Brevet FR2525760A1 — publié le 19831028

ECHANGEUR DE CHALEUR A AILETTES POUR CHAUDIERE DE CHAUFFAGE A CHEMISE D'EAU ET SON PROCEDE DE FABRICATI;),. L'invention concerne un échangeur de chaleur pour chaudière de chauffage dont le foyer et la chambre de combustion sont enveloppés par une chemise d'eau de chauffage. Afin d'assurer un bon échange thermique entre les gaz de combustion et l'eau qui circule dans la chemise d'eau de la chaudière il a été imaginé d'augmenter la surface d'échange au moyen de plaquettes ou autres, soudés sur la paroi interne de la chambre de combustion et/ou du foyer. Toutefois les systèmes imaginés jusqu'alors présentent des inconvénients soit au niveau du résultat soit au niveau de la fabrication. Un moyen particulièrement performant consisterait à souder des ailettes sous forme de plaquettes parallèlement à l'axe de la chambre de combustion. Malheureusement, un tel dispositif nécessite un travail très difficile et onéreux, car il est alors obligatoire de souder chaque plaquette tout le long de la tranche de celle-ci. C'est pourquoi l'invention propose un échangeur à ailettes remarquable en ce qu'il comporte sur la paroi interne de la chambre de combustion, enveloppée par la chemise d'eau, une pluralité de fer U dont les âmes sont soudées par point sur ladite paroi, parallèlement à l'axe longitudinal de la chambre de combustion de telle sorte que les ailes des fers U s'ouvrent vers l'inter ieur de cette dernière. La technique de soudure par points a en effet permis d'imaginer ce nouveau produit dont la fabrication est particulièrement simple comme il sera expliqué ciaprès. Généralement la chambre de combustion d'une chaudière et donc sa chemise d'eau sont cylindriques et dans ce cas les fers U sont soudés selon des génératrices 17. 1n ar(i interne de ladite chambre à intervalles angulaires réguliers sur sa circonférence. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un pot renversé est disposé dans la chambre de co- bustion à l'extrémité opposée au brûleur, en ménageant un passage pour les gaz de combustion entre lui et ladite chambre une sortie des gaz débouchant en outre dans le pot de telle sorte que ce dernier constitue un pot de -détente des gaz de combustion et, par son fond, un déflecteur pour lesdits gaz qui sont dirigés vers les fers U avant d'atteindre l'intérieur du pot. Si l'art connu a déjà prévu de disposer un pot de détente pour les gaz de combustion, l'invention propose une disposition particuliere avantageuse. L'invention propose également un procédé de fabrication d'un échangeur de ce type. Le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste a) à fabriquer un cylindre métallique destiné à constituer le foyer et la chambre de combustion de la chaudière. b) à positionner dans le cylindre des fers U sur une partie de la longueur du cylindre et à fixer les âmes de ceux-ci par au moins deux points de soudure selon des génératrices dudit cylindre et c) à souder par points les âmes des fers U au moyen d'un dispositif de soudure à molettes en combinant un double mouvement relatif entre le dispositif de soudure et le cylindre, qui se décompose en un mouvement de translation en va et vient pour souder chaque fer U sur toute sa longueur et en un mouvement de rotation pour passer d'un fer U au suivant. Pour l'opération c), l'invention préconise de disposer le cylindre sur un berceau animé ou pouvant imprimer au cylindre un mouvement de translation en va et vient et un mouvement de rotation, devant un poste de soudure fixe muni de deux molettes rapprochables destinées à pincer la paroi extérieure du cylindre 2 et l'intérieur des âmes des fers U, l'une des molettes étant disposée successivement entre les ailes de chaque fer U. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 montre en coupe axiale une chaudière équipée d'un échangeur selon l'invention. La figure 2 est une coupe selon Il-Il de la figure 1. La figure 3 montre schématiquement en perspective le procédé de fabrication d'un échangeur selon 1 'in- vention. Les figures 1 et 2 montrent une chaudière munie d'un brûleur(schématisé en l)disposé tête en bas dans la partie supérieure d'un cylindre fermé 2. Le cylindre 2 est entouré d'un cylindre coaxiale 3 soudé sur ledit cylindre 2. L'espace compris entre les cylindres 2 et 3 est destiné à former une chemise d'eau de chauffage 4. La paroi interne du cylindre 2 est pourvue dans sa partie supérieure d'un matériau réfractaire 5 entourant le brûleur et constituant ainsi le foyer. Dans la zone située sous le foyer,dénommée chambre de combustion, la paroi interne du cylindre 2 est pourvue d'une pluralité de fers U 6 soudés selon des génératrices dudit cylindre 2 parallèlement à l'axe longitudinal de celui-ci et à intervalles angulaires réguliers sur sa circonférence. Les fers U 6 sont soudés par les ames de ceuxci,comme il sera expliqué ci-après ,de manière à ce que leurs ailes s'ouvrent vers l'intérieur de la chambre de combustion. Un pot de détente 7 renversé est disposé à l'opposé du brûleur 1 dans la partie basse de la chambre de combustion de manière telle que sa paroi latérale vienne sensiblement affleurer les tranches des ailes des fers U. Le fond du pot 7 situé sensiblement à mi-hauteur de la chambre de combustion est revêtu d'un matériau réfractaire 8 sur sa face tournée vers le brûleur 1. Entre l'extrémité de la paroi latérale du pot 7 et le fond 9 de la chambre de combustion est ménagé un passage 10, tandis qu'un conduit d'évacuation 11 s'ouvre dans ledit pot 7. Le conduit ll est destiné à être branché directement sur un conduit de cheminée ou indirectement sur ce dernier par l'intermédiaire d'un condenseur 12. La figure 3 montre schématiquement le procédé de fixation des fers U6 dans le cylindre 2. Chaque fer U est d'abord positionné et fixé temporairement, par exemple par deux points de soudure,dans le cylindre 2 en prévoyant certaines zones libres pour former notamment le foyer ou la zone de branchement du conduit 11. Il suffit ensuite de maintenir le cylindre 2 et de pincer la paroi extérieure du cylindre 2 et l'intérieur des âmes des fers U entre deux electrodes à molette telles que les molettesschématisQs en 03 , 14 de maniere à éxécuter une soudure par points pour chaque fer U sur toute sa longueur, l'une des molettes étant disposée successivement entre les ailes de chaque fer U (molette 14J. Pour réaliser la soudure d'un fer U il suffit d'imprimer un mouvement relatif de translation entre les electrodes et le cylindre et pour passer d'un fer U à un autre dtimprimer un mouvement relatif de rotation après être revenu au point initial, à moins d'effectuer une soudure en sens inverse pour le fer U suivant. De nombreux moyens peuvent être imaginés pour effectuer une telle opération mais l'invention préconise d'avoir un poste de soudure fixe, à molettes rapprochables, comme il a déjà été dit, et de disposer le cylindre sur un berceau animé ou pouvant imprimer au cylindre un mouvement de translation en va et vient entre les molettes electrodes et un mouvement de rotation, tel que le berceau 15 schématisé à la figure 3. Un échangeur selon l'invention est particulière#ment efficace et simple à réaliser. Les gaz de combustion sont en effet dirigés vers les ailettes que forment les fers U, par le fond du pot 7 formant déflecteur, le passage étant même forcé dans la zone de ce dernier. Les fers offrent une grande surface d'échange et les soudures par points1 un bon contact thermique avec le cylindre 2 sur la paroi extérieure duquel circule l'eau à chauffer. Les gaz sont ensuite tout naturellement dirigés dans le pot 7 et évacués par le conduit 11. REVENDICATIONS 1) Echangeur de chaleur à ailettes pour chaudière de chauffage à chemise d'eau caractérisé en ce qu'il comporte sur la paroi interne de la chambre de combustion, enveloppée par la chemise d'eau (4), une pluralité de fer U (6) dont les âmes sont soudés par point sur ladite paroi, parallèlement à l'axe longitudinal de la chambre de combustion de telle sorte que les ailes des fers U s'ouvrent vers l'interieur de cette dernière. 2) Echangeur selon la revendication 1 dont la chambre de combustion est cylindrique caractérisé en ce que les fers U sont soudés selon des génératrices de la paroi interne de la chambre à intervalles angulaires réguliers sur sa circonférence. 3) Echangeur selon l'une des revendications 1 et 2 cavacterivé ce qu'un pot renversé (7) est disposé dans la chambre de combustion à l'extrémité opposée au brûleur (1) , en ménageant un passage (10) pour les gaz de combustion entre lui et ladite chambre, une sortie (11) des gaz débouchant en outre dans le pot de telle sorte que ce dernier constitue un pot de détente des gaz de combustion et, par son fond, un déflecteur pour lesdits gaz qui sont dirigés vers les fera U avant d'atteindre l'intérieur du pot. 4) Procédé de fabrication d'un échangeur selon l'une des revendications I à 3 caractérisé en ce qu'il consiste a) à fabriquer un cylindre métallique (2) destiné à constituer le foyer et la chambre de combustion de la chaudière. b) à positionner dans le cylindre des fers U (6) sur une partie de la longueur du cylindre et à fixer les ames de ceux-ci par au moins deux points de soudure selon des génératrices dudit cylindre et c) à souder par points les âmes des fers U au moyen d'un dispositif de soudure à molettes(l3,14)en cpm- binant un double mouvement relatif entre le dispositif soudure et le cylindre, qui se décompose en un mouvement de translation en va et vient pour souder chaque fer U sur toute sa longueur et en un mouvement dt rotation pour passer d'un fer U au suivant. 5) Procédé selon la revendication 4 caracterise en ce qu'il consiste pour effectuer l'opération c), à disposer le cylindre (2) sur un berceauianimé ou pouvant imprimer au cylindre un mouvement de translation en va et vient et un mouvement de rotation, devant un poste de soudure fixe muni de deux molettes(13,l4) rapprochables destinées à pincer la paroi extérieure du cylindre 2 et l'intérieur des âmes des fers U (6), l'une des molettes(14). étant disposée successivement entre les ailes de chaque fer U.