Ensemble embouti pour la combustion pulsatoire

Description

[0001] La présente invention concerne une nouvelle chambre pour la combustion pulsatoire, ladite chambre devant permettre la combustion pulsatoire d'un mélange de combustible et de comburant.

[0002] Le principe de la combustion pulsatoire et son utilisation pour la réalisation d'installations de chauffage est connu de l'Homme de l'Art. Il est en particulier décrit dans le brevet français 2 178 997 du 2 avril 1973. Dans de telles installations, la chambre principale est munie d'un ensemble de chambres latérales, d'une plaque transversale divisant la chambre principale en deux compartiments tel que le mélange de combustible et de comburant qui pénètre dans le premier de ces compartiments, en direction de la plaque transversale, soit divisé par cette plaque et soit obligé, pour passer derrière celle-ci, de traverser les chambres latérales.

[0003] Selon la réalisation particulière décrite dans le brevet précité, la chambre principale comporte quatre chambres latérales, réparties autour de l'axe reliant l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie et la plaque transversale est fixée aux parois de la chambre. Cet ensemble est réalisé d'un seul tenant lors des opérations de fonderie.

[0004] Il est aussi prévu que la plaque et la chambre soient solidarisées entre elles en plusieurs endroits, ce qui doit permettre un meilleur transport de chaleur à la paroi de la chambre principale. Ces zones de fixation sont réparties aux endroits de la paroi de la chambre principale qui se situent entre les chambres latérales.

[0005] Il est connu également par le brevet allemand DE-AI-3 337 048 un système de chauffage à combustion pulsatoire ou la chambre de combustion peut être réalisée en deux parties soudées entre elles.

[0006] La séparation en deux compartiments de la chambre de combustion pose un problème, fréquemment rencontré, qui est celui de dilatation différentielle qui peut exister entre la plaque de séparation et les parois de la chambre puisque ces éléments peuvent être portés à des températures très différentes. De façon à remédier à ces problèmes, on a proposé dans la demande de brevet PCT WO 81/00610 de munir la plaque transversale de zones d'affaiblissement situées le long de deux axes perpendiculaires se croisant au centre de la plaque. En fonctionnement, et en particulier lors de la mise en combustion de la chambre, la plaque est rompue selon ces lignes et accepte donc des variations dimensionelles dues aux écarts de température tout en continuant de jouer son rôle de plaque de séparation.

[0007] Pour utiliser ces chambres de combustion dans des chaudières complètes, on réunit tous les éléments entre eux par des opérations de soudure et de brasage, ce qui peut occasionner certains problèmes lors du fonctionnement, en particulier au niveau de la liaison entre l'échangeur tubulaire et la corne qui assure le passage des gaz brûlés et chauds entre la chambre et l'échangeur.

[0008] Un premier but de l'invention est de prévoir une chambre de combustion qui permette une réalisation simple et qui, une fois montée, ne présente pas de problèmes d'étanchéité.

[0009] Un deuxième but de l'invention est de prévoir une chambre de combustion qui résolve aussi le problème de la dilatation différentielle entre la plaque et la chambre.

[0010] Pour cela, l'invention prévoit un nouvel ensemble pour la combustion pulsatoire comportant au moins une chambre de combustion pulsatoire se présentant sous la forme d'une chambre principale et d'au moins deux chambres latérales caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux coquilles conformées par emboutissage et reliées entre elles par soudage, chacune desdite coquilles comportant, au niveau de la chambre principale, des moyens de fixation constitués par des cavités embouties dans lesquelles est ajustée une plaque de séparation avec un jeu minimum autorisant son déplacement transversal.

[0011] Selon un mode particulier de réalisation, ledit ensemble comporte aussi au moins une partie d'un échangeur tubulaire plat et une corne de liaison entre ladite chambre et ladite partie de l'échangeur, il est alors caractérisé en ce qu'il est réalisé en deux coquilles qui sont assemblées selon le plan général de l'échangeur.

[0012] Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, l'ensemble comporte la totalité de l'échangeur plat, cet échangeur comportant une chambre de découplage dans laquelle débouchent tous les tubes de l'échangeur tubulaire.

[0013] On comprend donc que selon l'invention on peut réaliser.facilement un ensemble complet, monobloc, par réunion de deux plaques embouties.

[0014] Selon un mode préféré de réalisation, ces moyens de fixation sont constitué par des cavités réalisées lors de l'emboutissage où peut être montée la plaque intermédiaire.

[0015] En outre, selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la chambre de combustion comporte quatre chambres latérales réparties autour de la chambre principale, chaque chambre latérale étant située à proximité immédiate de deux autres chambres, de sorte que chaque paroi d'une chambre est sensiblement en contact avec une paroi d'une chambre voisine, la zone de contact de ces deux parois définissant chacune une partie de la paroi de la chambre centrale, et les cavités sont situées dans lesdites parties de la paroi de la chambre principale.

[0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite d'une manière illustrative et nullement limitative en référence aux dessins annexés, dans lesquels

- la figure 1 est une vue en perspective d'une partie de l'ensemble réalisé selon l'invention,

- la figure 2 est une vue de dessus de l'ensemble représenté figure 1 avant son assemblage,

- la figure 3 est une demi-coupe de la figure 2 selon l'axe III,

- la figure 4 est une vue de côté de l'ensemble représenté figure 1, - la figure 5 est une vue de face de l'ensemble,

- la figure 6 et une coupe de la figure 5 selon l'axe VI.

[0017] On a représenté sur la figure 1, un ensemble (1) réalisé selon l'invention. Il comporte une chambre de combustion (2), un échangeur tubulaire (3) plat, dont on n'a représenté que la partie supérieure. La chambre de combustion (2) et l'échangeur tubulaire sont reliés entre eux par une corne (4) établissant un passage pour les gaz de combustion.

[0018] La chambre de combustion (2) comporte quatre chambres latérales, telles que (5) et une chambre centrale (6) située entre la tubulure d'entrée (7) et la corne (4).

[0019] La figure 2 est une demi-vue de dessus de la chambre (2). Entre les chambres latérales telles que (5), (5a) et (5b), on a représenté les parois supérieures (10) et (11) des zones pincées. Ainsi qu'il apparaît mieux sur la coupe de la figure 3, chaque paroi supérieure telles que (10) et (11 ) est associée à une paroi inférieure telle que (12) et définit avec elle le logement (14) dans lequel est logée la plaque de séparation (13). Le longement (14) a la forme d'une cavité réalisée par emboutissage.

[0020] Chaque chambre latérale telle que (5) et (5a) comporte des parois latérales (51, 52, 53 et 54), ou encore (54a). Les parois consécutives (53) et (54a) se rejoignent dans la zone (55) qui définit partiellement la paroi de la chambre centrale (6).

[0021] Les logements tels que (14) sont situés dans la zone (55) et s'étendent chacun entre deux parois consécutives (53 et 54a).

[0022] La plaque (13) est ajustée de façon à avoir un jeu minimum entre ses éxtrémités et les fonds des logements (14). Selon la réalisation présentée le contact entre la plaque et le logement (14) est quasi linéaire mais on pourrait donner toute forme aux parois (10) et (12) qui permettrait une surface de contact plus ou moins étendue.

[0023] On obtient ainsi une fixation ferme de la plaque mais qui autorise les mouvements transversaux. Par exemple, la plaque peut se dilater puisque sous l'effet d'une telle dilatation les parois (10) et (11) des logements (14) vont s'écarter.

[0024] Pour réaliser l'ensemble représenté en perspective sur la figure 1 et en vue de face et de côté sur les figures 4 et 5, on part de deux plaques d'acier inoxydable que l'on emboutit selon les techniques usuelles pour réaliser deux demi-ensembles (18) et (19).

[0025] Après mise en place de la plaque de séparation (13) à l'intérieur d'une demi-chambre par insertion dans les cavités (14) et (14a), on immobilise la plaque (13) dans une des cavités en réalisant un point de soudure. Les deux demi-ensembles emboutis sont ensuite réunis et soudés à la molette sur toute leur longueur selon une bande (25) représentée figure (1

[0026] Selon une variante, dans la partie supérieure cylindrique (26) correspondant à la tubulure d'entrée (7), on supprime la languette (25) et effectue la liaison par une soudure TIG (Tungsten Inert Gas) qui permet de reconstituer un cylindre parfait et simplifie la liaison de l'ensemble ainsi obtenu avec les autres organes de la chaudière. L'ensemble réalisé est ainsi parfaitement étanche.

[0027] Lors de cette opération, on réalise avantageusement l'échangeur (3) dont une coupe selon l'axe VI. VI de la figure 5 est représentée figure 6. Les bords (20) et (21) sont soudés par le même cordon de soudure T.I.G. (30). Les deux demi-plaques ont été embouties de façon à définir chacune une série de demi-tubes tels que (31, 33) et (37, 34), chaque demi-tube tel que (31,37) étant séparé du demi-tube voisin tels que (33, 34) par une bande plate (35, 36). Pour réaliser l'étanchéité de l'échangeur et éviter que les tubes ne communiquent entre eux, on effectue sur chaque bande plate une soudure à la mollette.

[0028] Mais selon l'invention, on peut avantageusement encore réaliser un ensemble comportant un échangeur complet constitué par la partie supérieure (3), la partie centrale (30), la partie inférieure (31) et une chambre de découplage (32).

[0029] La chambre de découplage (32) est constituée par une paroi cylindrique, une paroi circulaire constituant un fond et une paroi de liaison entre les tubes et l'intérieur de la chambre. Elle est perpendiculaire au plan général de l'échangeur.

[0030] La chambre est réalisée comme le reste de l'ensemble lors de l'emboutissage des demi-plaques et la plaque de fond est rapportée et soudée. Elle comporte une tubulure (50) pour la sortie des gaz.

[0031] L'intérêt d'une telle réalisation est d'avoir une liaison continue entre les tubes et la chambre.

[0032] La partie centrale (30) de l'échangeur peut avoir toute forme et par exemple on pourra prévoir une forme telle que la chambre de découplage soit située en dessous de la chambre (5) et ne soit pas décalée comme cela est représenté figure 4.

[0033] Il est bien entendu que l'on peut utiliser tout autre mode de fixation des demi-plaques sans sortir du cadre de l'invention. On peut aussi réaliser l'ensemble à l'aide de plus de deux plaques.

Revendications

1. Ensemble pour la combustion pulsatoire comportant au moins une chambre de combustion pulsatoire (2) se présentant sous la forme d'une chambre principale (6) est d'au moins deux chambres latérales (5) caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux coquilles conformées par emboutissage et reliées entre elles par soudage, chacune desdites coquilles comportant, au niveau de la chambre principale (6), des moyens de fixation (14) constitués par des cavités embouties dans lesquelles est ajustée une plaque de séparation (13) avec un jeu minimum autorisant son déplacement transversal.

2. Ensemble pour la combustion pulsatoire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie d'un échangeur tubulaire plat (3) et une corne de liaison (4) entre ladite chambre et ledit échangeur, ledit ensemble étant réalisé en deux demi-coquilles qui sont assemblées selon le plan de l'échangeur tubulaire.

3. Ensemble pour la combustion pulsatoire selon la revendication 1, comportant quatre chambres latérales réparties autour de la chambre principale, chaque chambre latérale étant située entre deux autres chambres latérales, chaque paroi latérale d'une chambre latérale étant sensible en contact avec une paroi d'une chambre voisine, la zone de contact de ces deux parois définissant chacune une partie de la paroi de la chambre principale, caractérisé en ce que les cavités embouties sont situées dans lesdites parties de la paroi de la chambre principale.

4. Ensemble pour la combustion pulsatoire selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une chambre de découplage reliée audit échangeur dans sa partie opposée à la partie reliée à la corne.

5. Ensemble pour la combustion pulsatoire selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre de découplage est cylindrique et fermée par une paroi circulaire.

Ansprüche

1. Einheit für pulsierende Verbrennung, umfassend wenigestens eine Kammer (2) für pulsierende Verbrennung, die in Form einer Hauptkammer (6) und wenigstens zweier seitlicher Kammern (5) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch wenigstens zwei Schalen gebildet ist, die durch einen Pressvorgang geformt sind und miteinander durch Schweissen verbunden sind, wobei jede der Schalen in der Höhe der Hauptkammer (6) Befestigungsmittel (14) umfasst, die durch gepresste Hohlräume gebildet sind, in denen eine Trennplatte (13) mit minimalem Spiel eingestellt ist, das ihre Querverstellung gestattet.

2. Einheit für pulsierende Verbrennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Teil eines flachen Rohraustauschers (3) und ein Verbindungshorn (4) zwischen der Kammer und dem Austauscher umfasst, wobei die Einheit in zwei Halbschalen ausgeführt ist, die gemäss der Rohraustauscheranordnung zusammengebaut sind.

3. Einheit für pulsierende Verbrennung nach Anspruch 1, umfassend vier seitliche Kammern, die um die Hauptkammer herum verteilt sind, wobei jede seitliche Kammer zwischen zwei weiteren seitlichen Kammern liegt, wobei jede Seitenwand einer seitlichen Kammer empfindlich in Kontakt mit einer Wand einer benachbarten Kammer ist, wobei die Kontaktzone dieser beiden Wände jeweils einen Teil der Wand der Hauptkammer bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die gepressten Hohlräume in den Teilen der Wand der Hauptkammer liegen.

4. Einheit für pulsierende Verbrennung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine Entkopplungskammer umfasst, die mit dem Austauscher in dem dem mit dem Horn verbundenen Teil gegenüberliegenden Teil verbunden ist.

5. Einheit für pulsierende Verbrennung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungskammer zylindrisch und durch eine kreisförmige Wand verschlossen ist.

Claims

1. Pulsatory combustion unit, comprising at least one pulsatory combustion chamber (2) taking the form of a main chamber (6) and at least two side chambers (5), characterized in that it is constituted by at least two shells formed by stamping and joined to each other by welding, each of the said shells comprising securing means (14) level with the main chamber (6), these securing means (14) constituted by stamped cavities into which is fitted a separation plate (13) with a minimum clearance allowing it to move transversally.

2. Pulsatory combustion unit according to claim 1, characterized in that it comprises at least one part of a flat tubular exchanger (3) and a linking horn (4) between the said chamber and the said exchanger, the said unit being made in two shell halves which are assembled according to the lay-out of the tubular exchanger.

3. Pulsatory combustion unit according to claim 1, comprising four side chambers distributed around the main chamber, each side chamber being situated between two other side chambers, each side wall of a side chamber being in obvious contact with a wall of a neighbouring chamber, each contact zone between these two walls defining a part of the wall of the main chamber, characterized in that the stamped cavities are situated in the said parts of the wall of the main chamber.

4. Pulsatory combustion unit according to claim 2, characterized in that it also comprises an uncoupling chamber linked to the part of the said exchanger which is opposite the part of it linked to the horn.

5. Pulsatory combustion unit according to claim 4, characterized in that the uncoupling chamber is cylindrical and closed by a circular wall.

Dessins