Brevet FR2011680A1 — publié le 19700306

Par suite de la dilatation de l'eau chauffée, il faut prévoir un vase d'expansion dans les installations de chauffage central. Ce vase est constitué soit par un récipient à l'air libre situé dans la partie haute de l'installation, soit par un réservoir expansible en pression, à membrane notamment, qui peut être placé en n'importe quel point de 11 installation établie en circuit fermé. Ce vase indispensable augmente le coût de l'installation, prend de la place, et nécessite des tuyauteries de raccordement compliquant le montage. L'invention vise à fournir une chaudière pour installation de chauffage central, qui, bien que de construction très simple, permette en outre de supprimer tout vase d'expansion dans la tuyau terse, La chaudière de l'invention, comprenant une chambre de combustion intérieure et une enveloppe extérieure délimitant entre el lee une chambre d'eau pour l'eau de circulation du chauffage, est caractérisée en ce que l'enveloppe extérieure est agencée pour présenter une déformabilité réversible telle que cette chambre d'eau peut varier de volume et fonctionner comme vase d'expansion. Le dessin représente à titre d'exemple des formes d'exéou- tion de la chaudière objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation d'une première forme d'e exécution, la noitié de droite étant une coupe verticale selon la ligne 1-1 de la fig. 2. La fig. 2 est une coupe longitudinale selon la ligne 2-2 de la fig. 1. La fig. 3 est une vue par dessus de la chaudière des fig0 1 et 2, la moitié sq 4rieore étant une coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 2. La fig. 4 est une vue de détail, à plus grande échelle. La fig. 5 est une vue schématique de la chaudière, en coupe horizontale. Les fig. 6 et 7 sont des coupes horizontales schématiques de deux variâtes. Les fig. 8 et 9 sont des vues chématiques d'une troisième variante, la fig. 8 étant une coupe horizontale de la chaudière selon la ligne 8-8 de la fig. 9 et la fig. 9 étant une coupe vertica le selon la ligne 9-9 de la fig. 8. La fig. 10 est une coupe d'une autre forme d'exécution, se Ion la ligne 10-10 de la fig. 11. La fig. Il est une coupe selon la ligne 11-11 de la fig. 10. La fig. 12 est une vue analogue à la fig. Il montrant la chaudière des fig. 10 et 11 en position d'expansion. Les fig. 13 et 14 sont des vues de détails de la chambre de combustion de la chaudière de la fig. 10. La chaudière représentée ans fig. 1 à 3 comporte une cham- bre de combustion intérieure 1 délimitée par des parois supérieure et inférieure 2 et 3, deux parois latérales 4, et des parois anté- rieure et postérieure 6 et 7. Ces différentes parois sont en tôle métallique soudée et la paroi antérieure 6 est percée d'une ouverture en regard de laquelle est fixé, à l'extérieur, un cflssis coulé 8 présentant deux portes superposées 9 et 10. Le chssis 8 est fixé par des tirants Il vissés dans des entretoises 12. Une grille 13 est formée par des barres amovibles 14 reposant sur des traverses 15 et une chicane 16 est formée par deux plaques 17 et 18 reposant par leurs bords sur des consoles 19 sou- dées aux parois 4. À son extrémité postérieure, la chambre de combustion 1 est en communication avec un faisceau de onze bei verticaux 20 menant les gaz brftlés et les fusées vers une cheminée comprenant une clo- che amovible 21 coiffant les orifices de sorties des tubes 20. La chambre de combustion 1 est logée dans une enveloppe ex extérieure 22 comprenant des parois antérieure et postérieure 23 et 24, deux parois latérales 25, et une paroi supérieure 27, à laquelle est soudée l'extrémité supérieure des tubes 20. La paroi 24 de l'enveloppe est séparée de la paroi 7 de la chambre de combustion par un intervalle 28, et les parois latérales 25 de l'enveloppe sont séparées des parois latérales 4 de la chambre de combustion par des intervalles 29. La paroi supérieure 27 de l'enveloppe est percée d4une ouverture circulaire 30 (fige 4} donnant passage à une cuve cylindrique 31 comportant un manteau 32, un fond 33, et un couvercle 34 (fig. 2). Le couvercle 34 est aluni sur son pourtour d'un cercle creux 35 coiffant le bord supérieur 32a du manteau (fig. 4). Le fond 33 et le couvercle 34 sont réunis par quatre tirants intérieurs 36 soudés en 37 sur le fond 33, qui portent des écrous capuchons 38 prenant appui sur le couvercle 34. Le couvercle 34 comporte une tubulure d'entrée 34a se prolongeant à l'intérieur de la cuve par un tube plongeur et une tubulure de sortie 34b (fig. 2). Une aile extérieure 55a du cercle 35 présente un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 30, et la cuve 31 est assemblée à l'enveloppe extérieure 22 par le moyen de huit brides amovibles 41 portant, d'une part sur la paroi supérieure 27 de l'enveloppe, et d'autre part sur le cercle 35 (fig. 4). Les brides 41 sont serrées au moyen d'écrous 42 vissés sur des goujons 43. Un joint unique 44 placé sous le cercle 35 assure à la fois l'étanchéité entre le couvercle 34 et le manteau 32 de la cuve, et entre le couvercle 34 et la paroi supérieure 27 de l'enveloppe. La porte intérieure 10 est percée d'une ouverture 1 osa pour le montage d'un bradeur à huile lourde ou à gaz. La porte supérieure 9 est destinée à l'introduction de déchets à brayer, ou de com bustiblea solides. Les gaz chauds produits dans la partie iuférieu- re de la chambre de combustion contournent la chicane 16 et partent vers la cheminée 21, par les tubes 20. La paroi supérieure 27 de l'enveloppe comporte des tubulures d'entrée et de sortie 27a et 27b, et l'espace clos délimité par cette enveloppe constitue une chambre d'eau, pour l'eau de circulation de l'installation de chauffage central. La cuve 31, immergée dans l'eau de circulation du chauffage central, constitue une chaudière séparée pour l'eau chaude sa itaire. L'enveloppe extérieure 22, en forme générale de parallèlipi prie, est en tCle mince, d'une épaisseur de 4mm, par exemple, et ses parois latérales 25 sont garnies chacune d 'une forte lame élastique 46 placée horizontalement et qui est soudée sur toute sa longueur à la paroi (fig. 3). Cette lame 46 présente à.l'état libreaune certaine courbure de. sorte que la paroi 25, primitivement plane, est amenée sous l'action de la lase à prendre la forme concave représentée à la fig. 3, la partie centrale de la paroi 25 prenant appui sur une butée 49 soudée à la chambre de combustion 1 (fig. 3). La précontrainte donnée à la lame 46 est suffisante pour que la paroi 25 reste maintenue dans cette position intérieure pour une pression dans la chambre d'eau se montant à 1,5 kg/cm2, par exemple. Si la pression dans la chambre d'eau monte, la paroi 25 est repoussée vers l'extérieur par suite d'une déformation élastique de la lame 46, pour atteindre progressivement la forme convexe représentée en trait pointillé à la fig. 5, pour une pression de 2,5 kg/cm par exemple. L'enveloppe extérieure 22 est munie d'un raccord d'admission d'eau 47, relié au réseau et qui est muni d'un robinet d'arrêt 47a. En outre, 1'enve-loppe comporte une soupape de décharge automatique 48, réglée pour la pression de 2,5 kg/cm indiquée ci-dessus, représentant la pression maximum (figo 5). Lors du remplissage de l'installation, on remplit la cham- bre d'eau par le moyen du raccord 47, jusqu'd reflux par la soupape de décharge 48. On ferme alors le robinet d'alimentation 47a, la pression de l'eau froide étant établie à 2,5 kg/cm2 et l'enveloppe extérieure 22 ayant pris sa forme expansée, sous la pression de l'eau0 Lors de la mise en service du bradeur, l'eau s'échauffe progressivement et se dilate. La soupape de décharge 48 permet alors l'écoulement du surplus d'eau, sans que la pression ne dépasse la valeur maximum de 2,5 kg/cm. Â l'arrêt du brC1eur, la température de l'eau baisse et le volume d'eau diminue. Du fait de l'élasticité des lames 46, les parois latérales 25 se rapprochent cependant de la forme concave primitive, au fur et à mesure de la diminution du volume d'eau. Un nouveau chauffage norias aura pour effet d'amener à nouveau l'enveloppe 22 en position plus ou moins expansée, sans provoquer de nouvelles sorties d'eau. L'enveloppe 22 présente ainsi une déformabilité réversible suffisante pour que la chambre d'eau de la chaudière varie de volume et fonctionne comme vase d'expansion pour l'installation de chauS- fage. Dans une variante non représentée,-les lames élastiques peuvent être disposées verticalement, On a représenté en trait mixte, en 56, une enveloppe calorifuge entourant toute la chaudières Dans une variante représentée à la fig. 6, les deux parois latérales 50 de l'enveloppe extérieure sont reliées lune à l'autre par des ressorts de traction 51 tendant à les maintenir en position rapprochée. Les ressorts 51 sont logés dans l'intervalle compris entre le haut de la chambre de combustion 2 et le fond de la cuve 31. Dans une variante représentée à la fig0 7, les parois 52 de l'enveloppe extérieure sont reliées par un ressort à lames 53. Dans une variante représentée aux fig. 8 et 9, l'enveloppe extérieure 54 est cerclée par deux liens élastiques 55, placés à des hauteurs différentes. Ces éléments, sinueux (fig. 8), tendent à maintenir l'enveloppe dans la position contractée représentée en trait plein, sans s'opposer toutefois à sa déformation en position expansée, représentée en pointillé, par suite de l'expansion élastique des liens 55. Dans cette dernière variante, les quatre parois latérales de l'enveloppe sont déformables. Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 10 à 14, la chaudière comprend une chambre de combustion intérieure 60, de forme générale parallèlipipédique, comportant une cheminée d' évacua- tion des gaz brûlés' constituée par un faisceau de tubes 61 débouchant dans la partie arrière de la paroi supérieure 62 de la cham- bre de combustion. La chambre de combustion 60 est logée dans une enveloppe extérieure 63. Des parois latérales 64 de l'enveloppe extérieure sont séparées des parois latérales 65 de la chambre de combustion par un intervalle 66 (fig. 11). L'espace compris entre la chambre de combustion 60 et l'enveloppe 63 forme une chambre d'eau traversée par le faisceau de tubes 61 et dans laquelle plonge une cuve 67 constituant une chaudière séparée pour l'eau sanitaire. Les parois latérales opposées 64 de l'enveloppe extérieure sont reliées l'une à l'autre par des tirants 68 accouplés par le moyen d'une barre de flexion 69. Ces parois 64 sont également reliées aux parois latérales 65 de la chambre de combustion par des tirants 71 accouplés par le moyen de deux barres de flexion 72 et 73. L'enveloppe extérieure 63 est en tôle mince. Grâce au sou tien offert par les barres 69, 72 et 73, elle est maintenne appro srimativement dans la position représentée à la fig. 11 pour une pression de service normale dans la chambre d'eau se montant à 1,5 kg/cm2, par exemple. Si la pression dans la chambre d'eau monte, les parois 64 sont repoussées vers l'extérieur par suite d'une déformation élastique des barres de flexion, pour atteindre progressivement la forme convexe représentée à la fig. 12, pour une pression de 2,5 kg/cm2 par exemple Les tirants sont répartis irrégulièrement sur les barres de flexion, de manière que la flèche des barres est plus accentuée dans leurs parties correspondant à la partie centrale des parois 64 de 1'envelotpe. Par un choix judicieux de la résistance des barres de fle- xion et de la position des tirants, il est possible d'obtenir une déformation contrôlée des parois minces de l'enveloppe extérieure, de manière à éviter toute surcharge locale. Dans une variante, les barres de flexion pourraient titre agencées pour maintenir les parois sous une forme concave lorsque la chaudière est vide. Des ondulations ouplis peuvent également autre prévus dans les parois de l'enveloppe, pour augmenter sa déformabilité. La déformation des barres de flexion reste dans le domaine élastique, de sorte que l'enveloppe extérieure présente une défor mobilité réversible suffisante pour que la chambre d'eau puisse fonctionner comme vase d'expansion pour l'installation de chauffage. Une plaque 74 forme une chicane disposée sous l'entrée des tubes 61 constituant la cheminée (fig. 13). Cette chicane oblige les gaz boGlds à revenir vers l'avant, comme indiqué à la fig. 13, avant de passer entre cette chicane et la paroi supérieure 62 de la chambre de combustion. La plaque 74 qui est posée sur des cornières latérales 75 peut aussi être tirée en avant, dans la position représentée à la fig. 14, pour augmenter le tirage naturel lors de la combustion de déchets. Ainsi selon la position de la plaque 74, on a deux régimes de tirage différents convenant, l'un au brdleur à huile,et l'autre à la combustion libre des déchets. REVENDICATIONS 1) Chaudière pour installation de chauffage central, comprenant une chambre de combustion intérieure et une enveloppe extérieure délimitant entre elles une chambre d'eau pour l'eau de cir cation du chauffage, caractérisée en ce que l'enveloppe extérieure est agencée pour présenter une déformabilité réversible élastique telle que cette chambre d'eau peut varier de volume et fonctionner comme vase d'expansion. 2) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe extérieure de forme parallèlipipédique comporte au moins une paroi de tôle déformable dont la partie centrale peut fléchir vers l'extérieur0 3) Chaudière selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que cette paroi est renforcée par au moins une lame de rappel élastique. 4) Chaudière selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que cette lame est incurvée de manière à donner à la paroi une forme creusée. 5) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comporte au moins un lien élastique bouclé. disposé autour d'une enveloppe déformable en tôle mince. 6) Chaudière selon les revendications 1 et 5, caractérisée en ce que ledit lien est un ressort bouclé de forme sinueuse. 7) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux parois opposées délimitant la chambre d'eau sont reliées l'une à l'autre par des moyens de rappel élastiques. 8) Chaudière selon les revendications 1 et 7, caractérisée en ce que ces moyens de rappel comportent une barre de flexion disposée dans l'espace compris entre les parois opposées et qui est accouplée à ces parois par le moyen de tirants répartis sur la lon gueur de la barre, 9) Chaudière selon les revendications 1, 7 et 8, caractérisée en ce que la barre de flexion est accouplée à deux parois opposées appartenant toutes deux à l'enveloppe extérieure. 10) Chaudière selon les revendications 1, 7 et 8, caractérisée en ce que la barre de flexion est accouplée à deux parois opposées appartenant,l'une à la chambre de combustion intérieure, et l'autre à l'enveloppe estérieureO 11) Chaudière selon la revendication 1, dans laquelle la chambre de combustion de forme générale parallèlipipédique comporte une cheminée d'évacuation des gaz brûlés constituée par un faisceau de tubes débouchant sur la partie arrière de la paroi supérieure de la chambre de combustion, caractérisée en ce que la chambre de combustion comporte une chicane disposée sous l'entrée des tubes et qui oblige les gaz brdlés à revenir vers l'avant de la chambre de combustion avant de passer entre cette chicane et la paroi supérieure de la chambre de combustion pour s'échapper par la cheminée0 12) Chaudière selon les revendications 1 et 11, caractérisée en ce que cette chicane est constituée par un volet mobile susceptible d'être tiré en avant dans la chambre de combustion, pour être amené dans une position inopérante0