Brevet FR2000217A1 — publié le 19690829

La présente invention se rapporte à une chaudière pour le chauffage de 11 eau, chaudière particulièrement mais non exclusivement destinée à être utilisée dans les installations de chauffage domestique et de chauffage des bâtiments en général; cette chaudière du type à thermosiphon assure Le chauffage de liteau circulant en circuit fermé entre elle et plusieurs éléments rayonnant de la chaleur ou radiateurs disposés dans les locaux & chauffer. Plus particulièrement la chaudière servant au chauffage de L'eau conformément à lI invention comprend comme connu en soi plusieurs éléments égaux juxtaposés les uns aux autres et formant chacun une chambre de configuration coapLoxe dans laquelle l'eau à chauffer circule et dont les parois extérieures formant d'un élément à l'autre des passages pour les produits de combustion sont soumises à l'action des flammes et des produits de la combustion d'un combustible, de préférence gazeux. L'invention a également pour objet les éléments constitutifs d'une telle chaudière, le nombre de ces éléments assemblés étant proportionné à la puissance requise pour le fonctionnement de l'installation de chauffage considérée,et les chaudières établies avec ces éléments présentent des avantages par rapport aux chaudières à éléments connues en ce qui concerne notamment le rendement thermique à savoir, la capacité d'absorber et de transmettre à l'eau la plus grande proportion possible de lténer- gie thermique produite par la combustion sans par ailleurs gêner l'écouLement régulier et 11 évacuation normale à l'extérieur des produits gazeux de la combustion. D'une manière plus précise,la chaudière conforme à l'invention est constituée par plusieurs éléments verticaux pergLleles , juxtaposés > dont chacun forme un corps creux aplati allongé verticalement et dont les parois opposées principales faisant face aux éléments adjacents juxtaposés présentent des sections droites horizontales à profil ondulé d'une manière de plus en plus accentuée lorsquton considere ces sections droites à des niveaux croissants de manière à former entre les éléments adjacents des intervalles de section transversale décroissante de bas en haut et dans lesquels les gaz de la combustion sont obligés de s'écouler en partie dans le sens transversal.En outre, les surfaces extérieures des dites parois principales présentent des nervures à peu près horizontales à des niveaux alternant d'une paroi à 11 autre. Ainsi les gaz de combustion suivent un parcours également sinueux dans leur mouvement de bas en haut. Ces avantages et caractéristiques des éléments des chaudières perfectionnées conformes à l'invention et de ces chaudières elles-mêmes apparaîtront avec d'autres à la lecture de la description détaillée suivante se référant aux dessins annexés représentant à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de cette invention. Sur ces dessins: La fig. 1 montre un élément de chaudière représenté en coupe verticale suivant la ligne I-I de la fig. 2 La fig. 2 est une coupe verticale du même élément dans son plan de symétrie principal indiqué par II-II de la fig. 1 Loefigs.3 et 4 sont à plus grande échelle des coupes horiaantales transversales d'un élément et de l'élément voisin identique, les plans de coupe étant indiqués par III-III et IV-IV respectivement sur les figs. 1 et 2. La fig. 5 représente l'élément de la fig. 2 en vue latérale pour montrer 1' allure du parcours des gaz de combustion avec leurs changements de direction transversaux dans la chaudière. La fig. 6 montre une chambre constituée par l'assemblage de deux éléments juxtaposés en coupe suivant le plan vertical longitudinal médian de la chaudière elle-même comme indiqué en VI-VI sur la fig. 5, cette fig. 6 faisant apparattre le parcours sinueux des gaz de combustion dans le sens de la hauteur de la chaudière. Bien entendu le nombre réel des éléments d'une chaudière est choisi d'après les besoins. Comme représenté aux figs. 1 et 4,chaque élément individuel de la chaudière perfectionnée suivant l'invention forme un corps creux aplati de configuration assez complexe. Uh tel élément est établi à la manière habituelle de préférence par coulée de fonte ou éventuellement à partir de tôle de fer épaisse ou de tôle d'acier estampée et soudée. L'élément de chaudière présente à son extrémité inférieure une tubulure lO solidaire d'un prolongement latéral creux lL de la chambre intérieurede l'élément et à son extrémité supérieure une autre tubulure 12 s'ouvrant dans cette chambre ; ces tubulures sont utilisées suivant une disposition connue pour former les raccords d'entrée et de sortie de l'eau dans la chaudière.Cette dernière est formée en disposant côte à cote et en réunissant plusieurs c~-^ments dont les tubulures correspondantes sont coatales el communiquent en formant les raccords étanches à l'eau qui, pour passer des tubulures inférieures 10 aux tubulures supérieures parcourt de bas en haut l'intnrieur des éléments,envahissant les chambres 13 s'ouvrant dans les raccords supérieurs en 12.A la partie inférieure de l'élément,entre le prolongement creux 1 et un prolongement 14 descendant sur une moindre hauteur du côté opposées trouve l'emplacement habituel 15 servant au logement d'un brûleur 16(figs. 5 et 6) de type connu d'où les flammes et les produits de combustion remontent entre les éléments adjacents comme indiqué par exemple par les flèches de la fig. 6 sans pouvoir sortIr latéralement en raison de la continuité des parois latérales 17,18(figs. 2 à 4) fermant les chambres 13 des différents éléments juxtaposés, Ces parois latérales sont intérieurement baignées par l'eau, ce qui réduit au minimum la dissipation de chaleur et par conséquent la nécessité de protéger ltenveloppe ou bâti extérieur de la chaudière, non représenté,contre le contact direct avec les flammes et les gaz de combustion qui présentent notoirement à la mise en marche une température très élevée. Comme on le voit en particulier sur les figs. 1, 3 et 4,les parois ou surfaces principales des chambres 13 présentent des ondulations 19 et 20 d'amplitude progressivement croissante depuis le bas de la chaudière jusquTà son extrémité supérieure. Par conséquent entre deux éléments successifs il se forme un intervalle 21(fig. 6) de section proXressivement décroissante de manière que les gaz de combustion montent dans ces intervalles à une vitesse à peu près constante en raison de la contraction progressive du volume de ces produits gazeux dus à leur refroidissement progressif par abandon de chaleur à ces parois et par conséquent à l'eau contenue dans les chambres 13. En raison de la présence des tubulures supérieures 12 l'intervalle 21 se subdivise en deux intervalles latéraux 21'(fig. 3) à son extrémité supérieure, Comme indiqué par de petites flèches sur la fig. 5, les produits de combustion sont obligés de s'infléchir dans le sens latéral en parcourant ainsi des trajets sinueux pour passer par-dessus Les ondulations 19 et 20. De plus, les parois principales des chambres portent extérieurement des ailettes horizontales 22 et 23 disposées à des niveaux échelonnés alternés d'une surface à l'autre de la même chambre. Par conséquent 1comme on le voit en fig. 6,les produits de combustion sont obligés de parcourir des trajets sinueux également dans le sens vertical. Ces caractéristiques géométriques des parois principales des chambres 13 ménagées dans les éléments ne déterminent pas seulement de grandes surfaces d'échange thermique,mais encore une allure favorable pour le courant des produits gazeux de la combustion, allure impliquant plusieurs changements de direction successifs et des phénomènes de turbulence tout en formant des passages dont la section droite est assez grande pour empêcher les occlusions et étranglements favorisant le dépôt progressif de suies et de condensats solides. Ainsi les chaudières constituées par les éléments décrits ci-dessus sont d'un fonctionnement sar même après une longue période d'usage tout en ne demandant un nettoyage qu'à de longs intervalles. En dépit de la largeur des passages qui leur sont offerts, les courants gazeux s'écoulent à une vitesse réduite en baignant parfaitement les parois des chambres pleines d'eau ce qui assure les conditions Zs plus favorables pour transmettre à 11 eau la pLus grande partie de leur énergie thermique. Les divers éléments de la chaudière sont nliés entre eux de manière connue au moyen de tirants métalliques non représentés. REVENDICATIONS 1.Chafldière destinée en particulier aux installations de chauffage à circulation d'eau par thermosiphon et formée par la juxtaposition d'éléments métalliques creux formant des chambres allongées transversalement, comportant des tubulures d'entrée et de sortie de l'eau et dont les parois transversales définissent entre éléments voisins des intervalles se rétrécissant vers le haut pour le passage des gaz de combustion de bas en haut , ces parois présentant des chicanes horizontales et verticales. 2.Chaudière suivant la revendication 1 où les tubulures d'entrée et de sortie de l'eau disposées perpendiculairement aux parois transversales des différents éléments sont raccordées l'une à l'autre pour former un conduit commun d'amenée et un conduit commun d'évacuation. 3 Chaudière suivant la revendication 1 ou 2 présentant à sa partie inférieure le logement du brtleur, ce Logement s' étendant entre les prolongements dirigés vers Le bas des extrémités latérales des chambres ménagées dans les différents éléments. 4 Chaudière suivant la revendication 2 ou 3 où les tubulures de sortie de l'eau sont disposées au voisinage du milieu de la face supérieure de l'élément correspondant ~ 5 Chaudière suivant la revendication 3 ou 4 où la tubulure d'entrée de l'eau s'ouvre dans le prolongement inférieur Le plus long de ltélément correspondant. 6 Chaudière suivant la revendication 3, 4 ou 5 où les produits de combustion sortent de la chaudière par le haut des intervalles servant à leur passage de part et d'autre des tubulures de sortie de l'eau raccordées pour servir de conduit commun, 7 Chaudière suivant la revendication 1 où les parois latérales des différents éléments forment une paroi continue qui empêche La flamme et les produits de la combustion de sortir des intervalles entre les dits éléments 8 Chaudière suivant la revendication l où les parois transversales des éléments présentent des cannelures variant progressivement de profondeur 9 Chaudière suivant la revendication 1 où les parois transversales des éléments portent des ailettes horizontales disposées avantageusement à desniveaux alternés sur les parois opposées de chaque intervalle de manière à former des chicanes dans cet intervalle. lO0Chaudière perfectionnée pour installation de chauffage constituée par des éléments définis par l'une quelconque des revendications précédentes