Brevet FR2167669A1 — publié le 19730824

La présente invention concerne une chaudière à gaz qui comporte une chemise d'eau en forme de caisson entourant une cheminée à gaz de chauffage verticale traversée par des tubes de chauffage a'étendant à peu près horizontalement et parallèlement aux parties antérieures et postérieures de la chemise d'eau et qui sont raccordés aux deux parties latérales de la chemise d'eau de façon à conduire 11 eau. Des chaudières à gaz de ce genre sont connues. le bradeur à gaz, du type bradeur Bunsen, est disposé à l'extrémité inférieure de la cheminée à gaz de chauffage de section rectangulaire. les gaz de combustion, s'élevant à l'intérieur de la cheminée à gaz de chauffage et quittant celle-ci à l'extrémité supérieure, passent à travers le registre de tubes de chauffage, dont les tubes inférieurs sont évidemment chauffés le plus fortement et ne présentent pour cette raison pas d'ailettes exposées aux dangers de l'oxydation et du brayage. les tubes de registre placés plus haut peuvent être des tubes à ailettes. Afin. de favoriser la circulation de l'eau de la chaudière dans les tubes de registre par l'effet connu de thermosiphon, les tubes de registre sont légèrement inclinés par rapport à l'horizontale.Conformément à la pratique connue dans des installations de chauffage à pompe, dans lesquelles il est usuel de maintenir faible le volume d'eau des radiateurs, tuyaux, etc., afin que l'inertie du système de chauffage soit aussi biaqpobIe et que l'on puisse utiliser des commandes thermostatiques le plus avantageusement possible, on a également déjà réalisé la chemise d'eau de la cheminée à gaz de chauffage sous une largeur intérieure réduite dans les zones où ceci est possible sans causer de gène, par exemple dans la partie située en dessous des entrées de tubes du registre de tubes de chauffage, pour que le volume d'eau de la chemise d'eau ne devie ne pas inutilement grand. Pour des raisons de la technique de l'écoulement d'eau, la tubulure de départ de la chaudière à gaz est placée à l'extrémité supérieure de la chemise d'eau de la cheminée à gaz de chauffage et la tubulure de retour doit alors normalement se trouver à l'extrémité inférieure de la chemise d'eau et être disposée le plus possible sur la diagonale par rapport à la tubulure de départ, afin que la chaudière soit suffisamment traversée par 1'eu. Cet emplacement des tubulures, impliqué par le fonctionnement, crée des complications et difficultés importantes pour loger les divers organes et groupes de montage pour la chaudière, tels que pompe, vannes et analogues sur la chaudière et dans son enveloppe de revêtement de façon à être facilement manoeuvrables et accessibles pour l'entretien, en ne nécessitant également qu'une faible dépense de montage. En partant d'une chaudière à gaz du type précité, l'invention constitue la chaudière de façon que pratiquement toute la robinetterie et tous les accessoires soient facilement accessibles et qu'ils puissent également être placés avantageusement du point de vue technique sur le devant de la chaudière, c'est-àdire, sur le devant de la chemise d'eau en forme de caisson, entourant la cheminée à gaz de chauffage et, en outre, que des tubes fortement chargés transmettent si bien leur chaleur à l'eau qu'ils ne s'oxydent ou ne brayent pas.De plus, la chaudière doit Autre équipée, aous une forme de construction aussi peu encombrante que possible en meme temps d'un réservoir à eau chaude de consommation et des dispositifs de détente nécessaires pour des installations collectives de chauffage central à eau chaude. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu en premier lieu du fait que la tubulure de départ et la tubulure de retour de la chemise d'eau sont disposées dans la zone des deux coins supérieurs de la-partie antérieure de la chemise d'eau et qu'il est prévu à l'intérieur de cette dernière sur la tubulure de retour des garnitures qui conduisent l'eau de retour entrant dans la chemise d'eau par la tubulure de retour, vers la partie latérale de la chemise d'eau adiadente à la tubulure de retour, et vers l'arrière et le bas en direction des extrémités d'entrée des tubes de chauffage. La disposition prémentionnée des tubulures, notamment de celle de retour, permet de disposer maintenant la robinetterie et les groupes nécessaires, comme la pompe de circulation, la vanne mélangeuse, la vanne d'inversion et les organes analogues sur la face de devant bien accessible de la chaudière avec une très faible dépense constructive et de montage. le montage de la tubulure de retour sur la partie supérieure apporte de plus l'avan- tage que beaucoup de place et de hauteur sont disponibles pour amener la tubulure de retour sur la partie antérieure de la chaudière le plus loin possible vers le bas souS forme de cul de sac ou de boucle, ce qui constitue une précaution par laquelle on empoche de façon stre la circulation à un seul tube par le retour, loreque la vanne mélangeuse n'est pas en service, pendant le fono tionnement d'étd de la chaudière.Il ne serait pas possible d'empocher cette circulation indésirable à un seul tube, si la tubulure de retour était disposée en bas du fait qu'il n'est alors pas possible de prévoir une réalisation en cul de sac tirée vers le bas et assurant une différence en hauteur suffisante. les garnitures qui, à l'intérieur de la chemise d'eau, font suite à la tubulure de retour, situéeen haut, empêchent un court-circuita- ge de l'écoulement entre le courant d'aller et le courant de retour, ce qui serait particulièrement indésirable, et conduisait l'eau de retour, qui arrive, plutôt le plus loin possible de la face avant vers l'arrière et vers le bas aux ouvertures d'entrée des tubes de chauffage, c'est-à-dire, dans la partie latérale de la chemise d'eau dans laquelle débouche le courant de retour, de eorte que tous les tubes de chauffage, également les tubes les plus bas et chargés le plus fortement, sont parcourus par l'eau à une vitesse telle que cette eau ne peut pas produire des bruits d'ébullition et de cognement. le cas échéant les garnitures intérieures peuvent étre cons tituées par un prolongement tubulaire de la tubulure de retour dans la chemise d'eau ou de préférence par une chicane de guidage cintrée et conformée à partir d'une t81e. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse de la chaudière prévoit que la chemise d'eau, ainsi que les tubes de chauffage partiellement ou entièrement munis d'ailettes, comportent un revêtement de zinc. Ce revêtement de zinc, qui peut être obtenu en plongeant la chemise d'eau complète avec les tubes soudés sur elle et munis ou non d'ailettes dans un bain de fusion, assure, d'une part, une protection contre la corrosion pour les parties de la chaudière au contact des gaz de fumée et, d'autre part, surtout une parfaite et très bonne transmission de chaleur des ailettes au tube refroidi par l'eau, en raison du coëfficient de transmission de chaleur plus élevé du revêtement par rapport à celui de l'acier. En conséquence, il est possible d'augmenter la surface des ailettes, ce qui contribue à augmenter sensiblement le rendement de la chaleur sans le changer que les ailettes inférieures, notamment exposées au courant des gaz de fumée et aux flammes de gas, se corrodent ou se consumment. Un exemple de réalisation de la chaudière suivant l'invention est représenté, à titre non limitatif, aux dessins annexés et décrit un détail ci-après. la fig. 1 est une représentation schématique de la chaudière avec ses différents conduits. La fig. 2 montre en perspective, partiellement arrachée, la partie chaudière proprement dite de la fig. 1. La chaudière comprend une chemise d'eau 1 en forme de caisson entourant une cheminée à gaz de chauffage verticale 2. Dans cette dernière sont disposés des tubes de chauffage 3 s'étendant transversalement et égarement inclinés par rapport à l'horizontale qui sont raccordés en conduisant de l'eau aux deux parties latérales de la chemise d'eau i. En-dessous de la cheminée à gaz de chauffage sont montées les rampes d'un brûleur à gaz 4 dont la robinetterie nécessaire et associée 5 est disposée sur la face de devant de la chemise d'eau.Oelle-ci et les tubes de chauffage, raccordés par soudage, dont les tubes supérieurs sont munis d'ailettes et les tubes les plus bas particulièrement exposés peuvent être exempts d'ailettes, sont revêtus d'une couche de zinc obtenue par immersion de la chemise d'eau ensemble avec les tubes dans un bain de fusion, ce qui augmente sensiblement la possibilité de transmission de chaleur notamment entre les ailettes et les tubes. Dans l'angle supérieur de droite de la partie antérieure 6 de la chemise d'eau est monté la tubulure de départ 7 de la chaudière. A la tubulure de départ est en même temps raccordée une vanne mélangeuse 8 de construction connue qui est ainsi placée bien accessible sur le devant de la chaudière. le manchon de retour 9 de la chaudière est également disposé sur la partie antérieure 6 de la chemise d'eau, à savoir dans le coin supérieur de gauche.Par conséquent, il est possible de disposer et de monter également bien accessible sur le devant de la chaudière aussi d'autres organes de cette chaudière comme par exemple, une pompe de circulation 10 se trouvant dans le circuit de retour et une vanne à trois voies 11 qui va encore être décrite. Le conduit de liaison 12 allant du circuit de retour à la vanne mélangeuse 8, peut également être réalisé en lui faisant suivre un trajet court et commode. Etant donné que la tubulure de retour est disposée à l'extrémité supérieure de la chemise d'eau, toute la hauteur de celle-ci reste encore disponible pour descendre la tubulure de retour suffisamment bas sous forme de cul de sac ou de boucle afin d'éviter une circulation par un seul tube dans le conduit de chauffage de retour 13, avant que celui-ci monte, de façon analogue au départ 14, vers l'installation de chauffage central. Des garnitures faisant suite à la tubulure de retour 9 sont disposées à l'intérieur de la chemise d'eau.Dans la partie antérieure 6 de cette dernière est en effet montée une chicane de guidage 15 (fig. 2) qui sépare de l'espace intérieur de la partie antérieure 6 de la chemise d'eau un espace d'angle dans lequel débouche la tubulure de retour. De cette manière, l'en- trée de la tubulure de retour est isolée par rapport à l'entrée de la tubulure de départ et un courant de court-circuitage est supprimé entre le courant d'aller et celui du retour dans la partie antérieure 6 de la chemise d'eau de la chaudière. En dessous de l'entrée de la tubulure de retour il est rapporté à la chicane de guidage 15 un prolongement horizontal 16 qui fait saillie dans la partie latérale 17 de la chemise d'eau adjacente à la tubulure de retour 9.Par ce prolongement 16 l'eau de retour dans la partie latérale 17 de la chemise d'eau est guidée vers l'arrière, d'où seulement elle peut continuer à s'édouler vers le bas. En conséquence, l'eau de retour est pratiquement guidée jusqu'à l'angle inférieur de la chemise d'eau situé diagonalement en face de la tubulure de départ et aux extrémités d'entrée des tubes de chauffage, ce qui permet d'obtenir et d'assurer une circulation intensive à travers tout l'espace à eau de la chemise d'eau ainsi que dans tous les tubes de chauffage. Comme il a déjà été mentionné,une caractéristique et un avantage de la chaudière obtenus par la disposition des tubulures décrites consistent en ce que le dispositif de pompage et de mélange, relié aux tubulures de départ et de retour, est entièrement monté sur le devant de la chaudière et peut être disposé sur celui-ci de façon commode et simple. Par cette mesure on obtient que la chaudière peut prendre des dimensions très étroites et un encombrement très réduit en permettant malgré cela un service et un entretien faciles de la robinetterie et des groupes associés et le cas échéant un remplacement facile de ces organes. il est encore à noter que suivant un développement avantageux de la chaudière en vue d'une production simultanée d'eau de consommation, il est disposé dessous de la chemise d'eau 1 un réservoir d'eau chaude 18 qui est raccordé aux tubulures de dé part et de retour de la chemise d'eau par l'intermédiaire du dispositif de pompage et de mélange et du dispositif d'inversion 11 déjà cité. La disposition du réservoir en dessous de la partie chaudière proprement dite présente l'avantage d'un faible besoin en surface de montage de la chaudière. Suivant les nécessités en chaleur, le transport de l'eau de chaudière par la pompe 10 est branché soit sur le circuit de chauffage central, soit sur le circuit de chauffage du réservoir au moyen du dispositif d'inversion 11 réalisé sous forme de vanne à trois voies.Celleci peut également être disposée et montée de façon simple et facilement accessible sur le devant de la chaudière en raison de la disposition particuliére des tubulures qui vient d'être décrite. Une autre forme de réalisation particulièrement avantageuse consiste dans le fait qu'il est disposé sur la face arrière de la chemise d'eau 1 un récipient d'expusion clos 19 qui est raccordé à la chemise d'eau. La disposition du récipient d'expansion derrière le corps de la chaudière et dans le revttement de chaudière étroit constitue au point de vue constructif un endroit particulièrement favorable et n'est possible que parce que toute la robinetterie se trouve sur le devant du corps de chaudière, comme il a déjà été décrit. l'incorporation du récipient d'expansion dans la chaudière présente l'avantage que le raccordement de la chaudière à l'installation de chauffage central est plus simple et moins onéreux et qu'en raison de la suppression d'un récipient d'expansion habituellement monté séparement en dessous de la toiture, les frais de montage de l'installation du chaufffage central se trouvent diminués. REVENDICA,TIO 1 - Chaudière de chauffage à gaz qui comporte une chemise d'eau en forme de caisson entourant une cheminée à gaz de chauffage verticale traversée par des tubes de chauffage s'étendant à peu près horizontalement et parallèlement aux parties antérieures et postérieures de la chemise d'eau et qui sont raccordés aux deux parties latérales de la chemise -d'eau de façon à conduire l'eau, caractérisée en ce que la tubulure de départ 7 et la tubulure de retour 9 de la chemise d'eau 1 sont disposées dans la zone des deux coins supérieurs de la partie antérieure 6 de la chemise d'eau et qu'il eet prévu à l'intérieur de cette dernière sur la tubulure de retour des garnitures qui conduisent l'eau de retour, entrant dans la chemise d'eau par la tubulure de retour, vers la partie latérale 17 de la chemise d'eau adja- cents à la tubulure de retour, et vers l'arrière et le bas en direction des extrémités d'entrée des tubes de chauffage.3. 2 - Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que dans la zone du manchon de retour 9 il est séparé par une chicane de guidage t5 de l'espace intérieur de la chemise d'eau antérieure 6, un espace d'angle protégé par rapport à l'entrée de la tubulure de départ 7 et dans lequel débouche la tubulure de retour, la chicane de guidage présentant en-dessous de l'entrée de la tubulure de retour un prolongement horizontal 16 faisant saillie dans la partie latérale adjacente 17 de la chemise d'eau. 3 - Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la chemise d'eau ainsi que les tubes de chauffage munis entièrement ou partiellement d'ailettes comportent un revêtement de zinc rapporté au feu. 4 - Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de pompage et de mélange 10,8 relié aux tubulures de départ et de retour, est entièrement disposé sur le devant de la chemise d'eau. 5 - Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est disposé en-dessous de la chemise d'eau, à l'extrémi- té inférieure de laquelle se trouve le brûleur à gaz, un réservoir d'eau chaude de consommation 18 qui est raccordé aux tubulures de départ et de retbr- de la chemise d'eau par l'intermédiaire du di-posSi! de pompage Bt de mélange et d'un dispositif d'inversion 11. 6 - Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en qu'un récipient d'expansion clos 19 raccordé à la chemise d'eau, est disposé sur la face arrière de cette dernière.