Brevet FR2012870A1 — publié le 19700327

r 2012870 La présente invention concerne une chaudière et un dispositif usuel distributeur d'eau chaude, chauffé par des gaz de combustion et comportant un mode spécial de refroidissement des gaz de la combustion, outre une répartition uniforme de 5 la chaleur. Puisque le mode de combustion employé dans les chaudières connues d'un/type semblable est basé sur le mouvement ascensionnel des gaz de la combustion dont la vitesse est une fonction croissante du diamètre et de la hauteur de leurs chemi-10 nées , l'arrivée de l'air et la sortie de l'anhydride carbonique ne sont pas obligatoirement réguliers. Par conséquent, il est très difficile, avec le mode de combustion habituel, de diriger la combustion et l'absorption de chaleur avec un rendement suffisant, si bien qu'une cheminée soigneusement étudiée est nécessai-15 re pour améliorer cet état de choses. Pour remédier à ces inconvénients, la demanderesse a inventé antérieurement une chaudière et un dispositif usuel fournissant de l'eau chaude chaufféepar les gaz de la combustion et comportant un mode de refroidissement spécial des gaz de la 20 combustion, outre une répartition uniforme de la chaleur. Cette invention est déjà protégée par le btevet des Etats-Unis d'Amérique n°3.358.651. Cependant, pour que , lorsqu'ils descendent à travers l'espace des gaz de chauffe, lesdits gaz de chauffe puissent 25 venir au contact des surfaces de l'ensemble absorbant la chaleur ainsi que de celles du cylindre intérieur, uniformément le long de chaque angle des deux surfaces, la pièce intérieure placée dans ledit ensemble absorbant la chaleur doit être placé plus près de la partie de la pièce absorbant la chaleur à proximité de 30 la sortie des gaz de la combustion, que de la partie de ladite pièce éloignée de ladite sortie. De plus, une plaque déflectrice appropriée doit être placée à proximité de l'élément de raccordement par convection et cela conduisait à un autre inconvénient donnant lieu à de grandes difficultés d'étude et de fabrication. 35 La présente invention a pour objet une chaudière et un dispositif usuel fournissant de l'eau chaude dans lequel les inconvénients affectant les dispositifs classiques distributeurs d'eau chaude sont éliminés, tandis qu'une pièce plane inté- 69 23748 2 2012870 rieure est incorporée à la place de la pièce cylindrique intérieu re, de manière à améliorer le refroidissement des gaz de la combustion et l'uniformité de la répartition de la chaleur par rapport à la technique antérieure, cet agencement conduisant à une 5 combustion efficace et à un échange amélioré de chaleur et, de plus, l'étude ainsi que la fabrication dudit appareil sont facilitées et plus simplifiées, outre l'absence de cheminée; une chaudière et un dispositif usuel fournissant de l'eau chaude comprenant une pièce plate intérieure absorbant la chaleur, inclinée à 10 l'intérieur d'un ensemble absorbant la chaleur, ce qui permet aux gaz de la combustion provenant du brûleur placé au bas de la cham bre de combustion de se déplacer de bas en haut le long du côté intérieur de la plaque absorbant la chaleur, ety ensuite, de descendre le long du côté extérieur de Ja plaque absorbant la chaleur 15 pour sortir par un sortie dés gaz de la combustion, diminuant ainsi la résistance à l'écoulement des gaz de la combustion sur tout leur parcours et facilitant ainsi une combustion en utilisant le refroidissement des gaz de la combustion pour réaliser, de plus , une répartition uniforme de la chaleur, si bien que la 20 çombustion et l'absorption de la «haleur sont améliorées et, de plus, l'étude et la fabrication desdits appareils sont facilitées une chaudière et un dispositif usuel fournissant de l'eau chaude comprenant plusieurs pièces intérieures verticales absorbant de la chaleur, dépassant vers l'intérieur de la partie intérieure de 25 la surface absorbant la chaleur du dispositif absorbant la chaleur, dans lesquels une pièce intérieure plate absorbant la chaleur est disposée obliquement, ladite pièce intérieure verticale absorbant la chaleur modifiant ainsi le courant ascendant ainsi que le courant descendant des gaz de chauffe pour augmenter le 30 rendement de la combustion en utilisant le refroidissement des gaz de la combustion et réalisant ainsi une répartition uniforme de la chaleur et conduisant en même temps à une augmentation remarquable de la surface absorbant la chaleur associée à une nouvelle augmentation du rendement de la combustion» 35 Aux dessinsyéi-annexés , la figure 1 représente une vue en coupe longitudi nale d'une chaudière selon l'invention, la figure 2 représente une coupe transversale le long de la ligne II-II de la figure 1, 69 23748 3 2-012870 la figure 3 représente une coupe longitudinale d'un dispositif fournissant de l'eau chaude selon la présente invention, la figure 4 est une coupe longitudinale d'un chauf-5 fe-eau instantané selon l'invention, Si l'on se reporte au dessin et plus spécialement aux figures 1 et 2, une pièce (cylindre extérieur) 4 absorbant la chaleur comportant une surface 2 supérieure absorbant la chaleur et une partie 3 intérieure absorbant la chaleur est placée à l'in-10 térieur d'un ensemble principal ou enveloppe d'une chaudière, la pièce 4 absorbant la chaleur ayant une forme concave. Une pièce intérieure plate 6 est disposée obliquement à l'intérieur de l'ensemble absorbant la chaleur, et un dbté de cette pièce délimite une chambre 15 semi-cylindrique pour les 15 gaz de chauffe, se rétrécissant progressivement vers le haut, et an espace 5 semi-cylindrique pour les gaz de chauffe s'élargissant au contraire progressivement vers le haut&e trouve de l'autre côté. Les gaz de chauffe montant au départ du brûleur passant par ladite chambre semi-cylindrique des gaz de chauffe descendent ensuite à 20 travers ledit espace semi-cylindrique pour les gaz de chauffe. Une pièce de passage ou conduite 7 pourl'eau de refroidissement se déplaçant par convection est reliée à une de ses extrémités à l'extrémité inférieure de ladite pièce plate 6 et à son autre extrémité à la partie inférieure de la partie intérieu-25 re 3 absorbant la chaleur de l'ensemble absorbant la chaleur. A proximité d'une partie de l'extrémité supérieure de ladite pièce de passage de l'eau se déplaçant par convection se trouve un organe 9 de raccordement par convection, qui est relié à un élément de la partie supérieure 2 de la surface absorbant la chaleur de 30 l'ensemble absorbant la chaleur. De plus, les diverses pièces 10, 10' intérieures verticales sont disposées le long de la surface intérieure de la partie 3 de la face intérieure absorbant la chaleur de l'ensemble absorbant de la chaleur, lesdites pièées intérieures verticales 35 10, 10' étant reliées à leur extrémité supérieure à la partie supérieure de ladite partie 3 intérieure absorbant la chaleur par un organe 11 de raccordement par convection, tandis qu'à son extrémité inférieure elle est raccordée au bas de ladite partie 3 69 23748 4 2012870 intérieure absorbant la chaleur par un organe de passage ou conduite 12 pour l'eau de refroidissement se déplaçant par convection. On a placé au bas de la face extérieure de la pièce principale ou enveloppe des tuyaux d'arrivée et de départ 5 d'eau, a travers lesquels de l'eau froide est introduite dans la pièce 6 plate intérieure et la pièce 10 intérieure verticale puis circule dans la pièce de passage (ou conduite) pour l'eau de refroidissement circulant par convection et ensuite passe à travers les organes 9 et 11 de raccordement par convection, pénètre 10 plus loin dans la pièce principale et cette eau refroidit la pièce 6 intérieure plate ainsi que la pièce intérieure verticale 10. Un brûleur approprié est placé à l'intérieur de la chambre 15 de combustion, au-dessous de la pièce plate intérieure et les gaz de chauffe provenant du dispositif de chauffage sont 15 amenés contre le côté intérieur de la plaque 13 absorbant la chaleur de l^frièce 6 intérieure plate, le côté extérieur de la plaque absorbant la chaleur de la pièce 10 intérieure verticale et la partie supérieure 2 de la surface absorbant la chaleur de la pièce 4 absorbant la chaleur, de manière à leur céder de la cha-20 leur. Une différence de température est la conséquence de l'absorption de la chaleur par lesdites plaques et, ensuite, les gaz de chauffe devenant plus froids et plus lourds pénètrent dans l'espace 5 semi-cylindrique pour les gaz de chauffe et des-25 cendent à travers ce dernier. Alors les gaz de chauffe descendent dans ledit espace 5, cédant de la chaleur à la face intérieure de la partie 3 absorbant la chaleur de la pièce 4 absorbant la chaleur, à la face extérieure de la partie de la surface absorbant de la chaleur de la pièce 10' verticale intérieure et à la face 30 extérieure de la plaque 14 absorbant la chaleur de la pièce 6 intérieure plate sur tout leur parcours à travers l'espace semi-cylindrique pour les gaz de chauffe et ensuite les gaz de chauffe sont rassemblés à proximité d'une sortie 8 du gaz chaud de façon à être évacués par une conduite de sortie 17 dans l'atmosphère en-35 vironnante. En même temps, alors que les gaz de chauffe s'élèvent dans la chambre des gaz de chauffe et descendent dans l'espace semi-cylindrique pour les gaz de chauffe, le courant de gaz 69 23748 5 2012870 est transformé en un courant régulier par les côtés intérieurs et extérieurs des plaques 13, 14 absorbant la chaleur de la pièce intérieure plate et la surface extérieure absorbant la chaleur des pièces intérieures verticales 10, 10' et on obtient ainsi 5 une répartition uniforme de la chaleur pour chaque surface absorir bant la chaleur ainsi qu'un rendement accru de 1* absorption de la chaleur par celles-ci. Puisque la partie supérieure de la pièce 6 plate intérieure est raccordée à la partie supérieure de la surface ab-10 sorbant la chaleur par un organe de raccordement par convection et que, de plus, le haut des pièces 10, 10* verticales intérieures est également raccordé à la face intérieure de la surface 3 absorbant la chaleur, l*eau chauffée par absorption de chaleur à l'intérieur de la pièce 6 intérieure plate et des pièces 10, 10* 15 intérieures verticales peut se déplacer rapidement de bas en haut sans aucune résistance, si bien que la convection de l'eau chaude dans la chaudière peut être considérablement améliorée. Comme dédrit ci-dessus, la pièce 4 absorbant la chaleur est placée dans la chambre 1, et la pièce 6 intérieure 20 plate est disposée obliquement et les diverses pièces 10, 10' intérieures verticales sont également placées de manière que la conduction de la chaleur et la convection uniformes vers le bas puissent être obtenues en introduisant de l'eau froide dans la pièce plate intérieure et les pièces verticales de façon à refroi-25 dir les gaz de chauffe et - par conséquent - la consommation de combustible est fortement réduite et on peut obtenir rapidement et facilement de l'eau chaude ou de la vapeur chaude à la température demandée. Cette eau ou cette vapeur chaudes peuvent être 30 fournies par un robinet d'eau ou de vapeur chaude 18 placé à la partie supérieure de la pièce principale 1. Sur la figure 1, la référence 19 désigne une porte de foyer incorporée pour établir une communication avec la chambre de combustion 15. 35 La pièce 6 intérieure plate et la pièce extérieu re cylindrique ou bien la pièce intérieure plate seule peuvent être constituées par des tubes parallèles. Dans ce cas, un tube de protection est placé sur la surface extérieure de la pièce in 69 23748 6 2012870 térieure plate de manière à améliorer le mouvement de la chaleur vers le bas, ou à le régler convenablement. La description ci-dessus se réfère principalement à une forme de réalisation de la présente invention appliquée à 5 une chaudière. Cependant, l'invention n'est pas limitée dans ses applications à une chaudière, mais au contraire peut être appliquée à tout dispositif fournissant de l'eau chaude, et constitue une amélioration considérable. Les dessins annexés, et en particulier la figure 10 3, représentent l'invention appliquée a une bouilloire comportant une embase 20, une poignée 21 et un couvercle 22. La figure 4 représente l'invention appliquée à un chauffe-eau instantané comprenant un brûleur 23 utilisant comme combustible du gaz ou du pétrole, un tuyau 24 d'arrivée du combustible, un robinet 25 d'ar-15 rivée d'eau, un dispositif d'allumage et un robinet 26 fournissant de l'eau chaude ainsi qu'un robinet 27 de réglage. Il est inutile de décrire plus en détail ces formes de réalisation parce que les principes concernant la combustion, la construction et les effets de celle-ci sont semblables à ceux de la chaudière décrite 20 ci-dessus en détail. Comme il apparaît clairement de la description qui précède des modes de réalisation de l'invention, ladite invention utilise de la manière la plus efficace le fait que la convection des gaz de chauffe à l'intérieur des chaudières peut être 25 très améliorée par absorption de chaleur, outre l'adoption d'un procédé unique en son*genre,la combustion des gaz par lequel leur chaleur est uniformément répartie, si bien que l'évacuation de l'anhydride carbonique et l'entrée de l'air nécessaire à la combustion effectués simultanément , permettent d'obtenir une combustion 30 complète et un rendement thermique élevé . Par conséquent, on peut obtenir rapidement de l'eau ou de la vapeur chaudes a la température choisie et la consommation de combustible peut par conséquent être considérablement réduite. 35 De plus, la présente invention conduit a une réa lisation très simple, si bien que la construction de l'appareil est simplifiée et que son nettoyage est facile. 69 23748 7 2012870 REVENDICATIONS 1. Chaudière et dispositif usuel fournissant de l'eau chaude, caractérisés en ce qu'ils comprennent une envelop- 5 pe orientée verticalement délimitant une partie creuse intérieure, un ensemble absorbant la chaleur ayant une forme concave surbaissée vers l'intérieur, placé a l'intérieur et à une certaine distance de ladite enveloppe et délimitant entre eux une région remplie de liquide, ladite région comportant une région extérieure 10 remplie de liquide autour dudit ensemble absorbant la chaleur, une pièce intérieure plate inclinée placée à l'intérieur duditèn- " semble absorbant la chaleur délimitant une chambre semi-cylindrique pour les gaz de chauffe, se rétrécissant progressivement vers le haut, entre la face inférieure de ladite pièce inclinée plate 15 et ladite pièce absorbant la chaleur et également une chambre semi-cylindrique pour les gaz de chauffe, s'élargissant progressivement vers le haut, entre la face supérieure de ladite pièce plate inclinée et ledit ensemble absorbant la chaleur, ladite pièce plate intérieure comportant à sa partie supérieure un orifice faisant com~ 20 muniquer ladite chambre semi-cylindrique pour les gaz de chauffe avec ledit espace semi-cylindrique pour les gaz de chauffe, ladite pièce intérieure plate comprenant une conduite établissant une communication avec ladite région remplie de liquide, des moyens techniques pour faire passer un liquide vaporisable dans ladite con-25 duite, des moyens techniques pour introduire un gaz de chauffe dans ladite chambre semi-cylindrique pour gaz de chauffe, à sa partie inférieure, et un dispositif de sortie des gaz de combustion communiquant avec ladite partie de la région extérieure remplie de liquide pour évacuer ledit gaz de chauffe de ladite partie extérieure 30 à sa partie inférieure. 2. Chaudière et dispositif usuel fournissant de l'eau chaude, selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils comprennent plusieurs pièces verticales intérieures placées a l'intérieur de l'ensemble absorbant la chaleur, lesdites pièces inté- 35 rieures plates et lesdites pièces intérieures verticales comportant des conduites établissant une communication avec ladite région remplie de liquide. 69 23748 8 2012870 3. Chaudière et dispositif usuel fournissant de l'eau chaude selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisés en ce qu'ils comprennent une pièce absorbant la chaleur constituée par des tubes. 4. Chaudière et dispositif courant fournissant de l'eau chaude, selon l'une des revendications 1 et 2, caracté-* risés en ce qu'ils comprennent une pièce plate intérieure constituée par des tubes.