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monter
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Gene Or Protein
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Etre
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DANS
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Est A
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Physical
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60 mm
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6 mm
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512525A1
Family ID 8005925
Probable Assignee Collard A Trolart G Sa
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL DE RECHAUFFAGE D'UN LIQUIDE A SERPENTIN
EN Title SUBMERGED-FIRE-TUBE WATER BOILER - HAS COMBUSTION
GAS-TO-WATER CONTRA-FLOW COIL WITH INTEGRAL BURNER
Abstract
_________________________________________________________________
APPAREIL DE RECHAUFFAGE D'UN LIQUIDE A SERPENTIN.
L'APPAREIL COMPREND UN TUBE UNIQUE 2, D'UNE SEULE PIECE, DE SECTION
CONSTANTE, FORMANT A LA FOIS LE TUBE-FOYER ET LE TUBE DE FUMEE. LE
TUBE 2 EST ENROULE EN SERPENTIN A SPIRES DESCENDANTES. LE BRULEUR 6
EST MONTE A L'EXTREMITE SUPERIEURE 4 DU TUBE, LES PRODUITS DE
COMBUSTION S'ECHAPPENT PAR L'EXTREMITE INFERIEURE OUVERTE 12. LE TUBE
2 EST LOGE DANS UNE ENCEINTE 14 PARCOURUE PAR LE LIQUIDE A RECHAUFFER
ENTRE UNE ARRIVEE 16 ET UN DEPART 18.
APPLICATION AUX CHAUFFE-EAU ET CHAUDIERES DE CHAUFFAGE CENTRAL.
The central heating boiler consists of a reservoir (14) inside which
is installed a coil (3). The ends of the coil are brought to the
outside of the vessel, being welded to the walls (20,20'). The burner
(6) is fitted in the upper connection (4) along with a combustion air
fan (10) and fuel supply (8). The lower end (12) of the coil forms a
flue for the gases. The heat exchange is contra-flow in that the flow
of the hot water is from bottom (16) to top (18). The downward flow in
the coil aids the draining of any condensate gases. in the.
Description
_________________________________________________________________
Appareil de rechauffaqe d'un liquide a serpentin.
L'invention concerne les appareils de rechauffage d'un liquide, tels
que des chaufe-eau domestiques ou des chaudieres de chauffage central.
Les appareils connus de ce genre comportent essentiellement un
tube-foyer, avec un bruleur a l'un de ses extremites, qui est entoure,
au moins en partie, par une enceinte de chauffage parcourue par le
liquide a rechauffer et qui est relie a un ou plusieurs tubes de fumee
assurant l'evacuation des produits de combustion hors du tube-foyer.
Pour obtenir un meilleur echange thermique et un meilleur
refroidissement des fumees, il a ete propose, par exemple dans le
brevet francais 2 244 140 ou dans le brevet belge 659 320, de former
le tube-foyer par une chambre tubulaire a axe vertical dont
l'extremite superieure, opposee a l'extremite ou est dispose le
bruleur, est fermee par un fond, et de constituer le tube de fumee par
un serpentin dont l'entree est branchee sur ladite extremite
superieure du tube-foyer et qui est enroule en helice, en spires
descendantes, autour du tube-foyer, la sortie du tube de fumee en
serpentin etant en communication avec l'atmosphere. Le tube-foyer et
le tube de fumee sont entoures, au moins en partie, par une enceinte
parcourue par le liquide a rechauffer.Generalement, l'arrivee du
liquide froid est faite par le bas de ladite enceinte et la sortie par
le haut, pour realiser un echange a contre-courant entre le liquide et
les gaz de combustion circulant dans le serpentin.
Il a ete propose egalement, pour ameliorer encore le rendement, de
constituer le serpentin formait tube de fumee par deux troncons de
serpentin montes en parallele, notamment deux troncons de serpentin
imbriques.
Une telle disposition a ete decrite dans la demande de brevet francais
nO 80 07416 deposee le 2 avril 1980 au nom de la demanderesse.
Si ces appareils, a tube de fumee en serpentin, ont un rendement
thermique ameliore, ils presentent cependant l'inconvenient d'une
construction relativement compliquee necessitant des raccordements
etanches des divers constituants, notamment entre le tube-foyer et le
tube de fumee. D'autre part,si l'echange thermique se fait a
contre-courant vis-a-vis du serpentin tube de fumee, il n'en est pas
de meme vis a vis du tubefoyer, ce qui limite le rendement
L'invention a pour but, dans un appareil de chauffage du type precite,
de remedier a ces inconvenients, notamment grace a une construction
beaucoup plus simple et grace a l'obtention d'un rendement thermique
encore ameliore.
L'invention a pour but un appareil de chauffage dans lequel le tube
foyer et le tube de fumee sont disposes dans le prolongement l'un de
l'autre et constituent un tube unique dont au moins la majeure partie
forme un serpentin enroule en helice. Le bruleur est monte dans ledit
tube unique en serpentin, a l'une des extremites de celui-ci. Dans cet
appareil de chauffage, l'extremite opposee dudit tube unique est en
comunication avec l'atmosphere pour l'evacuation des produits de
combustion et ledit tube unique enroule en serpentin est entoure par
une enceinte parcourue par le liquide a rechauffer.
Suivant une forme de realisation, le tube foyer et le tube de fumee
sont constitues par un tube d'une seule piece ayant une section
constante sur toute sa longueur.
Suivant une autre forme de realisation, la partie d'extremite du tube
qui forme le tube foyer et dans laquelle est loge le bruleur a une
section plus grande que le reste du tube, qui forme le tube de fumee
enroule en serpentin.
De preference, ce tube unique est enroule en helice a axe vertical a
spires descendantes, le bruleur etant dispose dans l'extremite
superieure du tube, et le liquide a rechauffer circulant du bas vers
le haut de l'appareil dans l'enceinte precitee qui entoure le tube
enroule en serpentin.
L'echange thermique se fait donc en totalite a contre-courant et non
pas seulement partiellement, comme c'etait le cas dans les appareils
connus.
Dans un appareil conforme a l'invention, l'enceinte qui entoure le
serpentin et dans laquelle circule le liquide a rechauffer, peut etre
constituee par une enveloppe entourant tout le volume exterieur du
serpentin, ou bien, elle peut etre constituee par une chemise
tubulaire qui entoure le serpentin et qui est enroulee en helice comme
lui, le liquide a rechauffer circulant dans l'intervalle annulaire
compris entre le tube et-la chemise.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description
detaillee qui va su-ivre et a l'examen des dessins annexes qui
representent, a titre d'exemple non limitatif, divers modes de
realisation de l'invention. Sur ces dessins
La figure 1 est une vue en elevation et partiellement en coupe
verticale d'un appareil suivant l'invention;
La figure 2 est une vue transversale du meme appareil
La figure 3 est une vue en elevation d'une variante de l'appareil
suivant l'invention
La figure 4 est une vue transversale du meme appareil
La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne
V-V de la figure 4
La figure 6 est une vue transversale d'un autre mode de realisation de
l'invention.
L'appareil represente sur les figures 1 et 2 comprend un tube 2, d'une
seule piece, de section constante, enroule pour former un serpentin 3.
Dans ltextremite superieure 4 du tube 2 est monte un bruleur 6 ayant
une arrivee de combustible 8, par exemple du gaz et des entrees d'air
10.
L'extremite opposee 12 du tube 2 debouche a l'atmosphere pour
l'evacuation des produits de combustion. Le serpentin 3 est immerge
dans un reservoir 14 comportant une arrivee d'water froide (ou d'water
a rechauffer) 16 et un depart d'water chaude 18, respectivement aux
parties inferieure et superieure.
Les extremites 4 et 12 du tube 2 sortent du reservoir 14 par des
passages etanches 20-20'.
De preference, la portion terminale superieure 4 du tube 2 est
sensiblement rectiligne et c'est a l'extremite de cette portion qu'est
monte le bruleur 6, lequel est avantageusement du type "torche"
On voit donc que la partie 4 du tube, formant le tubefoyer, et la
partie 3 du tube, formant le tube de fumee, sont disposees directement
dans le prolongement l'une de l'autre. I1 en resulte que la
construction de 11 appareil est extremement simple puisque le tube 2
enroule en serpentin constitue a lui tout seul le tube foyer, ou
chambre de combustion du bruleur, et le tube de fumee.
On voit egalement sur la figure 1 que l'echange thermique se fait
entierement a contre-courant, ce qui n'etait pas le cas avec un
tube-foyer et un tube de fumee distincts non situes dans le
prolongement l'un de l'autre.
Enfin, le serpentin a spires descendantes favorise la condensation des
produits de combustion.
Le tube unique peut avoir un diametre interieur de l'ordre de 40 a 60
mm pour les appareils a application domestique.
Dans la variante representee sur les figures 3,- 4,5, l'appareil
comprend encore un tube 2, de section constante, formant tube-foyer et
tube de fumee, qui est enroule en serpentin a spires descendantes avec
le bruleur 6 dispose dans sa portion terminale superieure rectiligne
Dans cette variante, l'enceinte entourant le tube 2 et dans laquelle
circule le liquide a rechauffer est constituee par une chemise
tubulaire 22, concentrique au tube 2 et enroulee comme lui en
serpentin. L'water a rechauffer circule dans le volume constitue par
l'intervalle annulaire 24 compris entre le tube 2 et la chemise 22.
Une arrivee d'water froide 16' et un depart d'water chaude 18' sont
prevues aux extremites de la chemise 22. La chemise peut avoir un
diametre tel que l'intervalle 24 ait environ 3 a 6 mm, pour la
circulation de l'water a rechauffer.
Suivant cette variante, le serpentin est simplement loge dans une
enveloppe ou carosserie 26 qui sert seulement d'habillage.
Au voisinage des extremites 4 et 12 du serpentin, des soudures 28-28'
reunissent la chemise exterieure 22 au tube interieur 2, pour fermer
le volume interieur compris dans l'intervalle annulaire 24.
La variante representee en coupe transversale sur la figure 6 concerne
un appareil de chauffage analogue a celui represente sur les figures 1
et 2.
Suivant cette variante, la partie 4' du tube qui renferme le bradeur a
une section plus grande que la section du reste du serpentin 3 formant
le tube de fumee. Gracie a cette disposition, la flamme du bruleur,
guidee par le flux d'air secondaire, peut se developper plus largement
sans venir toucher la paroi du serpentin, ce qui evite le risque d'une
combustion incomplete et de formation d'carbon oxide, Cette
disposition, menageant une section de passage plus importante de l'air
autour du nez du melangeur du brt- leur, peut permettre de faire
penetrer ce melangeur dans la partie 4' de telle facon que la flamme
ne se developpe que dans une partie du serpentin qui soit immergee
dans la capacite 14.
Bien entendu, l'elargissement de section du tube dans la partie
renfermant le bruleur peut avoir une forme differente de celle
representee sur la figure 6 mais, dans tous les cas, la partie du tube
formant le tube de fumee se trouve toujours directement dans le
prolongement de la partie formant le tube-foyer, si bien que les gaz
de combustion parcourent toujours un trajet direct, sans changement de
direction brusque, comme cela etait le cas jusqu'a present avec les
appareils ou le tube-foyer et le tube de fumee etaient distincts.
Suivant une autre variante et en vue d'ameliorer encore l'echange de
chaleur, la partie basse 30 du serpentin, dans laquelle les produits
de combustion sont les plus froids, peut avoir une section plus
reduite que la partie centrale 3 du serpentin. Ceci permet de
maintenir une vitesse d'ecoulement lineaire importante qui est
favorable a l'obtention d'un bon coefficient d'echange surfacique.
On a decrit dans ce qui precede des appareils de rechauffage d'un
liquide dans lesquels on utilise un serpentin unique faisant office a
la fois de tube-foyer et de tube de fumee. Mais il est bien entendu
que, dans un reservoir commun analogue au reservoir 14 des figures 1,
2 et 6, on peut monter plusieurs serpentins en parallele, chaque
serpentin etant equipe de son bruleur.
Une telle disposition peut etre avantageuse, notamment pour des
appareils de forte capacite, car elle evite d'utiliser un seul
serpentin'de gros diametre qui necessiterait un outillage de cintrage
important donc couteux et qui conduirait a adopter un diametre
d'enroulement important conduisant a un encombrement qui pourrait etre
excessif.
Au contraire, avec des serpendints montes en parallele, la section de
chacun d' eux est plus reduite et l'enroulement du serpentin est plus
facile et moinsencombrant.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitee aux modes de
realisation decrits et representes, elle est susceptible de nombreuses
variantes accessibles a l'homme de l'art, suivant les applications
envisagees et sans s'ecarter pour cela de l'esprit de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS 1
1 - Appareil de rechauffage d'un liquide, tel qu'un chauffe-eau
domestique ou une chaudiere de chauffage central, du type qui comprend
un tube-foyer, avec un bruleur a l'une de ses extremites, et dont
l'autre extremite est raccordee a au moins un tube de fumee constitue
par un serpentin enroule en helice, l'ensemble constitue par le
tube-foyer et par le tube de fumee etant entoure, au moins en partie,
par une enceinte parcourue par le liquide a rechauffer, ledit appareil
etant caracterise: en ce que le tube-foyer et le tube de fumee sont
disposes directement dans le prolongement l'un de l'autre et
constituent un tube unique (2) dont au moins la majeure partie forme
un serpentin (3) enroule en helice; en ce que le bruleur (6) est monte
dans ledit tube unique en serpentin, a l'une des extremites (4) de
celui-ci; en ce que l'extremite opposee (12) dudit tube unique est en
communication avec l'atmosphere pour l'evacua- tion des produits de
combustion; en ce que ledit tube unique enroule en serpentin est
entoure par une enceinte (14) parcourue par le liquide a rechauffer.
2 - Appareil de chauffage suivant la revendication 1, caracterise en
ce que ledit tube unique (2), formant a la fois tube-foyer et tube de
fumee, est enroule en helice a axe vertical a spires descendantes; en
ce que le bruleur (6) precite est dispose dans l'extremite superieure
(4) dudit tube; et en ce que le liquide a rechauffer circule du bas
vers le haut de l'appareil dans l'enceinte (14) precitee.
3 - Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 2, caracterise en
ce que le tube unique precite est enroule en serpentin sur la quasi
totalite de sa longueur, a l'exception d'une portion au voisinage d'au
moins une de ses extremites (4) qui est sensiblement rectiligne sur
une faible longueur, ledit bruleur (6) etant dispose a l'extremite de
ladite portion sensiblement rectiligne.
4 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications precedentes
caracterise en ce que le tube unique, formant a la fois tube-foyer et
tube de fumee, est un tube de section constante sur toute sa longueur.
5 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3,
caracterise en ce que le tube unique presente une section plus
grande,- au voisinage de son extremite dans laquelle est monte le
bruleur, que dans la majeure partie dudit tube enroulee en serpentin
formant tube de fumee.
6 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications precedentes,
caracterise en ce que le tube unique presente une section plus etroite
dans les spires d'extremite voisines de l'extremite en communication
avec l'atmosphere.
7 - Appareil suivant l'une des revendications 1 a 6, caracterise: en
ce que l'enceinte entourant le tube unique (2) enroule en serpentin
est une enveloppe formant un reservoir (14); en ce que ladite
enveloppe comporte une arrivee d'water froide (16) a la partie
inferieure et un depart d'water chaude (18) a la partie superieure; et
en ce que les extremites superieure (4) et inferieure (12) du tube
enroule en serpentin depassent hors de ladite enveloppe.
8 - Appareil suivant l'une des revendications 1 a 6, caracterise: en
ce que l'enceinte entourant le tube unique enroule en serpentin est
constitue par une chemise tubulaire (22) concentrique audit tube (2)
et enroulee en spirale, l'intervalle annulaire (24) compris entre la
surface exterieure du tube et la surface interieure de la chemise
formant un volume de rechauffage dans lequel circule le liquide a
rechauffer; et en ce que ladite chemise est pourvue, a son extremite
inferieure, d'une arrivee d'water froide (16') et a son extremite
superieure, d'un depart d'water chaude (18')
9 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications precedentes,
caracterise en ce qu'il comporte une pluralite de tubes-serpentin en
parallele, chacun desdites tubes comportant un bruleur a l'une de ses
extremites.
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