la bordure inférieure extrême 9'. La fig.2 représente la disposition des bandes de tôle 3 dans la chambre de combustion 10 d'une chaudière 11 de chauffage à combustible solide d'une construction particulière, mais qui, pour autant, n'est pas essentielle, ni significative pour la possibilité de disposition de tels revêtements. Dans la zone de la paroi arrière 12 de la chaux dière, les espaces creux 7 des bandes de tôle 3 qui s'y trouvent ou seulement un certain nombre des bandes de tôle 3 ne sont pas remplies de masse 8 résistant à la chaleur, c'est-à-dire-que ces bandes de tôle 3 non remplies peuvent constituer des canaux pour l'apport d'air secondaire qui, dans l'exemple représenté, provient d'une-ouverture 13 et d'une chambre protégée de la chambre 14 collectrice des cendres au moyen d'une tôle 15, circule dans ces canaux, se réchauffe au passage et enfin, ressort dans la zone de la chambre Les bandes de tôle 13 constituant des canaux peuvent être conformées selon leur longueur de manière différente et alternée, si bien qu'une partie des-canaux se termine par exemple juste en dessous de la chambre d'évacuation 16 et une autre partie dans la zone 16. Comme représenté fig.5, il est également possible de disposer les bandes de tôle 3' à recouvrement comme des écailles et de les souder chacune par un bord 4'' à la surface intérieure 1 et par l'autre bord 4' à la bande de tôle-suivante qui la recouvre, cette soudure étant réalisée de manière à obtenir une bonne conduction de la chaleur, les bords 4" constituant d'une certaine manière des barrettes-support 18. Pour assurer les bandes de tôle contre les contraintes résultant de coups ou de chocs se produisant éventuelle ment lors de la combustion de combustible solide, on peut disposer à peu près dans la zone médiane des espaces creux 7, des éléments support 18 sur la surface intérieure 1 ; on a représenté sur la fi 1 un de ces éléments, par exemple sous la forme d'une barrette. Pour obtenir un transfert correct de la cha leur ou pour obtenir que les bandes 3 supportent la température élevée désirée, on dispose de deux moyens. En premier, on réalise les bandes avec une largeur correspondante et/ou on aménage des évidements 19 dans les bords 4, 4' des bandes, grâce à quoi, comme on peut le voir sur la fig.6 qui est une vue de dessus corresponda à la fig.5, seules les parties de bordures soudées participent à un transfert de chaleur direct. La disposition de tels évidements 19, qui n'ont été représentés sous forme d'évidements triangulaires qu'à titre d'exemple, est naturellement également possible sur leC bandes de tôle 3 représentées aux fig.1 à 4. Indépendamment de cela, il est également possible de disposer dans les zones de borc des cordons de soudure seulement sous forme de sections séparées, de r nière à fournir seulement dans ces sections un transfert de chalet direct correspondant à ce qui est désiré. Lorsque les languettes de maintien 9 sont dimensionnées en correspondance avec la section des espaces creux 7, elles peuvent également empêcher la circulation directe de gaz chauds, si bien qu'il n'est pas nécessaire de prévoir pour cela un remplissage avec une masse résistant au feu. Avantageusement, les bords 4 des bandes de tôles 3 représentées fig.1 ont une largeur qui correspond à une valeur comprise approximativement entre le 10ème et le 15ème de la largeur de l'ensemble de la bande de tôle 3. REVENDICATIONS 10) 1-vetement de paroi de chambre de combustion pour chaudière de chauffage à combustible solide comportant des doubles parois à conduction d'eau, caractérisé en ce que, sur la surface intérieure (1) de la double paroi à conduction d'eau, sont disposées des bandes de tôle (3,3') disposés à yeeouvrewnt l'une à côté de l'autre et présentant une courbure concave ou convexe par rapport à ladite surface intérieure (1), en ce que ces bandes de tôles 13,3') sont soudées, de manière à conduire la chaleur, au moins sur des sections partielles, le long d'au moins une de leurs zones de bord, avec la surface intérieure (1) de la paroi double (2) et en ce que des éléments supports(l8)sont disposés dans les espaces creux (7)limités par la surface intérieure (1) et les bandes de tôles (3,3'). 20) Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes de tôle (3) sont munies sur leurs deux côtés de bords (4) -pliés et dirigés vers la surface intérieure (1) . 30) Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes de tôle (3') sont disposées à recouvrement à la manière d'écailles, et sont fixées à conduction thermique chacune par l'un de ses bords (4") constituant les éléments supports t18) à la surface intérieure (1) et par son autre bord (4') à la bande suivante qui la recouvre. 4 ) Revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bandes de tôle (3) qui recouvrent des surfaces sont constituées avec leurs bords (4) par des tôles individuelles. 50) Revêtement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bords (4) des bandes (5) constituées de tôles individuelles sont pliés à environ 450 et en ce que les bords voisins (4) de deux tôles (3) sont reliés au moyen d'un cordon de soudure commun (6) à la surface intérieure (1) de la paroi double (2). 60) Revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur d'un bord (4) correspond à environ une valeur comprise entre le 10ème et le 15ème de la largeur de l'ensemble de la bande de tôle (3). 70) Revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les espaces creux (7) disposés entre la surface intérieure (1) de la paroi double (2) et les bandes de tôle (3) sont remplis d'une masse isolante du point de vue thermique et résistante à la chaleur. 80) Revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins les bords (9') inférieurs frontaux des bandes (3) sont munis de languettes de maintien (9) coudées. 9 ) Revêtement selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les bords (4,4') des bandes (3,3') présentent au moins sur un côté des évidements (19).