Brevet FR2199099A1 — publié le 19740405

La présente invention se rapporte à une chaudière pour installations de chauffage central pour combustible liquide ou gazeux avec une chambre de combustion annulaire ou cylindrique et des conduits de départ (d'aller) et de retour à axes parallèles dans une enveloppe entourant la chambre de combustion. Les chaudières en fonte sectionnées connues à ce jour sont construites de divers types d'éléments dans leur forme et leur fonction (face avant, face arrière, éléments intermédiaires). Ces éléments assemblés forment généralement un foyer de forme lisse, relativement important en volume, utilisant très mal le rayonnement de la flamne et provoquant une détente importante des gaz, abaissant ainsi considérablement la vitesse de ces gaz. Le parcours des produits de combustion se présente de manière à provoquer un écoulement dans la direction de la hauteur, entraînant la construction de chaudières hautes et encombrantes. L'invention a pour but d'obtenir pour ce type de chaudières des améliorations importantes dans leur construction donnant lieu à une compacité optimum obtenue par une forme géométrique particulière des éléments et permettant de réduire au maximum 1'encombrement de la chaudière et d'améliorer sensiblement l'écoulement des gaz de combustion. En vue de la réalisation de ce but, la chaudière objet de l'invention est caractérisée en ce qu'elle est constituée par un seul et unique type d'éléments permettant de construire soit une chaudière à axe vertical soit une chaudière à axe horizontal, en ce que par leur juxtaposition ces éléments donnent lieu, d'une part, à la formation d'une chambre de combustion ou d'un foyer rayonnant et d'autre part vers la périphérie, à la formation de conduits de passage des gaz de combustion et en ce que chaque élément intervenant dans la formation du bloc foyer-chaudière s'inscrit dans une enveloppe ayant la forme d'un prisme rectangulaire, les conduits superposés d'aller et de retour des gaz de chauffe étant disposés dans les angles libres obtenus autour du foyer de forme circulaire. Conformément à une caractéristique importante de l'in- vention, la section totale de chaque conduit de passage des gaz de combustion est progressivement réduite vers la périphérie par rapport à la section de la chambre de combustion. Cette dernière caractéristique est nécessaire pour le maintien de la vitesse d'écoulement des gaz de combustion ; en effet, ceux-ci cèdent progressivement leurs calories aux parois d'échange de la chaudière et, du fait de cette baisse de leur température, ils diminuent de volume , il est donc impératif de réduire la section de passage des gaz en fonction de leur diminution de volume. Afin de bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après plusieurs exemples de réalisation non limitatifs en se reférant aux dessins annexés dans lesquels la figure I donne une coupe axiale de la chaudière effectuée en diagonale ; la figure 2 est une vue de face d'un élément la figure 3 est une vue en coupe relative à une dispo- sition horizontale des éléments en vue de la formation d'une chaudière à axe vertical ; la figure 4 représente une variante de la réalisation selon la figure 3 la figure 5 est une vue de détail relative à un guidegaz. La chaudière sectionnée faisant l'objet de l'invention est constituée d'éléments ou de sections 1 qu dans le cas de la figure 1 sont juxtaposés autour d > un axe horizontal et sont reliés entre eux par un dispositif d'étanchéité à joints en matière souple ou à raccords métalliques type "bicones" ou "nipples gauche/droite". Par leur juxtaposition, ces éléments 1 donnent lieu, d'une part, à la formation d'une chambre de combustion 2 ou d'un foyer rayonnant de telle manière que les éléments i sont ainsi disposés perpendiculairement à l'axe du foyer 2 et d'autre part à la périphérie à la formation de conduits 3-4 de passage des gaz de combustion. Chaque élément i comporte dans son intérieur une face circulaire centrale délimitant une section du foyer rayonnant 2, laquelle est munie de créneaux 5 qui sont donc disposés en cercle. Une particularité essentielle est que chaque élément intervenant dans la formation du bloc foyer-chaudière ainsi réalisé s'inscrit dans une enveloppe 6 ayant la forme d'un prisme rectangulaire qui le long de sa face supérieure et le long de sa face inférieure porte une botte collectrice 7 dans laquelle est percé un alésage 8 de manière à former un raccord pour un conduit permettant le branchement du circuit de départ et de retour du véhicule de la chaleur de l'installation de chauffage. Sur les bottes collectrices 7 sont raccordées des branches 9 en arcs de cercle (figure 2). Des ailettes 10 sont prévues sur les faces de ces branches en contact avec les produits de la combustion. L'assemblage de chacun des éléments i entre eux donne lieu à la création d'un réseau de canalisations périphériques superposées dans lequel un collecteur 3 (collecteur intérieur) est relié à un collecteur 4 (collecteur extérieur) à l'intérieur d'un prisme rectangulaire parallèle à l'axe du foyer. Ainsi qu'il ressort clairement de la figure 2, la section totale du collecteur intérieur 3 (constitué de quatre conduits) est inférieure à la section de la chambre 2 et, à son tour, la section totale du collecteur extérieur 4 (constitué de quatre conduits) est inférieure à la section totale du collecteur intérieur 3. Lorsque l'assemblage des éléments 1 est réalisé de manière à former une chaudière à foyer horizontal, les produits de la combustion porteurs de la chaleur parcourent dans 1ex- emple représenté la longueur de la chaudière en trois circuits superposé s qui se situent dans les quatre angles formés par l'insertion du foyer dans le prisme rectangulaire qui le circonscrit. Le bloc-chaudière ainsi constitué est complété à l'avant par une porte il qui est munie d'un joint d'étanchéité 12 pour la fermeture du foyer et qui donne lieu à la formation d'une botte de déviation des gaz entre un circuit de retour (flèche 13) et d'un circuit d'aller (flèche 14). Dans une ouverture 15 de cette porte est logé et fixé le brdleur (non représenté) et un regard 16 est prévu. A l'arrière, les éléments sont munis d'une plaque de déviation 17 dirigeant les gaz du foyer rayonnant 2 vers le circuit de retour 13. Cette plaque est largement calorifugée de façon à éviter les déperditions. Dans une exécution particulière cette plaque 17 pourrait entre à double paroi et conduire le fluide véhiculeur de chaleur, Ce plateau 17 de déviation est loge à l'intérieur du collecteur 18 des fumées qui porte le conduit d'évacuation 19 vers la cheminée. Par cette construction, les opérations de visite et de nettoyage de la chaudière se font par simple ouverture de la porte frontale 11. Lorsque (figure 3) les éléments identiques aux éléments 1 décrits ci-dessus sont disposés horizontalement et superposés les uns aux autres de telle façon que les produits de la combustion parcourent au moins trois ou quatre fois la hauteur totale de la chaudière, on réalise une chaudière à foyer vertical Le foyer rayonnant 2 constitué par la superposition des divers éléments l est fermé du côté opposé au brûleur par une plaque d'obturation 20 fortement calorifugée. Les gaz chauds sont ainsi obligés de remonter le long des parois du foyer rayonnant et sont déviés vers le canal d'aller 21 par une plaque d'obturation 22. A la partie inférieure de la chaudière, une seconde plaque de déviation 23 en général calorifugée peut obliger les gaz à remonter dans le canal de retour 24. A la partie supérieure, la boite à fumées 25 collecte les gaz et les dirige vers le dispositif d'évacuation des gaz 26. Une variante (figure 4) peut être réalisée en plaçant le conduit d'évacuation 26 des produits de la combustion directement sur la plaque de déviation inférieure 231 Afin d'activer le balayage par les produits de combustion des enveloppes contenant le fluide véhiculeur de la chaleur, les canaux d'aller et de retour des gaz chauds peuvent être munis de guide-gaz de conception particulière obligeant les produits de la combustion à louvoyer dans les circuits d'aller et de retour. Ces guide-gaz peuvent être construits en un matériau résistant au feu. Ils peuvent être constitués par des bandes de tôle 27 (figure 5) munies de palettes de déviation 28. Ces guide-gaz peuvent être extraits très facilement de la chaudière par simple ouverture de la porte de celle-ci. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'home de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIoNS. 1. Chaudière pour installations de chauffage central pour combustible liquide ou gazeux avec une chambre de combustion annulaire ou cylindrique et des conduits de départ (daller) et de retour à axes parallèles dans une enveloppe entourant coaxialement la chambre de combustion, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un seul et unique type d'éléments (1) permettant de construire soit une chaudière à axe vertical soit une chaudière à axe horizontal, en ce que par leur juxtaposition ces éléments donnent lieu, d'une part, à la formation d'une chambre de combustion (2) ou d'un foyer rayonnant et d'autre part vers la périphérie, à la formation de conduits (3-4) de passage des gaz de combustion et en ce que chaque élément intervenant dans la formation du bloc foyer-chaudière s'inscrit dans une enveloppe (6) ayant la forme d'un prisme rectangulaire, les conduits superposés d'aller et de retour des gaz de chauffe étant disposés dans les angles libres obtenus autour du foyer de forme circulaire. 2. Chaudière pour installations de chauffage central suivant la revendication l, caractérisée en ce que chaque élément (1) comporte intérieurement une face circulaire centrale délimitant une section du foyer rayonnant (2) laquelle face est munie de créneaux (5). 3. Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le long de sa face supérieure et de sa face inférieure l'enveloppe prismatique porte une boute collectrice (7) dans laquelle est percé un alésage (8) de manière à former un raccord permettant le branchement du circuit de départ et de retour du véhicule de la chaleur de l'installation de chauffage. 4. Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisée en ce que sur les bottes collectrices (7) sont raccordées des branches (9) en arcs de cercle et en ce que habituellement des ailettes (10) sont prévues sur les faces de ces branches en contact avec les produits de la combustion. 5. Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la section totale du collecteur intérieur constitué par les conduits (3) périphériques adjacents à la chambre (2) est inférieure à la section de cette dernière et en ce que la section totale du collecteur extérieur constitué par les conduits (4) périphériques adjacents au collecteur intérieur est inférieure à la section totale de ce dernier. 6. Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 - 5, caractérisée en ce que l'assemblage de chacun des éléments entre eux donne lieu à la création de réseaux superposés de canalisations périphériques. 7. Chaudière suivant la revendication 6, caractérisée en ce que lorsque l'assemblage des éléments (1) est réalisé de manière à former une chaudière à foyer horizontal, les produits de la combustion porteurs de la chaleur parcourent la longueur de la chaudière en trois ou plusieurs circuits superposés qui se situent dans les quatre angles formés par l'insertion du foyer dans le prisme rectangulaire qui le circonscrit. 8. Chaudière suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le bloc-chaudière comprend à l'avant une porte (11) qui est munie d'un joint d'étanchéité tel2) pour la fermeture du foyer et qui donne lieu à la formation d'une boîte de déviation des gaz entre un circuit de retour (flèche 13) et un circuit d'aller (flèche 14). 9. Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que à 1'arrière, les éléments sont munis d'une plaque de déviation (17) dirigeant les gaz du foyer rayonnant (1) vers le circuit de retour (13), ce plateau (17) étant logé à l'intérieur du collecteur (18) des fumées qui porte le conduit d'évacuation (19) vers la cheminée. 10. Chaudière suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les éléments (1) sont disposés horizontalement et superposés les uns aux autres de telle façon que les produits de la combustion parcourent au moins trois ou quatre fois la hauteur totale de la chaudière ; on réalise une chaudière a' foyer vertical. 11. Chaudière suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le foyer rayonnant (2) constitué par la superposition des divers éléments (1) est fermé du côté opposé au brûleur par une plaque d'obturation (20) fortement calorifugée ; les gaz chauds sont ainsi obligés de remonter le long des parois du foyer rayonnant et sont déviés vers le canal d'aller (21) par une plaque d'obturation (22). 12. Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux des gaz chauds peuvent être munis de guidegaz lesquels peuvent être construits en un matériau résistant au feu et comprendre des bandes de tole (27) munies de palettes de déviation (28).