Brevet FR2236150A1 — publié le 19750131

La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau, une nouvelle chaudière de production de fluide de chauffage dont 11 échange thermique résulte de ltapplication en générateur thermique d'un nouvel échangeur thermique appelé échangeur hélicocylindroïde qui a fait l'objet du brevet/n 1.330.305 et de la demande/69/41758 et demande Française 71/55361 pour chaudière à fuel au-nom du titulaire de la présente demande de brevet relative à une construction similaire appliquée aux chaudières à gaz. L'invention sera bien comprise en se référant à la description sui- vante illustrée par le dessin annexé schématisant une coupe transversale de l'un des modèles possibles de chaudières comme exemple. Dans cette chaudière, le fluide traité étant par exemple de l'eau de chauffage à réchauffer par cet échange alors que le fluide traitant est constitué par les produits de la combustion, par exemple au moyen d'un brûleur atmosphérique à gaz 3? situé dans une chambre de combustion à la partie inférieure et dans l'axe vertical de cette chambre, les flammes dirigées vers le haut Les gaz chauds sont dirigés vers les passages annulaires situés entre les lames de fluide traité, et se déplacent en hélicoïdes de bas en haut, guidés par les hélicoldes de fumées 25, 26, 27 avant d'être évacués par la cheminée 29 placée à la partie supérieure. Un premier but de la chaudière selon invention est d'obtenir un transfert thermique beaucoup plus important, avec une chaudière plus légère, d'un encombrement plus réduit et de tenue mécanique excellente. On a modifié en cela par rapport au brevet et demande de brevet déjà cités, la circulation des fluides traitant et traité. Un des buts de la présente invention est de réaliser une chaudière à gaz pour production de fluide de chauffage qui soit peu encombrante, peu onéreuse, avec de faibles pertes de charge et très économique. Un autre but de l'invention est de réaliser avec cette chaudière à laquelle on ajoute un échangeur thermique hélicocylindrolde objet des brevets déjà mentionnés, une centrale thermique permettant par exemple une production d'eau chaude sanitaire instantanée, en quantité illimitée et à température constante en production instantanée lui conservant ainsi ses propriétés naturelles. A cet effet, elle a pour objet une chaudière caractérisée en ce qu'elle comprend un fond inférieur, un couvercle supérieur, une paroi cylindrique verticale extérieure 7 fixée sur le fond 38 et au couvercle supérieur 28, une deuxième paroi cylindrique verticale 6 concentrique et intérieure à la première, fixée au couvercle, les deux premières parois délimitant une premiere enceinte pour le fluide traité et la chambre de combustion à la partie inférieure. Une troisième paroi 5 délimite avec la deuxième paroi une deuxième enceinte en communication aved la chambre de combustion inférieure et la chambre d'évacuation des fumées superieure. Une quatrième paroi 4 fixée à la troisième délimite avec elle une troisième enceinte destinée au fluide traité et communiquant avec la première enceinte par un canal radial supérieur 15 disposé à proximité du couvercle dans nn espace laissé libre entre les enceintes et le couvercle supérieur. Une cinquième et une sixième paroi 3 et 2 délimitent des enceintes analogues aux précédentes pour les mêmes fonctions respectives, et un tube central 1 obturé aux extrémités hautes et basses par fonds 8, ferme le centre en servant d'enceinte centrale pour le fluide traité et communiquant à la partie supérieure avec le canal radial de circulation du fluide traitai. Le nombre de parois n1 est pas limitatif. La chaudière selon invention comprend un fond inférieur 38 avec plateau de condensats 17 et un couvercle supérieur 28. Dans le couvercle est aménagé un orifice avec buse de cheminée 29 pour l'évacuation des fumées. Le couvercle est muni sur sa face interne d'un matelas réfractaire 33 retenu périphériquement par un cercle 30. Entre le fond et le couvercle, sont maintenues de l'extérieur vers l'intérieur de la chaudière une sucession de parois délimitant des enceintes pour les fluides traitant et traité. La première paroi extérieure 7 par exemple cylindrique délimite le corps de la chaudière et la chambre de combustion à la partie inférieure. Une deuxième paroi 6 montée concentriquement à la paroi 7, délimite avec cette dernière une première enceinte pour la fluide traité. Cette première enceinte est fermée à ses extrémités par des cloisons circulaires 14. A la partie supérieure le couvercle 28 est monté sur le corps de chaudière par des boulons 31 de telle manière que soit ménagé à l'inté- rieur un espace libre en communication avec la chambre de combustion inférieure par les enceintes annulaires de fumées concentriques. Une troisième paroi 5 rendue solidaire de la paroi 6 par des entretoises 13 délimite une deuxième enceinte pour la circulation des fumées vers le haut. Elle est en communication avec l'espace libre collecteur de fumées supérieur sous le couvercle 28. Une quatrième paroi 4 délimite avec la paroi 5 une deuxième enceinte annulaire pour le fluide traité. les deux parois 4 et 5 de dimensions égales sont disposées de façon étanche par rapport au couvercle 28 et chambre de combustion, elles sont,råccordées à leurs extrémités par des cloi sons circulaires 12. Elles sont montées de telle manière qu'il subsiste entre la partie supérieure de l'enceinte et le couvercle 28 un espace libre collecteur des fumées en communication avec la cheminée supérieure 29. Une cinquième paroi 3 détermine avec la paroi 4 une quatrième enceinte dans laquelle circulent les fumées également. Elle est en communication avec l'espace libre collecteur de fumées supérieur. Une sixième paroi 2 détermine avec la paroi 3 une troisième enceinte annulaire pour le fluide traité comme les parois 4 et 5 Une septième paroi 1 détermine avec la paroi 2 une cinquième enceinte dans laquelle circulent les fumées également, elle est en communication avec l'espace collecteur de fumées à la partie supérieureS le cylindre central déiimité par cette paroi 1 contrent le fluide traité qui y circule également. Ce cylindre est en communication à ses extrémités avec les autres enceintes contenant le fluide traité, par l'intermédiaire des canaux radiaux supérieurs et inférieurs. Cette construction n'est pas limitative, et le nombre et la hauteur des parois sont fonction de la puissance à donner à la chaudière. Les rampes hélicoidales 22, 23 et 24 sont destinées à garder une vitesse de circulation du fluide traité bénéfique à l'échange thermique. Les rampes hélicoldales 25, 26 et a7 remplissent le même rôle pour les gaz chauds. Ce rle est important dans la répartition des températures dont l'uniformité diminue les tensions internes dans le métal. Ce parcours harmonieux des fluides permet d'éviter les pointschauds, les zones mortes et réduit les pertes de charge. Le pas des hélicoides est différent suivant le type de chaudière. Les rampes 25, 26, 27 sont démontables ce qui permet un nettoyage facile des circuits de fumées donc entretien économique. L'eau de chauffage entre dans le chaudière par la tubulure inférieure, remonte en hélicoide dans les différentes enceintes qui lui sont réservées, ainsi que par le cylindre central et ressort par la tubulure su supérieure vers les canalisations de chauffage extérieures. Le corps de chaudière est calorifugé, et placé dans une jaquette 34 avec tableau de bord ainsi que prises d'air et permettant également i'in- corporation de la régulation, tuyaux et robinetterie dans espace 36. le principe de construction permet ainsi : 1) un taux de transfert thermique beaucoup plus important 2) un rendement thermique global très- élevé 3) un encombrement plus réduit 4) une économie substancielle de gaz 5) une excellente tenue mécanique du métal ce ce-qui lui permet une longue durée de vie. Dans le cas de production d'eau chaude sanitaire avec un échangeur sanitaire hélicocylindroïde objet du brevet n 69/41758 enregistré le 3 décembre 1969 ainsi qulun système de tuyauteries de liaison et la régulation nécessaire on obtient grâce an fonctionnement jumelé des deux appareils un véritable système circulatoire permettant des résultats jusqu'alors non atteints. il est bien avident que l'invention n'est pas imitée à l'ensemble ci-dessus à partir duquel on pourra prévoir d' utres formes et modes de réalisation sans pour cela sortir Su cadre de l'invention telle qu'elle est revendiquée . REVENDICATIONS 1 - Chaudière destinée à la production de fluide de chauffage, caractérisée en ce qu'elle comprend un fond inférieur, un couvercle supérieur, un saleur à gaz aménagé sur le fond et la première paroi formant calandre Une première paroi fixée au couvercle délimitant la chambre de combustion à la partie inférieure, une deuxième paroi concentrique à la première, fixée au couvercle, les deux premières parois délimitant une première enceinte pour le fluide traité, une troisième parc fixée à la deuxième délimitant avec elle une deuxième enceinteen communication avec la chambre de combustion et la sone opppsée au brûleur de la chambre de combustion, une quatrième paroi fixée à la précédente, délimitant avec elle une troisième enceinte, pour le fluide traité.Une cinquième paroi fixée à la quatrième délimitant avec elle une quatrième enceinte pour les gaz de combustion, en communication avec la chambre de combustion et la zone opposée également, une sixième paroi fixée à la cinquième et délimitant avec elle une cinquième enceinte pour le fluide traité, une septième paroi, centrale, délimitant avec la précédente une sixième enceinte pour les gaz de combustionen communication avec la chambre de combustion et la zone opposée également, cette septième paroi formant également cylindre central pour le fluide traité en communication avec les canalisations de fluide traité par un collecteur radial supérieur et un collecteur radial inférieur lui même en communication avec les canalisations extérieures. 20- Chaudière selon la revendication 1 caractérisée en ce que, entre les parois sont disposées des rampes hélicoidales destinées à allonger le parcours des fluides traitant et traité. ) - Chaudière selon la revendication 2 caractérisée en ce que les rampes hélicoidales sont d'un pas différent et adaptées à la construction, la nature des fluides, leurs débits. 4 - Chaudière selon la revendication 1 caractérisée en ce que le couvercle est rez'et sur sa face interne de tissu réfractaire et fixé contre les extrémités périphériques de l'ensemble par des tiges filetées soudées sur le dit ensemble passant au travers d'orifices aménagés dans le couvercle et recevant des écrous de serrage. 5 - Chaudière selon la revendication 2, caractérisée en ce que la répartition des parcours de fumées et des fluides établissent des températures uniformément réparties par rapport à l'axe de la chaudière. 60- Chaudière selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'on peut lui raccorder un échangeur hélicocylindrolde préparateur d' eau chaude sanitaire par exemple, ou autre transformation thermique entre fluides, lten- semble formant une centrale de conception et construction homogénes.