Perfectionnements aux tubulures doubles pour chaudières mixtes, aux procédés de fabrication de ces tubulures et aux chaudières correspondantes

Description

[0001] L'invention concerne les chaudières mixtes à eau chaude, c'est-à-dire les chaudières destinées à chauffer de l'eau pour alimenter à la fois un circuit de chauffage central et un circuit sanitaire ou de puisage d'eau chaude.

[0002] Elle concerne plus particulièrement, parmi ces chaudières, celles dont l'échangeur de chaleur est équipé de tubulures doubles, c'est-à-dire comprenant deux conduites métalliques affectées respectivement aux deux circuits d'eau indépendants, ces tubulures comprenant des segments rectilignes dans lesquels les deux conduites sont juxtaposées latéralement, segments généralement entretoisés par des ailettes de refroidissement parallèles brasées sur eux, et des segments incurvés, généralement en demi-cercle raccordant entre eux les segments rectilignes et formant avec eux un serpentin.

[0003] L'invention vise également les tubulures doubles desdites chaudières et plus particulièrement leurs segments rectilignes.

[0004] Dans les modes de réalisation connus (voir par exemple le brevet FR-A-1 332 607) et CH-A-398 657 les segments rectilignes du genre en question sont constitués par deux tubes métalliques soudés latéralement l'un contre l'autre.

[0005] Cette formule présente un certain nombre d'inconvénients et en particulier les suivants :

- il est difficile de prévoir à l'intérieur de chaque tube des entretoises rigides reliant la paroi, de ce tube, qui est accolée à l'autre tube, à la paroi opposée, entretoises aptes à empêcher les déformations du tube lors du fonctionnement de la chaudière par suite des dilatations thermiques et/ou des poussées hydrauliques dues à la circulation de l'eau,

- la paroi double qui se trouve au milieu de la tubulure correspond à un excédent de métal inutile,

- il est difficile d'assurer un bon soudage mutuel des deux composants de ladite paroi double.

[0006] L'invention a pour but, entre autres, de remédier à ces inconvénients.

[0007] A cet effet les segments rectilignes des tubulures doubles du genre en question selon l'invention, comprenant deux tronçons de conduite métalliques juxtaposés latéralement, sont essentiellement caractérisés en ce que l'un au moins de ces deux tronçons est délimité, de son côté le plus éloigné de l'autre tronçon, par une lame métallique dont les deux bords longitudinaux sont recourbés et sont soudés contre les bords longitudinaux d'une cloison métallique intermédiaire faisant également partie du segment considéré et en ce que cette cloison intermédiaire présente des bossages emboutis dont les sommets sont en contact avec la lame et sont solidarisés avec celle-ci.

[0008] Dans certains modes de réalisation, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes:

- les deux tronçons sont délimités extérieurement par des lames symétriques l'une de l'autre par rapport au plan moyen de la cloison intermédiaire, alors plane,

- dans un segment rectiligne selon l'alinéa précédent, chaque extrémité longitudinale de la cloison intermédiaire est déformée transversalement en S de façon à présenter deux demi-godets longitudinaux ouverts vers l'extérieur, séparés l'un de l'autre par un pontet non déformé de la cloison, et dont les fonds sont juxtaposés jointivement contre les lames en regard, et chaque extrémité longitudinale de lame est elle-même déformée en son milieu par un demi-godet longitudinal ouvert vers l'extérieur dont le fond est juxtaposé jointivement contre le pontet de la cloison intermédiaire, ce qui délimite deux cols dont les sections sont de préférence différentes, ces cols étant raccordés à des tronçons de tuyauterie extérieurs indépendants,

- les bords recourbés des lames sont orientés perpendiculairement aux bords de la cloison intermédiaire sur lesquels ils sont soudés et les tranches terminales des premiers bords sont juxtaposées contre les faces latérales des seconds bords,

- les bossages faisant saillie respectivement sur les deux faces de la cloison intermédiaire sont prévus de façon telle que les perturbations qu'ils créent sur les courants d'eau circulant dans les deux tronçons de conduite constitutifs du même segment rectiligne comprenant cette cloison soient différentes,

- dans un segment rectiligne selon l'alinéa précédent, les bossages faisant saillie respectivement sur les deux faces de la cloison intermédiaire sont tous identiques, mais leurs nombres sont différents,

- la cloison intermédiaire est constituée par une feuille plus épaisse que les feuilles constitutives des deux lames à bords recourbés rapportées par soudure sur cette cloison.

[0009] L'invention vise aussi les échangeurs de chaleur comprenant des tubulures telles que définies ci-dessus ainsi que les chaudières équipées de tels échangeurs.

[0010] Elle vise également les procédés pour fabriquer de telles tubulures, lesdits procédés étant essentiellement caractérisés en ce que, lors de la juxtaposition des éléments à souder l'un contre l'autre, on fait légèrement déborder dans chaque zone à souder un bord d'un tel élément de façon que le bord en excédent constitue métal d'apport lors de la soudure, laquelle est obtenue en faisant défiler ladite zone en regard d'une tête de soudage.

[0011] L'invention comprend, mises à part ces disposi-ment élevée pour faire fondre ledit matériau au niveau des sommets 6.

[0012] Comme visible sur le dessin, chaque segment rectiligne composé de deux tronçons accolés A et B est en définitive délimité par deux portions planes parallèles raccordées entre elles par deux portions incurvées de section semi-circulaire : la section transversale de ce segment est en somme inscriptible dans un rectangle allongé dont la largeur est généralement comprise entre 40 et 100 mm, étant généralement de l'ordre de 60 mm.

[0013] Les bossages 5, quant à eux, se présentent avantageusement sous la forme de mamelons arrondis dont la base est ovale et allongée selon la direction longitudinale de la tubercule, le grand axe de l'ovale étant de l'ordre de 8 mm et son petit axe, de l'ordre des 4 mm et l'écart longitudinal réservé entre les bossages successifs étant de l'ordre de 8 mm.

[0014] Pour permettre un raccordement mutuel facile des segments rectilignes U ci-dessus définis à l'aide des degments incurvés intermédiaires V, on aménage avantageusement les extrémités longitudinales de ces segments rectilignes de la manière suivante (voir fig. 3 et 4).

[0015] On déforme transversalement selon un S chaque extrémité longitudinale de la cloison intermédiaire 4 de façon à y faire apparaître deux demi-godets longitudinaux 11, 12 ouverts longitudinalement vers l'extérieur et faisant saillie respectivement sur les deux faces opposées de la cloison.

[0016] Ces deux demi-godets sont séparés l'un de l'autre par un pontet 13 non déformé de ladite cloison.

[0017] La profondeur de chaque demi-godet est égale à l'épaisseur d'un tronçon (A, B) de façon telle que son fond soit juxtaposé jointivement contre la lame (1, 7) en regard. Chaque dem-godet 11, 12 est séparé du bord longitudinal voisin de la cloison 4 par une marge étroite plane et non déformée (15, 16) de cette cloison.

[0018] De plus, on déforme la zone médiane de chaque extrémité longitudinale de lame de façon à y faire apparaître un demi-godet longitudinal 14 plus petit que les précédents, également ouvert longitudinalement vers l'extérieur et dont la profondeur est telle que son fond soit juxtaposé jointivement contre le pontet 13.

[0019] Les portions de parois en contact mutuel sont avantageusement brassées les unes contre les autres.

[0020] Dans ces conditions, deux cols terminaux cylindriques 17,18 sont formés à chaque extrémité longitudinale de chaque segment rectiligne U, cols desservant chacun un seul des deux tronçons A et B de ce segment.

[0021] C'est ainsi que le col 17 desservant les seul tronçon A (fig. 3 et 4) est délimité par le demi-godet 11 et la portion en regard de la lame 1, ce col étant fermé, du côté du bord longitudinal du segment considéré, par soudure du bord recourbé 2 contre la marge 15, et du côté du milieu de la hauteur dudit segment, par application du fond du demi-godet 14 correspondant contre le pontet 13 en regard.

[0022] La fabrication des cols 17 et 18 découle automatiquement de la fabrication du segment rectiligne de tubulure correspondant, laquelle est extrêmement simple puisqu'il suffit :

- de préparer les pièces 1, 4 et 7 par un emboutissage de bandes métalliques rectangulaires faisant apparaître dans ces bandes les différentes aspérités ci-dessus décrites (bossages 5 et demi-godets 11, 12 et 14),

- de juxtaposer ces trois pièces avec interposition éventuelle d'un matériau de brasage,

- de les réunir par les cordons de soudure 10 ci-dessus décrits,

- et de chauffer le tout jusqu'à obte,tion d'une liaison intime entre les différentes surfaces juxtaposées jointivement.

[0023] Il est facile ensuite de raccorder deux à deux les cols cylindriques 17, 18 des segments rectilignes U successifs à l'aide des segments V incurvés en demi-cercle et présentants des profils complémentaires à ceux desdits cols, les extrémités de ces segments incurvés étant emmanchées jointivement dans lesdits cols ainsi que visible sur la fugure 5.

[0024] Dans les modes de réalisation qui ont été illustrés sur les figures 2 et 3, les nombres des bossages 5 faisant saillie respectivement sur les deux faces de la cloison 4 sont identiques de sorte que la turbulence imposée aux courants d'eau circulant respectivement dans les deux tronçons A et B est la même.

[0025] Selon une variante qui peut être avantageuse dans certains cas et qui a été schématisée sur la figure 6, on donne aux nombres de ces bossages faisant saillie respectivement de part et d'autre de la cloison 4 des valeurs différentes, ce nombre étant plus élevé pour le tronçon A dans lequel circule l'eau de chauffage que dans le tronçon B dans lequel circule l'eau de puisage.

[0026] La demanderesse a en effet observé que le risuqe d'entartrage est plus élevé que dans le second circuit que dans le premier puisque, dans le premier cas, l'eau de chauffage circule en circuit fermé et est donc porteuse d'une proportion de charges minérales de plus en plus faible au fur et à mesure de sa circulation.

[0027] Comme le degré d'entartrage d'une conduite est autant plus élevé que l'eau circulant dans cette trubulence est elle-même d'autant plus élevée que le nombre des bossages faisant saillie dans la conduite considérée est lui-même plus élévé, on a intérêt à donner ici à ce nombre une valeur plus élevée dans le tronçon de chauffage A que dans le tronçon de puisage B.

[0028] Dans l'exemple illustré sur la figure 6, le nombre

[0029] de ces bossages faisant saillie dans le tronçon A, bossages représentés en spectre, est égal au double du nombre des bossages faisant saillie dans le tronçon B et représentés en trait plein.

[0030] Les pertes de charge présentant plus d'inconvénients dans le circuit de chauffage -lequel comprend généralement un circulateur- que dans le circuit de puisage, il est avantageux de réduire au maximum ces pertes de charge dans le premier circuit.

[0031] A cet effet, selon un mode de réalisation préféré, on donne aux cols 17 ci-dessus affectés au circuit de chauffage une section plus grande que celle des cols 18 affectés au circuit de puisage.

[0032] En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement de tubulures et échangeurs thermiques dont la constitution résulte suffisamment de ce qui précède.

[0033] Ces tubulures et échangeurs présentent de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, et en particulier les suivants :

- les tubulures considérées sont indéformables du fait de la présence des bossages d'entretoisement dans celles-ci,

- les échanges thermiques entre les deux conduites sont excellents, vu en particulier la conductibilité thermique assurée par les bossages eux-mêmes,

- la formule proposée permet une économie de métal par rapport à celles faisant appel à des tubes rapportés l'un contre l'autre et conduisant à la formation de parois doubles,

- la fabrication est très simple puisque les opérations d'emboutissage et de juxtaposition sont elles-mêmes très simples et que les opérations de soudure sont ici faciles à exécuter et localisées selon des cordons de faible épaisseur.

[0034] Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Revendications

1. Segment rectiligne de tubulure double pour chaudière mixte comprenant deux tronçons de conduite métalliques (A, B) juxtaposés latéralement, caractérisé en ce que l'un au moins de ces deux tronçons (A) est délimité, de son côté le plus éloigné de l'autre tronçon (B), par une lame métallique (1) dont les deux bords longitudinaux (2, 3) sont recourbés et sont soudés contre les bords longitudinaux d'une cloison métallique intermédiaire (4) faisant également partie du segment considéré et en ce que cette cloison intermédiaire présente des bossages emboutis (5) dont les sommets (6) sont en contact avec la lame et sont solidarisés avec celle-ci.

2. Segment de tubulure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tronçons (A, B) sont délimités extérieurement par des lames (1, 7) symétriques l'une de l'autre par rapport au plan moyen de la cloison intermédiaire (4), alors plane.

3. Segment de tubulure selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les bords recourbés (2, 3, 8, 9) des lames (1, 7) sont orientés perpendiculairement aux bords de la cloison intermédiaire (4) sur lesquels ils sont soudés et en ce que les tranches terminales des premiers bords sont juxtaposées contre les faces latérales des seconds bords.

4. Segment de tubulure selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les bossages (5) faisant saillie respectivement sur les deux faces de la cloison intermédiaire (4) sont prévus de façon telle que les perturbations qu'ils créent sur les courants d'eau circulant dans les deux tronçons de conduite (A, B) constitutifs du segment soient différentes.

5. Segment de tubulure selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bossages (5) faisant saillie respectivement sur les deux faces de la cloison intermédiaire (4) sont tous identiques, mais en nombres différents.

6. Segment de tubulure selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la cloison intermédiaire est constituée par une feuille plus épaisse que les feuilles constitutives des deux lames (1, 7) à bords recourbés rapportées par soudure sur cette cloison.

7. Segment de tubulure selon au moins la revendication 2, caractérisé en ce que chaque extrémité longitudinale de la cloison intermédiaire (4) est déformée transversalement en S de façon à présenter deux demi-godets longitudinaux (11, 12) ouverts vers l'extérieur, séparés l'un de l'autre par un pontet non déformé (13) de la cloison, et dont les fonds sont juxtaposés jointivement contre les lames en regard (1, 7), et en ce que chaque extrémité longitudinale de lame (1, 7) est elle-même déformée en son milieu par un demi-godet longitudinal (14) ouvert vers l'extérieur dont le fond est juxtaposé jointivement contre le pontet (13) de la cloison intermédiaire (4), ce qui délimite deux cols (17, 18).

8. Segment de tubulure selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des cols (17) présente une section plus grande que l'autre (18).

9. Tubulure double pour chaudière mixte, caractérisée en ce qu'elle est composée de segments rectilignes (U) selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 raccordés entre eux par des segments tubulaires (V) incurvés, notamment en demi-cercle, emmanchés jointivement dans les cols (17, 18) desdits segments rectilignes.

10. Procédé pourfabriquer un segment rectiligne de tubulure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lors de la juxtaposition des éléments à souder (1, 4, 7) l'un contre l'autre, on fait légèrement déborder dans chaque zone à souder un bord d'un tel élément de façon que le bord en excédent (T) constitue métal d'apport lors de la soudure laquelle est obtenue en faisant défiler ladite zone en regard d'une tête de soudage (S).

Ansprüche

1. Gerades Doppelrohrsegment für kombinierte Heizkessel, das aus zwei metallischen Leitungsstücken (A, B) besteht, die seitlich nebeneinander an- geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eins der beiden Leitungsstücke (A) an der Seite, die am weitesten von dem anderen Leitungs- stück (B) entfernt ist, von einem Metallstreifen (1) begrenztwird, dessen Längsränder(2,3) umgebogen und mit den Längsrändern einer metallischen Zwischentrennwand (4) verschweißt sind, die ebenfalls Teil des betrachteten Segmentes ist, und daß die Zwischentrennwand mit getriebenen oder gezogenen Hôckern (5) versehen ist, deren Spitzen (6) an dem Metallstreifen (1) anliegen und mit diesem verbunden sind.

2. Doppelrohrsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungsstücke (A, B) nach außen zu durch Metallstreifen (1, 7) begrenzt werden, die in bezug auf die Mittelebene der ebenen Zwischentrennwand (4) zueinander symmetrisch sind.

3. Doppelrohrsegment nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die umgebogenen Ränder (2, 3, 8, 9) der Metallstreifen (1, 7) senkrecht zu den Rändern der Zwischentrennwand (4) ausgerichtet sind, mit denen sie durch Schweißen verbunden sind, und daß die Schnittflä- chen der ersten Ränder an die Seitenflächen der zweiten Ränder angelegt sind.

4. Doppelrohrsegment nach einem der vorherge-Strômung des Wassers, das in den beiden das Segment bildenden Leitungsstücken (A, B) umläuft, unterschiedlich sind.

5. Doppelrohrsegment nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hôcker (5), die gegenüber den beiden Oberflächen der Zwischentrennwand (4) vorstehen, vôllig identisch, aber in unterschiedlicher Anzahl vorhanden sind.

6. Doppelrohrsegment nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischentrennwand aus einer dünnen Platte oder Folie besteht, deren Dicke größer ist als die der beiden metallstreifen (1, 7) mit den umgebogenen Rändern, die durch Schweißen mit der Trennwand verbunden sind.

7. Doppelrohrsegment wenigstens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide in Längsrichtung liegende Enden der Zwischentrennwand (4) in Querrichtung in Form eines S verformt sind, so daß sie zwei in Längsrichtung verlaufende nach außen zu offene Halbschalen oder Taschen (11, 12) bilden, die voneinander durch einen nicht defor- mierten Steg (13) der Trennwand getrennt sind und deren Böden dicht gegen die entsprechenden Metallstreifen (1, 7) anliegen, und daß jedes in Lângsrich- tung liegende Ende der Streifen (1, 7) seinerseits in seinen mittleren Anschnitt zu einer in Längsrichtung verlaufenden, nach außen offenen Halbschale (14) verformt ist, deren Boden dicht an dem nicht defor- mierten Steg (13) der Zwischentrennwand (4) anliegt, wodurch zwei Kragen (17, 18) begrenzt werden.

8. Doppelrohrsegment nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einerder Kragen (17) einen grô- ßeren Querschnitt hat als der andere Kragen (18).

9. Doppelrohrfür einen kombinierten Heizkessel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus geraden Abschnitten (U) gemäß einem der Ansprüche 7 und 8 besteht, die miteinander durch gekrümmte, insbeson- dere halbkreisförmig gebogene rohrfôrmige Segmente (V) verbunden sind, die dicht in die Kragen (17, 18) der geraden Segmente eingesetzt sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines geraden Rohrsegmentes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man wâhrend des Aneinanderlegens der miteinander zu verschweißen- den Elemente (1, 4, 7) injederzu schweißenden Zone einen Rand eines derartigen Elementes leicht über- stehen läßt, so daß die überstehende Kante (T) als Auftragsmetall während des Schweißvorganges dient, der in Weise durchgeführt wird, daß man die Schweißzone an einem Schweißkopf (S) entlang- führt.

Claims

1. Double pipe rectilinear segment for mixed boilers comprising two laterally juxtaposed metal duct sections (A,B), characterized in that one at least of these two sections (A) is defined, on its side the furth- est away from the other section (B), by a metal plate (1) whose two longitudinal borders (2,3) are curved and are welded against the longitudinal borders of an intermediate metal partition (4) also forming part of the segment considered and in that this intermediate partition has stamped bosses (5) whose tops (6) are in contact with the plate and are fixed thereto.

2. Pipe segment according to claim 1, characterized in that the two sections (A,B) are defined outwardly by plates (1,7) which are symmetrical with each other with respect to the mean plane of the intermediate partition (4), then flat.

3. Pipe segment according to any one of the pre- ceding claims, characterized in that the curved borders (2,3,8,9) of the plates (1,7) are oriented perpendicularly to the borders ofthe intermediate partition (4) to which they are welded and in that the end edges of the first borders are juxtaposed against the lateral faces of the second borders.

4. Pipe segment according to any one of the preceding cliams, characterized in that the bosses (5) projecting respectively from the two faces of the intermediate partition (4) are formed so that the disturbances which they create in the water streams flowing through the two duct sections (A,B) forming the segment are different.

5. Pipe segment according to claim 4, characterized in that the bosses (5) projecting respectively from the two faces of the intermediate partition (4) are all identical, but their numbers are different.

6. Pipe segment according to any one of the preceding claims, characterized in that the intermediate partition is formed by a sheet thicker than the sheets forming the two plates (1,7) with curved borders welded to this partition.

7. Pipe segment according to at least claim 2, characterized in that each longitudinal end of the intermediate partition (4) is deformed transversely in the form of an S so as to have two longitudinal halfcups (11,12) open outwardly, separated from each other by a non deformed bridge (13) of the partition and the bottoms of which are juxtaposed jointingly against the facing plates (1,7), and in that each longitudinal plate end (1,7) is itself deformed in the middle by a longitudinal outwardly open half-cup (14) whose bottom is juxtaposed jointingly against the bridge (13) of the intermediate partition (4), what defines two necks (17,18).

8. Pipe segment according to claim 7, characterized in that one of the necks (17) has a larger section than the other (18).

9. Double pipe for mixed boilers, characterized in that it is formed of rectilinear segments (U) according to any one of claims 7 and 8 connected together by curved tubular segments (V), particularly in the form of a semi-circle, fitted jointingly in the necks (17,18) of said rectilinear segments.

10.Method for manufacturing a rectilinear pipe segment according to any one of claims 1 to 7, characterized in that, when the elements to be welded (1,4,7) are juxtaposed one against the other, the border of one of such elements is caused to project slightly in each zone to be welded so that the projecting border (T) forms a filler metal for welding, what is obtained by causing said zone to travel past a welding head (S).

Dessins