Brevet FR2016537A1 — publié le 19700508

Ma présente invention concerne un chauffe-eau, notamment pour chaudière de chauffage. On connatt divers chauffe-eau pour chaudières de chauffage dont le contenu, par exemple de l'eau chaude de consommaS tion, est chauffée par transmission de chaleur à partir d'un agent de chauffage, par exemple de l'eau chaude qui entoure le chauffe-eau. En raison du pouvoir relativement faible de conduction thermique de l'eau, le transfert de chaleur à l'eau de la chaudière et par suite le chauffage de cette eau, né sont souvent pas satisfaisants car la conduction thermique par convection n'apporte pas une contribution importante en raison de la faible circulation négligeable de l'eau du chauffe-eaua La przsente invention crée un chauffe-eau dans lequel cet inconvénient est evite. Conformément à 11 invention, ce résultat est obtenu du fait que l'on prévoit des moyens pour mettre en rotation un fluide se trouvant dans le chauffe-eau. L'invention est décrite en détail dans ce qui suit à titre d'exemple à l'aide du dessin annexé. Les fig. 1 à 3 représentent schématiquement, en perspec tive, trois exemples de réalisation différents du chauffe-eau conforme à l'invention. La fig. 4 est une coupe à plus grande échelle d'une buse d'entrée de l'eau du chauffe eau. Suivant la fig. 1, un chauffe-eau i est constitué sous forme de cylindre circulaire comportant une enveloppe 3, une plaque de fond 5 et une plaque de dessus 7. Des tubulures de raccordement 9 et 11 sont disposées sur la plaque de des sus 7, la tubulure 9 servant à l'arrivée d'eau froide dans le chauffe-eau 1, tandis que la tubulure Il sert au prélève- ment d'eau chaude de consommation 17 sur le chauffe-eau 1. De la tubulure i, des conduits 13 mènent à un organe 15 par lequel l'eau froide entre dans l'intérieur du chauffe-eau. Suivant l'exemple de réalisation de la fig. 1, la tubulure de raccordement 9 ainsi que les conduits 13 qui y sont reliés, sont disposés le long d'un axe de rotation 14 à partir duquel les conduits 13 sont courbés radialement vers l'extérIeur à l'extrémité du chauffe-eau 1 placé à 11 opposé de la tubulure de raccordement 9, pour établir la communication avec l'organe 15. Le chauffe-eau 1 contenant l'eau chaude de consommation 17 est complètement immergé, sur la fig. 1, dans l'eau chaude 19. La fig. 2 montre un chauffe-eau 1 contenant l'eau chaude de consommation 17 dons l'enveloppe 3 et le fond 5 sont entourés par l'eau chaude 19, mais dont la surface de dessus porte une bride 23 qui sert, par exemple, à la fixation du chauffe-eau sur une chaudière de chauffage (non représentée). Dans cette forme de réalisation du chauffe-eau 1, la tubulure de racordement 9 et les conduits 13 se trouvant à l'intérieur du chauffe-eau 1 qui mènent à l'organe 15 ne sont pas disposés le long de l'axe de rotation mais le long de l'enveloppe 3. La tab@lure @@ raccordement 9 et les conduits 13 sont fixés à un @ouv@@@le 25 dit de révision, qui sert, par exemple, au contrôle @@ au nettoyage du chauffe-eau. La fig. 3 représente @@ chaffe-eau 1 qui est complétement entouré par l'eau chaude @ de façon analogue au chauffe-eau de la fig. Dans @@ chauffe-eau, la tubulure de raccordement 9 et les conduits 13 allant à l'organe 15, sont disposés de façon @@alogue l'exemple de réalisation de la fig. 2 le long de la paroi @@ Le chauffe-eau 1 de la fig. 3 présente, toutefois, une section ciroulaire qui est formée du fait qu'un tabe intérie@ 27 est disposé coaxialement à l'enveloppe 3 et agrandit la @urface du chauffe-eau 1 et qui permet l'arrivée d'eau de chauffage 19 et son passage par l'intérieur du tube 27 étant donné que le chauffe-eau 1 de la fig. 3 est complétement immergé, comme on l'a déjà menti@@ né. Le façonnement du chauffe-eau, selon l'invention se comprend aisément. Comme il ressort des fig. 1 à 3, l'arrivée d'eau fraîche s'effectue au-dessous du chauffe-eau et, en fait, tangentiellement au sens de rotation de la colonne d'eau, Lonque de l'eau chaude est prélevée sur le chauffe-eau 1, de l'eau froide passe par les conduits 13 et l'organe 15 et met la totalité du contenu du chauffe-eau en mouvement de rotation par sa vitesse de sortie. Comme le représente la fig. 4, la vitesse d'eau froide 21 qui sort peut encore être augmentée fortement du fait que l'organe 15 comporte à son embouchure un rétrécissement en forme de buse 16. Bar la-rotation du cylindre d'eau dans le chauffe-eau 1, la transmission de chaleur est intensifiée par la paroi 3 et, par suite, par l'eau de chauffage 19, à l'eau chaude de consommation 17, du fait que, par la circulation produite, il s'ajoute à la conduction thermique proprement dite encore la convexion qui produit une contribution importante au transport de la chaleur. Il y a lieu de sire tout particulièrement ressortir que la preasion régnant dans le réseau d'eau froide, peut être utilisée four mettre en rotation la totalité du cylindre d'eau se trouvant dans le chauffe-eau et intensifier fortement, de ce fait, l'échange thermique entre l'eau de chauffage 19 et l'eau de consommation 17. L'intensification de l'échange thermique est précisément proportionnelle t la quantité d'eau soutirée, c'est-à-dire, qu'elle est la plus forte lorsque ceci est le plus désirable au oint de vue thermique. Pour augmenter encore davanta e le mouvement de rotation du contenu du chauffe-eat, il serait naturellement possible de prévo-.r autour do l'axe de rotation des organes d'agitation montés pour pouvoir tourner auteur da l'axe de rotation sous la orme d'aubes qui peuvent être entraînés par le jet d'eau froide 2; entrant dans le chauffe-eau 1 ou au moyen d'un moteur. De plus, l'enveloppe 3 et, dans l'exemple de réalisation suivant la fi'. 3, le tube intérieur 27 également peuvent être ù:liiIS d'ailettes, ce que peut améliorer encore davantage l'échange thermique. Comme on peut le voir dans les fig. 1 à 3, le chauffe-eau selon S 'invention est constitué sous forme de cylindre vertical. mais il serait également possible de le constituer sous forme de cylindre horizontal, les tubulures de raccordement 9 et 11 ainsi Que les conduits d'arrivée 13 devant être adaptés de façon correspondante. le couvercle de révision 25 pourrait aussi être constitué plus grand dans le chauffe-eau 1 de la réalisation de la fig. 2 et porter encore la tubulure 11 en plus de la tubulure de raccordement 9. Pour améliorer davantage le mouvement de rotation de la colonne d'eau, il est sans plus possible de faire effectuer le prélèvement de l'eau, par exemple l'aspiration de l'eau, du chauffe-eau dans une direction tangentielle au sens de rotation de la colonne d'eau. De plus, l'arrivée d'eau froide peut se faire de diverses manières. En plus des possibilités illustrées aux fig. 1 å l'arrivée peut se faire d'en bas à travers la plaque de fond 5 ou depuis le c8té à travers la surface d'enveloppe 3, les conduits 13 pouvant entre passés par la chambre d'eau de chauffage (non représentée) ou directement le long des parois correspondantes du chauffe-eau 1. Le chauffe-eau peut présentér une section polygonale, ellitique ou circulaire mais il y a lieu, en général, de donner la préférence à cette dernière forme pour des motifs aérodynamiques et constructifs. Enfin, il serait également possible d'utiliser le présent principe sur un échangeur thermique dans lequel la chaleur sera transportée de l'intérieur du chauffe-eau à l'extérieur. Dans ce cas, avec un cylindre vertical, l'arrivée et l'entrée de l'eau chaude se ferait à l'extrémité- supérieure du cylindre, tandis qu'une sortie de l'eau froide devrait être prévue à l'ex- trémité inférieure de chauffe-eau car la densité augmente quand le refroidissement augmente et l'eau descend par conséquent par suite de l'accroissement de la gravité. Àu lieu de fluide liquide, on pourrait utiliser des fluides gazeux tant comme fluides extérieurs quégalement-comme fluides intérieurs. Le chauffe-eau conforme à l'invention est caractérisé par la simplicité de sa constitution, son bas prix de fabrication et une grande économie car la transmission de chaleur du fluide de chauffage au fluide de consommation peut être fortement accrue à l'aide de la pression régnant dans le réseau d'eau froide. R E V E N D I C A T I O N S i - Chauffe-eau notamment pour chaudière de chauffage com- portant un or~ane, par exemple, un tronçon de tube présentant une embouchure sortant dans la chambre de chauffe, qui assure l'entrée tangentielle du fluide qui arrive dans cette dernière pour mettre ce fluide en rotation, des conduits d'arrivée étant reliés à cet organe et servant à l'amenée de fluide à la cham- bre de chauffe, caractérisé en ce que les conduits d'amenée 13 s'étendent le long de l'axe de de rotation 14 du fluide 17 à travers la chambre de chauffe 1 et radialement vers l'extérieur jusqu'au raccord a l'organe 15 sur le côté de la chambre de chauffe i opposé à l'entrée dans celle-ci. 2 - Chauffe-eau suivant la revendication 19 caractérisé en ce que des organes agitateurs montes å rotation autour de l'axe de rotation 14, par exemple des aubes, peuvent être en traînés par le jet de fluide 21 entrant dans la chambre de chauffe ou à l'aide d'un moteur. 3 - Chauffe-eau suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la paroi de la chambre de chauffe comporte des ailettes pour augmenter l'échange thermique en. tre le fluide chaud 19 et le fluide de chauffage 17. 4 - Chauffe eau suivant la revendication 1s caractérisé en ce qu'un tube interieur 27, augmentant la surface de la chambre de chauffe 1, est disposé coaxialement dans cette der nière.