BOILER WITH SEALED COMBUSTION CHAMBER AND CYLINDRIC HEAT EXCHANGER

Abstract: Air collector for a steam-tight boiler using a blown air burner. The air box (11) has a flat oblong shape and receives the combustible air through an orifice (20) concentric to the discharged tube (16) of burnt gases; the air leaves the box through an orifice (14) towards the air inlet chamber (12) arranged vertically along the exchanger. Application to steam-tight boilers with cylindrical exchanger.

Description: L'invention concerne une chaudière étanche à gaz du type à échan- geur cylindrique dont une nappe de tubes d'eau entoure une chambre de combustion renfermant un brûleur à air soufflé. Dans une forme connue de chaudière de ce type dite chaudière à çondensation, les gaz de combustion émis par le brûleur radial, traversent les tubes d'eau et sont recueillis dans une coquille cylindrique étanche qui sert d'enveloppe à l'échangeur et qui recueille les produits de combustion s'écoulant ensuite par un conduit d'évacuation raccordé à cette coquille. L'alimentation du brûleur en mélange air-gaz s'effectue à partir d'une chambre de mélange alimentée en gaz par un injecteur, un ventilateur étant interposé entre cette chambre et le brûleur. Cet ensemble d'alimentation est habituellement disposé sous le brûleur tandis que l'évacuation est assurée par le conduit disposé à la partie haute de l'échangeur, en prise sur la coquille cylindrique etanche. Cette disposition conduit à des réalisations difficilement encastrables dans une enceinte étanche de dimension restreinte du fait de l'existence d'un côté d'un ensemble d'alimentation avec tubulure et chambre d'admission, et de l'autre d'un boîtier d'evacuation. Pour éviter cet inconvenient sur le plan dimensionnel en même temps que faciliter la fixation des divers éléments constitutifs de l'appareil l'invention a pour objet une unique boîte de distribution pour l'admission d'air comburant coaxialement à l'é- vacuation des gaz de combustion, boite qui s'applique sur la coquille étanche et qui sert en outre de support à la chambre de mélange ainsi disposée verticalement le long de l'échangeur. Selon une caractéristique principale de l'invention la boîte à air a une forme oblongue plate, qui reçoit l'air comburant par un orifice concentrique au tube d'évacuation des gaz brûlés et l'évacue par un orifice de plus petit diamètre prevu sur le fond du boîtier de l'autre côte et elle s'adapte sur la coquille d'é tanchéité enveloppant la chambre de combustion, dont elle constitue le couvercle. Selon une caracteristique particulière de l'invention, l'injection de gaz s'effectue horizontalement à la base d'un prolongement de la chambre verticale d'arrivée d'air au-dessous du niveau de l'échangeur, en face d'un venturi disposé horizontalement debouchant à la base de ce prolongement. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation en référence aux dessins annexes qui représentent - figure 1 : une vue en coupe schematique éclatée de la chaudière, - figure 2 : une vue en plan du dessus - figure 3 : une variante de réalisation vue en coupe. La partie centrale des figures 1. et 3 montre un echangeur délimité par une coquille cylindrique 1 qui repose sur un socle inférieur 2 percé d'orifices appropriés pour le passage de conduits 3 et 4 d'arrivée et de départ d'eau, et de la tubulure 5 d'admission du melange gazeux au brûleur radial 6 disposé au centre de l'échangeur. A l'intérieur de la coquille sont disposés verticalement les tubes d'eau 7 qui forment une nappe cylindrique tout autour du bruleur 6, leur forme et leur espacement étant déterminés pour présenter des surfaces d'échange importantes avec les gaz de combustion. L'eau circule dans les tubes de la nappe à partir d'un anneau répartiteur inférieur 8 vers un anneau répartiteur supérieur 9 et inversement, grâce à un Jeu de chicanes non représentées localisées dans les anneaux. Le mélange air-gaz provenant de la chambre de melange est soufflé vers le brûleur par un ventilateur 10 en amont de la tubulure d'admission 5. Une unique boite de distribution ou boîte à air 11, représentée à la partie supérieure des figures 1 et 3 et à la figure 2, a une forme oblongue plate et s'adapte à la fois sur la bordure supérieure de la coquille 1, mais aussi sur la bordure superieure d'une chambre d'arrive d'air 12 disposée parallèlement à la coquille en appui sur un prolongement du socle inférieur 2, et par conséquent formant un bloc rigide avec l'échangeur. Cette adaptation de la boîte à air 11 sur l'échangeur et la chambre d'arrivée d'air se fait évidemment de façon étanche grâce à des joints d'étanchéité non représentés, au niveau du grand diamètre de la boîte 11 qui coiffe la coquille cylindrique 1 et du petit diamètre de la boite qui coiffe la chambre d'arrivée d'air 12. La face inférieure 13 de la boite à air 11 forme à la fois, -le couvercle de la chambre de combustion en coiffant la coquille 1, -et l'entretoise qui maintient la partie supérieure de la chambre d'arrivée d'air du fait qu'elle est munie d'un orifice latéral 14 qui s'adapte à l'orifice supérieur de cette chambre. Ladite face inférieure 13 faisant office de couvercle à la chambre de combustion est percée d'un orifice 15, au droit du brûleur 6, sur lequel vient s'adapter la tubulure 16 d'évacuation des gaz brûlés. Celle-ci est disposée de façon connue à l'intérieur et coaxialement à une autre tubulure 17 de plus grand diamètre pour l'admission d'air frais. Cet ensemble avantageusement coude comme le montre les figures 1 et 3, s'adapte sur le capot supérieur 18 de la boîte à air 11 auquel il se raccorde de façon étanche par un clips 19. A cet effet, le capot superieur est muni d'un orifice 20 de diamètre approprié qui se superpose à 1 'orifi- ce 15. L'air est donc admis dans la boîte à air 11 par l'espace annulaire delimite entre l'orifice 20 et la tubulure d'évacuation des gaz brûles 16, et pénètre dans la chambre d'arrivée d'air 12 par l'orifice 14. Dans le cas représenté à la figure 1, la chambre d'arrive d'air 12 renferme un venturi. Celui-ci provoque dans la chambre 12 un effet d'aspiration qui favorise le mélange avec le gaz injecté par le tube d'arrivée du gaz 21 qui traverse de façon étanche le capot 18 et débouche dans la chambre de mélange par l'orifice 14. Selon la variante représentée à la figure 3, la chambre d'arrivée d'air 12 ne renferme pas de venturi mais est munie d'un prolongement 22 dont la partie inférieure est raccordée par un venturi 23 au ventilateur 10 ; le col 24 du venturi se trouve sensiblement au niveau de ce prolongement 22. Un injecteur de gaz 26 disposé horizontalement à la hauteur du col 24 du venturi permet l'injection de gaz et son melange à l'air dans le venturi 23. L'injecteur est alimenté par le tube d'arrivée de gaz 25, aboutissant à la partie inférieure de l'appareil. L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation repre- senté mais en englobe aussi toutes les variantes constructives.

Claims: Revendications 10/ Chaudière étanche du type à échangeur cylindrique formé d'une nappe de tubes d'eau entourant une chambre de com bustion renfermant un brûleur à air soufflé, comportant au-dessus de la chambre de combustion une boîte d'admission d'air, traversée par la tubulure d'évacuation des gaz brûlés et aboutissant à une chambre de mélange alimentée en gaz par un injecteur et comportant autour de l'échangeur une coquille cylindrique pour collecter les gaz brûlés, carac tersée par le fait que la boite à air (11) de forme appro priée -sert de couvercle à la coquille cylindrique (1) et maintient en position la chambre d'arrive d'air 12 dis posee verticalement le long dé l'échangeur. 20/ Chaudière selon la revendication 1, caracterisee par le fait que la boîte à air d'épaisseur réduite (11) a une forme oblongue dont le grand diamètre coiffe la coquille cylin drique (1) et le petit diamètre la chambre d'arrivée d'air (12), et que l'admission d'air dans la boite s'effectue par un orifice (20) concentrique au tube de passage des gaz brûles, prévu sur le capot supérieur (18) de la boîte tandis que son passage vers la chambre d'arrivée d'air s'effectue par un orifice (14) prévu sur la paroi inferieure (13) de la boite à son extrémité. 30/ Chaudière selon les revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que le tube d'arrivée gaz (21) à la chambre d'arrivée d'air (12) traverse de façon étanche le capot (18) et débouche dans la chambre de mélange par l'orifice (14). 40/ Chaudière étanche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre verticale d'arrivée d'air (12) est munie d'un prolongement (22) dont la partie inférieure est raccor dée au ventilateur (10) par un venturi (23) dans lequel s'effec tue le mélange de l'air et du gaz admis par l'injecteur (26). 5 / Chaudière selon la revendication 4 caractérisée par le fait que l'injecteur de gaz (26) est disposé horizontalement au niveau du col (24) du venturi lui-même au niveau du prolongement (22) de la chambre d'arrivée d'air (12).

Inventors: CHARRON, JEAN-CLAUDE
Applicants: SAUNIER DUVAL EAU CHAUDE CHAUFFAGE  S.D.E.C.C. - SOCIETE ANONYME
Application year: 1981
Main classification: F24H1
IPC codes: F24H9, F22B21, F24H1