Brevet FR2092599A1 — publié le 19720128

La présente invention est relative à un appareil antibruit 2 destiné à titre monté sur un appareil de chauffageOEn particulier , ce dispositif est prévu pour assurer le fonctionnement silencieux d'une chaudière fonctionnant par exemple au gaz ou au fuel. On sait qu'une chaudière de ce type comprend un brflleur dont la flamme produit des gaz chauds qui circulent entre les parois d'un échangeur thermique pour etre finalement évacués hors de 1' appareil par une cheminés ou autre conduit d'échappementOL'échan- geur peut être constitué par des tubes à l'intérieur desquels circule un liquide t ou bien encore par des nervures stil s'agit d'une chaudière à rayonnement direct dans l'air atmosphérique ambiants Les gaz brûles quittent la chaudière à travers un tube de refoulement qui débouche sur l'atmosphère extérieure, En pratique , on constate que certaines chaudières de chauffage produisent en fonctionnement o un bruit de niveau sonore élevé o ou même assourdissant da à des phénomènes de résonance 2 de pulsation de flamme , ou dlnndes stationnaires.Le plus souvent on rencontre ces problèmes sur les chaudières dans lesquelles le rendement a été poussé , et sur celles qui ont un rapport puissance calorifique/volume d'encombrement élevéOPour supprimer ce bruit t divers remèdes ont été proposés w mais ils ne sont pas toujours valables pour des raisons d'efficacité , de prix de revient s de rendement. La présente invention a pour but d'éviter tout inconvénient, en adaptant sur une chaudière un dispositif capable de rendre le fonctionnement silencieux s tout en permettant d'utiliser la chaudière à pleine puissance, Un dispositif selon l'invention s destiné par exemple à équiper une chaudière de chauffage s est caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un tronçon tubulaire qu'on intercale sur le trajet des gaz d'échappementOCe tronçon comporte 9 part un étranglement intérieur w d'autre part au moins un orifice d'admission d'air découpé dans sa paroi en aval de l'étranglement0 Le dispositif selon l'invention permet d'une part t par 1' intermédiaire de ses orifices d'admission d'air s de coupler 1' impédance acoustique de la chaudière au niveau de l'Schappement avec celle du milieu extérieurOOn déplace ae ce fait la fréquence propre du résonateur dtHelmoltz composé par l'ensemble de l'appa- reil t hors de la zone de forte densité spectrale d'énergie du bruit de combustionODe par ce procédé 9 les fluctuations de pression sont amorties et l'effet feedback du résonateur sur le processus de combustion est pratiquement supprimés Le dispositif selon l'invention consiste d'autre part 2 à créer une dépression au moyen d'un étranglement intérieur sur le trajet des gaz d'échappement t afin dty placer les orifices précédemment citésOCeux-ci deviennent ainsi le siège dune admission d'air,empSchant du même coup tout échappement des gaz brûlés. On comprend qu'un dispositif selon l'invention peut être réalisé sous la forme d'un tronçon tubulaire susceptible de s' adapter sans autre modification 9 entre orifice de sortie d'une chaudière et le conduit normalement prévu pour l'évacuation des gazCe dispositif statique ne nécessite aucun appoint d'énergie extérieure et peut être vendu indépendamment afin de supprimer le bruit et d'améliorer le fonctionnement d'une chaudière existant déjà. Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif t permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention0 Fig. 1 est une vue en coupe verticale montrant schématiquement l'ensemble d'une chaudière équipée d'un dispositif selon 1' invention0 Fig0 2 est une vue partielle correspondante montrant à grande échelle le détail du dispositif sEencieux selon l'inventionO Fig0 3 est une vue en perspective de ce dispositif. Fig0 4 en est une coupe axiale0 Fig0 5 et 6 sont des vues respectivement en perspective et en coupe axiale d'une variante possible, Fig. 7 montre une autre variante0 Fig. 8 et 9 représentent une variante comportant un étranglement suivi d'un divergent, Figo 10 montre une variante comportant un convergent suivi d1 un divergent, Fig. 11 est une variante analogue où le convergent est pro fil à la façon d'une tuyère, Fig0 12 et 13 représentent une variante formée d'un simple étranglement suivi d'une admission d'airs Fig0 14 illustre une variante de ce genre ou l'étranglement est profilé à la façon d'une tuyère. Fig0 15 est une coupe axiale du dispositif des fig0 12 et 13 , apresson montage sur-la chaudière0 Fig0 16 illustre une variante où les ouvertures d'admission d'air sont réparties sur un diaphragme divergent. Fig. 17 montre cette variante en fonctionnement0 Fig. 18 et 19 représentent une autre variante à simple étranglement0 Fig. 20 est une variante analogue où l'étranglement est profilé à la façon du convergent d'une tuyère, Fig. 21 est une vue en fonctionnement du dispositif des fig. 18 et l9n Fig. 22 représente une variante supplémentaire à encombrement axial réduit. Fig. 23 montre une variante supplémentaire. On a représenté sur la fig. 1 une chaudière à gaz ou à mazout qui comprend un système de britleur 1 projetant dans une chambre 2 l'air et le combustibleOLes gaz bilés et chauds traversent une série d'éléments échangeurs 3 destinés à transmettre la chaleur au milieu à chauffer : par exemple des tubes d'eau ou des ailettes. Au-dessus des éléments 3 les gaz chauds parviennent dans un collecteur 4 puis par une ouverture 5 du corps 6 de la chaudière ils sont évacués dans une tuyauterie ou conduit de fumée 7.Ce con- duit 7 débouche à l'atmosphère soit directement soit par l'intermédiaire d'une cheminée0 Pour supprimer les bruits djà décrits et susceptibles de se créer dans un tel système de chauffage on monte contre l'orifice 5 le dispositif 8 selon l'inventionCe dispositif est purement statique et son principe de fonctionnement basé sur des différences de pression interdit au niveau des orifices d'admission d'air tout échappement de gaz brtlésOL'air admis peut entre prélevé soit directement dans le milieu ambiant soit à distance par une conduite d'amenée éventuellement coaxiale au conduit d'échappementO Ce dispositif peut entre réalisé sous la forme de diverses variantes qu'on va maintenant décrire plus en détails Dans le cas des fig. 1 à 4 w le dispositif anti-bruit 8 comprend une collerette de base 9 utilisée pour le fixer sur le dos du corps 6 de la chaudière 9 au niveau de l'ouverture d'échap pement 50Cette collerette débouche sur une paroi convergente 10 dont la section rétrécie peut comporter ou non un prolongement cylindrique 11.Des nervures radiales 12 sont réparties autour du convergent 10 s les bords extérieurs 13 de ces nervures étant répartis sur une meme surface cylindrique pour permettre un emboitement direct du conduit d'échappement0 Des trous de fixation 14 peuvent Strie répartis sur la bride 9. Le fonctionnement est le suivant La bride 9 étant fixée sur le dos du corps 6 autour de l'ou- verture d'échappement 5 9 op emmanche la conduite d'échappement 7 partiellement sur le bord extérieur 13 des nervures 12 (fige 2)o Ainsi o entre l'extrémité amont de la canalisation 7 et la bride 9 est défini un interstice-périphérique d'admission d'air 150 En définitive s on voit que le convergent 10 permet de créer une dépression sur le trajet des gaz à la sortie de la chaudières tandis qu'à cet endroit on crée une admission d'air (flèches 16)o On constate que cette disposition permet de supprimer radicalement le bruit de fonctionnement0 Sur la variante 8a des fig. 5 et 6 s on prévoit à l'amont un convergent 17 profilé à la façon d'une tuyère.Ce convergent dé- bouche sur une paroi transversale plane 18 où des trous 19 sont répartis autour de l'ouverture rétrécie centrale 20.La plaque 18 se prolonge par un bord cylindrique 21o Comme précédemment s le dispositif est intercalé entre l'ou- verture 5 de la chaudière et la conduite d'échappement 70Le con- vergent 17 crée la dépression nécessaire t tandis que l'admission d'air a lieu à travers les trous 19. La variante 8b de la fig0 7 comporte * à la place du convers gent profilé 17 s un diaphragme d'étranglement 22 relié à la plaque 18 par un court manchon cylindrique 230Le diamètre intérieur 24 de ce manchon 23 est inférieur au diamètre 25 de l'ouverture 5 (fige 2).Ici f la dépression est donc créée par un simple étant glement 22 f 230 Sur les fig0 8 et 9 9 on a représenté une variante 8c où la plaque d'étranglement 22 débouche perun orifice central 26 (dont le diamètre 27 est inférieur au diamètre 25 de l'ouverture 5 ) dans un divergent 280A la base de ce divergent 28 sont percés des trous latéraux 29 pour l'admission d'air s trous qui sont proches de la plaque 220A son extrémité aval Z le divergent 28 se prolonge préférablement par un manchon cylindrique 30. Dans la variante 8d illustrée sur la fig. 10 1 un simple convergent 31 est intercalé entre la bride de fixation 9 et le di vergent 280Comme précédemment 2 les trous 29 équipent la paroi latérale du divergent 28 immédiatement en aval de la section rétrécie 320 La variante 8e de la fig. Il diffère de la précédente en ce que le convergent 31 a été remplacé par un convergent 33 profilé à la façon d'une tuyère. La variante 8f des fig. 12 t 13 et 15 comporte simplement une plaque d'étranglement 22 dont l'orifice central 26 débouche dans un manchon cylindrique 34 ayant un diamètre extérieur 35 égal au diamètre intérieur du conduit de fumées 70Les trous d'admission d'air 29 sont découpés dans la paroi du manchon 34 s immédiatement en aval de la plaque d'étranglement 220 Dans l'exemple 8 de la fig0 14 s on a remplacé le simple orifice d'étranglement 26 par un convergent 36 9 profilé à la façon d'une tuyère0 Fig. 16 et 17 montrent une variante 8h où 11 orifice central 26 de la plaque d'étranglement 22 est relié par un diaphragme divergent 37 à la base dtun manchon cylindrique 340Les trous d'ad- mission d'air 29 sont découpés dans la paroi tronconique du diaphragme 37. La variante 81 des fig0 18 , 19 et 21 comprend une simple plaque 22 munie en son centre d'une ouverture d'étranglement 26 et surmontée sur un côté s par des nervures périphériques 38 s orientées parallèlemnnt à l'axe d'écoulement,On voit sur la fig. 21 qu'il suffit d'emmancher partiellement la conduite dtévacua- tion 7 sur les nervures 38 pour définir à la base du dispositif w un interstice d'admission d'air (flèches 39) situé immédiatement en aval de la plaque dtétranglement 220 Dans la variante 8k de la fige 20 s on a profilé à la fa çon d'une tuyère , les parois du convergent 40 qui définit l'étranglement au centre de la plaque 22. Dans la variante da la fig0 22 o la plaque d'étranglement 22 est réalisée d'une pièce avec la paroi du fond du corps 60L' admission d'air s'effectue par une dépression 41 qui entoure la base des nervures 38 sur lesquelles est emmanchée en partie la conduite de fumée 7.Cette disposition correspond à un encombrement extrSmement réduit0 La fig. ?3 représente une autre variante 8m ob un bottier cylindrique 42 est prévu pour stembotter dur un manchon 43 dépassant du corps 6 de la chaudière autour de l'ouverture de sortie 50 l'avant 9 le bottier 42 est prolongé par un manchon cylindrique 44 ayant le même diamètre extérieur que le manchon 43 9 pour recevoir la conduite d'évacuation 70Les trous d'admission d'air 29 sont percés dans la paroi latérale du bottier 42. Dans tous les cas on voit que le dispositif 8 selon lt invention peut équiper par exemple une chaudière à gaz ou à mat zout d'un type quelconqueOLa plupart du temps fi ce dispositif 8 peut titre réalisé sous la forme d'un objet indépendant qu'on peut vendre séparément et adapter après coup sur une chaudière existant déjàO REVENDICATIONS - 1 - Dispositif antibruit destiné à empêcher la formation et l'entretien des bruits dus aux résonances, pulsations de flamme et ondes stationnaires dans les chaudières et appareils de chauffage caractérisé en ce. qutil se présente sous la forme d'un tronçon tubulaire placé immédiatement d sortie de la chaudière avant le tuyau de fumée. 2 - Dispositif antibruit suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le tronçon tubulaire comporte dlune part, un diaphragme créant une zone dépressionnaire en s-on aval sur le trajet des gaz, et d'autre part, dans la paroi extérieure du tronçon et dans une section droite située immédiatement en aval du diaphragme et correspondant à la zone dépressionnaire un ou plusieurs orifices de communication acoustique entre le milieu ambiant et le circuit des gaz chauds. 3 - Dispositif antibruit suivant la revendication 2 qui pour avoir uné efficacité sélective et maximum est caractérisé en ce qu'il est placé en un point acoustiquement adéquat de la paroi de la chaudière équipée alors en ce meme point d'un conduit de fumée secondaire.. 4 - Dispositif antibruit suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'il se présente soit sous la forme d'un appareil indépendant susceptible de s'adapter entre un orifice de sortie des fumées d'une chaudière et un conduit d'évacuation des gaz soit comme partie intégrante partielle ou complète de la chaudière ou du conduit de fumée. 5 - Dispositif antibruit suivant les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il peut comporter à la suite les uns des autres ou à côté les uns des autres ou simultanément à la suite et à coté les uns des autres plusieurs dispositifs élémentaires identiques ou différents.