Brevet FR2081272A1 — publié le 19711203

Dans tous les générateurs à eau chaude, qu'il s'agisse d'eau surchauffée ou non, l'échange thermique se fait partie en rayonnement, partie en convection. L'échange par rayonnement est de beaucoup le plus important, puisqu'il met en jeu les 4èmes puissances des températures absolues entre les gaz de combustion et la paroi métallique - alors que l'échange en convection ne fait intervenir que la première puissance des différentes températures de la formule générale Q = ~ (T-t1) + (t1-t2) / + 2(t2 - t). e Entre gaz et métal on prend habituellement &alpha; i= 2 + 10 W (t étant la vitesse des gaz en /sec.) Entre liquide et métal, on aura Il y aurait donc un avantage évident à favoriser au maximum l'échan- ge par rayonnement, mais celui-ci quoique assurant un échange qui dépasse 150.000 c au m2, reste limité aux dimensions du foyer, qu'on doit maintenir dans des proportions convenables,d'une part pour ne pas construire des générateurs de trop grandes dimensions, et d'autre part pour ne pas trop accrottre la charge thermique au m2. De plus, les surfaces qui travaillent en convection demandent a être maintenues en parfait état de propreté, autrement la valeur du coéfficient OC baisse considérablement et la quantité de chaleur Q transmise également, alors qu'au contraire cette sujétion est inopérante pour les surfaces travaillant par rayonnement, la suie étant au contraire un corps qui se rapproche du corps noir parfait et absorbe la chaleur dans d'excellentes conditions. On parviendra à ce résultat si l'on pouvait augmenter la mètre de surface de chauffe exposé au rayonnement sans toucher pour autant aux dimensions du foyer. Pour celà, considérons un générateur de construction courante A, comprenant un foyer B cylindrique de révolution, et un faisceau tubulaire C. Le brûleur D se trouve à l'intérieur du foyer B, et les gaz de combustion sont évacues à la cheminée, à la sortie de la buse E. Supposons maintenant que l'on interpose dans le foyer B un faisceau tubulaire F en forme par exemple de cage d'écareuil - ce faisceau se composant de tubes réunis à des collecteurs à l'avant et à l'arrière Le collecteur arrière G est. relié à la tubulure de retour du circuit de chauffage par l'intermédiaire de la bride H ; le collecteur avant I est lui aussi relié au circuit de retour par l'intermédiaire de la bride Jo Entre les brides H et J se trouve un cloisonnement K. De cette façon le circuit de retour d'eau froide est obligé de traverser le faisceau F, avant de pénétrer dans la chaudière en L1 la sortie d'eau chaude se faisant en M. Le faisceau F se trouve ainsi parcourur par tout le débit de retour d'eau froide, à vitesse beaucoup plus élevée que ne le seront ensuite les autres z8nes du foyer, étant donné la section de passage plus réduite du faisceau. on est donc certain de la tenue de celui-ci au feu, la dilatation des tubes se faisant sans aucune contrainte. La surface exposée au rayonnement est donc accrue de celle du faisceau tubulaire qui, elle, peut être augmentée à la demande soit en augmentant la section des tubes, soit en augmentant leur nombre. La puissance de la chaudière en définitive va êtrespour un foyer donné, fonction du faisceau F et lton peut parfaitement concevoir des chaudières de même foyer, avec des réchauffeurs de capacités différentes, se traduisant en.définitive par des puissances thermiques échelonnées. Dans de tels générateurs, la transmission de chaleur par rayonnement deviendra de très loin prépondérante et l'on peut parfaitemebt envisager la suppression du faisceau échangeur tubulaire, la température résiduel~ le des gaz avant l'entrée dans le faisceau va baisser de façon tres importante, en sorte que le dépouillement par convection va devenir très faible et l'on pourra simplifierrà I'extrème le dernier parcours de gaz. Mais le dispositif du récupérateur comporte encore d'autres avantages 10/- On est certain, de toute manières et quelle que soit la position de la vanne mélangeuse, d'avoir une irrigation minima de la chaudière En effet, le récupérateur est toujours parcouru par le retour total du circuit0 Cet afflux d'eau froide à l'intérieur du foyern en abaissant la température, protège efficacement les parois de celuieoi. Il suffit pour que-ce résultat soit atteint que le branchement de la vanne mélangeuse (c8té retour) soit fait à la sortie du réchauffeur et non avant l'entrée de celui-ci, par exemple en Ne 20/ - Tout risque de corrosion est évité,puisque l'eau va titre portée à une température plus élevée par son passage à travers le réchauffeur, avant de pénétrer à nouveau dans la chaudière. 30/- Le récupérateur pouvant être rendu amovible à l'intérieur du foyer, on peut par suite, par changement de celui-là, procéder à une augmentation de puissance altérnée s'il y a lieu. 4 /- Le choc thermique à l'intérieur du foyer va être absorbé, tout au moins partiellement,par le faisceau du récupérateur, ce qui soulage d'autant les parois et l'on peut sans inconvénient accroftre la puissance dans le foyer. 50/- Enfin, la présence de ce faisceau tubulaire ne peut que sensibiliser le générateur aux variations de la charge thermique, et resserrer les limites maxi et mini de l'aquastat de réglage. En effet, si le récupérateur absorbe une partie de 11 énergie rayonnante, quand le hrAleur fonctionne, invérsement le brûleur étant arrêté, le faisceau tubulaire se comporte en refroidisseur et va provoquer un rayonnement froid vers le foyer. Tout ceci se traduisant par une sensibilité accrue de l'équipement de réglage. REVENDICATIONS 1 /- Elément récupérateur, disposé dans un foyer de chaudière, indépendant de celui-ci, capable de se comporter comme accumulateur de calories ou de frigories. 2 /- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le récupérateur est relié au circuit de retour de l'installation indépendamment de la liaison entre celui-ci et la chaudière. 30/- Dispositif selon-la reuendication 2, dans lequel le récupérateur est parcouru au préalable par le débit total du circuit de retour, avant que celui-qi ne pénètre dans la chaudière.