Brevet FR2266115A1 — publié le 19751024

La présente invention concerne les chaudières nono-foyer, du type pouvant fonctionner avec une ou plusieurs sortes de combustibles. On connait dépit de telles chaudières dans lesquelles le foyer peut être alimenté soit en combustible liquide (fuel), soit en combustible gazeux (gaz, soit en combustible solide (charbon,bois). Le passage de l'alimentation en combustible liquide à l'alimentation en combustible gazeux et inversement ne pose pas de problèmes sérieux car il suffit de prévoir dans le foyer, par exemple sur la porte2 deux brûleurs appropriés à chaque mode ou un brûleur mix- te commandé par des moyens de commutation automatique-ou manuels. }aiE, il n'en va pas de même lorsqu'on désire passer de l'un de ces deux modes d'alimentation à une alimentation par combustible solide. Dans ce cas, il est indispensable de changer la porte portant les brûleurs qui, sinon, seraient par la suite endommagés. I1 faut également placer dans le foyer une grille destinée à supporter le bois ou le charbon. Ces opérations entrai- nent donc l'arrêt de la chaudière ce qui neut être extrémement gênants dans certaines circonstances. Les opérations inverses et le nettoyage du foyer et des conduits de fumée des cendres qui s > y sont accumulées sont également nécessaires lorsqu'on abandonne le chauffage au combustible solide pour revenir aux combustibles liquide ou gazeux. Quel que soit le mode d'alimentation, il est donc, dans tous les cas, nécessaire d'arrêter la chaudière pour permettre l'accès au foyer en vue d'y effectuer des opérations d'entretien, -de réparation > ou d'adaptation. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient en fournissant une chaudière mono-foyer dans laquelle il est possible d'accéder au foyer tout en entretenant le chauffage de liteau à la temperature désirée. Ce but est atteint dans une chaudière selon l'invention, en prévoyant un dispositif de chauffage à l'zlectricité qui peut, de plus, être mis en fonctionnement quel que soit le combustible précédent. L'invention a donc pour objet une chaudière pour combustibles liquides, gazeux ou solides, comportant un foyer, une enveloppe et des conduits de fumée, délimitant, d'une part, un trajet pour les gaz de combustion et, 'autre part, une chambre 6 eau ou autre fluide d'échane thermique, caractérisée en ce que des plongeurs renfermant des résistances chauffantes sont disposés dans la chambre et connectés par des conducteurs étanches ---un circuit d'alimentation en courant électri-ue. Selon un mode particulier de rtalisation,l'invention concerne une chaudière dont l'enveloppe est tubulaire et sétend autour du foyer également tubulaire pour délimiter avec ce dernier une chambre d'eau fermée dans laquelle débouchent un raccord d entrée et un raccord de sortie, au monts un logement allongé, destiné : recevoir au moins un plongeur tubule re, étant disposé en saillie le long de la parai extérieure de l'enveloppe, int-rieurelment en con- munication avec la chambre d'eau. D'autres car-etèristiçues de l'invention apparaîtront au cours de la description cui va sii-re d'un mode de réalisation particulier de chaudière, faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels - La Fig.l est une vue schématique en coupe d'une chaudière équipée d'un dispositif de chauffage électrique selon l'invention. - La Fig. 2 est une vue en bout de la chaudière de la Fig-1 - La Fig. 3 est un schéma électrique du circuit de commande de la chaudière des Fig. 1 et 2. Suivant l'exemple d'exécution représenté aux Fig. 1 et 2, la chaudière comporte une enveloppe cylindrique 1, reposant sur un socle 2, et dans ce corps est disposé un tube foyer 3 horizontal et longitudinal. Ce tube foyer 3 est fermé vers l'arrière par un fond 4 et débouche vers l'avant par une ouverture 5 d'une plaque frontale 6. Cette plaque frontale 6 délimite extérieurement, avec une plaque arrière 7 et l'enveloppe cylindrique 1, la chambre d'eau 8 de la chaudière, délimitée intérieurement par le tube foyer 3. Cette chambre d'eau 8 comprend un raccord d'entrée 9 pour une canalisation d'arrivée d'eau débouchant dans la partie inférieure de la plaque arrière 7, et un raccord de sortie 10 pour une canalisation de sortie d'cas ckau- de s'étendant à partir de la partie supérieure de l'enveloppe cylindrique 1. Dans la partie supérieure de la plaque frontale 6 débouchent également des tubes de fumée 11 disposés, parallèlement au tube foyer 3, dans la partie supérieure de la chambre d'eau 8. Une paroi 12, prolongeant la partie inférieure du tube foyer 3 et s'étendant en saillie axiale partir de la plaque frontale 6 autour des ouvertures du tube foyer 3 et des tubes de fumée 11 dans cette plaque 6, délimite un espace normalement fermé par une porte 13 articulée autour d'une charnière 1k pour mettre en communication le tube foyer 3 avec les tubes de fumée 11. Cette porte 13 porte des brûleurs 15 à fuel et 16 à gaz dans le cas d'une alimentation avec ces combustibles, une porte ordinaire non repr6sentéeN destinée se substituer - la porte 13 et une zorille 17 disposée horizontale- ment dans le tube foyer 3 étant prévues. dans l'éventualité d'un fonctionnement au charbon ou au bois. Cette chaudière est en outre munie d'un dispositif dc chauffage elec- trique de l'eau de la chambre 8 constitué par deux- thermo-glonreurs 18 disposés chacun, parallèlement au tube foyer 3, dans un logement 19 faisant saillie à.la partie inférieure de ltenveloppe cylindrique l.Cette dernière présente, au niveau de chaque logement 19, une découpe par laquelle eelui-ei est en communication avec la chambre d'eau 8, chaque thermo-plongeur 18 baignant ainsi dans l'eau. Ces thermo-plsngeurs sont constitués par un ou plusieurs tubes étanches renfermant des résistances électriques 20 alimentées par des conducteurs électriques isolants et étanches connectés par une bolte > - nonnes 22 à un cabale d'alimentation 23. Chaque thermo-plongeur 18 est monté coulissant dans des collerettes 21 solidaires du logement 19 par des supports 21a, un couvercle 24 fermant une ouverture pratiquée à ltextrémité du logement, pour permettre le passage du thermo-plongeur 18. La Fig.3 montre nn circuit de commande de la chaudière décrite en regard des Fig. 1 et Fig.2 dans le cas d'une alimentation électrique des thermo-plongeurs en courant triphasé avec neutre. Chaque résistance électrique 20 est disposée entre l'une des phases P1, P2 ou P3 et le neutre N du cabale d'alimentation 23. Le circuit de commande proprement dit est alimenté entre l'une des phases P1 et le neutre N. A partir de la phase P1, ce circuit comprend d'abord un interrupteur manuel général 25 disposé en série avec un premier interrupteur 26 normalement fermé commandé par un dispositif sensible à la température constitué par un aquastat 27 destiné à ouvrir cet interrupteur lorsque la températUre de l'eau dans le ballon -d'expansion (non représenté de l'installation dépasse une valeur prédéterminée, par exemple 95" C.L'interrupteur 26 est disposé en série avec un deuxième interrupteur 28 normalement fermé commandé par un autre dispositif sensible à la température.constitué par un aquastat 29 destiné à ouvrir l'interrupteur 28 lorsque la tempdrature de- 1 'eau a atteint une température maximale et à la fermer lorsque la température de l'eau est descendue au-dessous d'une valeur minimale, la valeur de la température moyenne entre ces deux extrêmes étant réglable. Entre cet interrupteur 28 et le neutre N sont disposés deux circuits parallèles 30 et 31 destinés respectivement au fonctionnement à l'électricité et au fuel ou eu gaz. Le premier circuit 30 comprend un interrupteur manuel 32 ponté en parallèle ,entre ;:interrupteur 28 et une bobine 35 d'un relais trois phases avec contact ouverture-ferf-eture, avec un interrupteur 33 normalement ouvert commandé par une minuterie 34. La bobine 35 de ce relais commande des contacts mobile de puissance 36 normalement ouverts disposés dans chacune des phases Pl, P2, P3 d'alimentation des résistances 20. Cette bobine 35 commande si.multanément le contact mobile ouverture-fermeture 37 noroalenent ferme de ce relais, ce contact 37 étant disposé en série, dans le circuit parallèle 31, avec un dispositif de commande 38 du brûleur 15 à fuel ou 16 t gaz.En parallèle avec ce contact mobile 37, entre l'interrupteur 28 et le dispositif de commande 38, est disposé sé un interrupteur 39 normalement ouvert commandé par un dispositif sensible la température constitué par un aquastat-40 destiné è fermer l'interrupteur 39 lorsque la température de liteau descend au-dessous d'une valeur prédéter minée. Le circuit de commande offre plusieurs possibilités de fonctionne ment de la chaudière. Si. l'interrupteur manuel général 25 est ouvert, et que la chaudiè re est alimentée en combustible solide, elle fonctionne de la même manière que les chaudières classiques à combustible solide. Cependant, on peut également laisser sous tension le circuit de con- mande tandis que la chaudière fonctionne, par exemple, au charbon. Les interrupteurs manuels 25 et 32 étant fermés, le chauffage à l'électricité entre en service par la fermeture de l'interrupteur 28 chaque fois que la température de l'eau descend au-dessous d'un certain seuil choisi par réglage de l'aquastat 29. On peut également laisser ouvert 11 interrupteur nanuel 32 et déter minergrâce & la minuterie 342 la période de fonctionnement du chauffage à l'électricité : le début de cette période intervient lorsque les interrupteurs 28 et 33 sont tous deux fermés, c'est à dire, soit à l'heure assignée à la minuterie si la température de l'eau est à cet instant déjà descendue au des sous du seuil choisi à l'aide de l'aquastat 29,soit ultérieurement si la com bastion du charbon continue à fournir un échauffement suffisant après la fer meture de l'interrupteur 33. La mise hors circuit des résistances 20 est commandée par la minu terie 34 : à l'heure choisie l'interrupteur 33 s'ouvre et, la bobine 35 n'étant plus alimentée, les contacts 36 s'ouvrent également. Dans tous les cas d'un tel fonctionnement mixte électricité combustible solide, le circuit 31 ne joue aucun rôle puisque, aucun brûleur n'étant en service, le dispositif de commande 38 est hors-circuit. Si, au contraire, la chaudière est équipée pour fonctionner au fuel ou au gaz, le dispositif 28de commande du ou des brûleurs 15 ou lé est mis en circuit et, une commutation automatique permet de programmer les périodes de fonctionnement d l'électricité et au fuel ou au gaz. En effet, le contact mobile 37 du relais est normalement fermé lorsque la bobine 35 n'est pas alimentée, c'est-à-dire lorsque les résistances 20 sont hors-circuit.Le fonctionnement des brûleurs 15 ou 16 est alors comman dé en fonction de la température de liteau détectée par les aquastats 27 et 29.La fermeture du circuit 30, commandée par la minuterie 34, entra mue l'ali mentation de la bobine 35 qui1 de ce fait, ouvre le contact mobile 37 et fer me les contacts de puissance 36. Inversement, à la fin de la période choisie, les brûleurs 15 ou 16 sont à nou veau mis en service par le dispositif de commande 38. L'interrupteur 39, prévu en parallèle avec le contact mobile 37, permet de suppléer à une insuffisance de chauffage des thermo-plongeurs : si la température descend en dessous d'une valeur prédéterminée,l'interrup- teur 39 est fermé par l'aquastat 40, mettant ainsi en service les brûleurs 15 ou 16 jusqu'à ce que cette température soit à nouveau dépassez. Le chaudière selon l'invention présente donc de nombreux avantages dont - possibilité dans les installations de chauffage donestique, d'uti liser le chauffage électrique la nuit ou l'énergie électrique coûte générale- ment moins cher mais où la consommation d'énergie représente environ 60% de toute la consommation en 24 heures. - possibilité de passer d'un mode de fonctionnement à un autre en - entretenant temporairement la température par chauffage à l'électricité tout -ee autorisen l'accès te boxer et aux conduits de fumée. ~- - REVENDICATIONS 1 - Chaudière pour combustibles liquides et/ou gazeux comportant un u9foyer, une enveloppe et des conduits de fumée, délimitant, d'une part, un trajet pour les gaz de combustion et, d'autre part, une chambre à eau ou autre fluide d'échange thermique,. caractérisée en ce que des plongeurs (18) renfermant des résistances électriques chauffantes (20) sont disposés dans la chambre (8) et connectés par des conducteurs étanches à un circuit d'alimentatione'n courant électrique (2,j. 2 - Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce aue l'en- veloppe (13 est tubulaire et s'étend autour du foyer (3) également tubulaire pour délimiter avec ce dernier une chambre d'eau fermée dans laquelle débou- chent un raccord d'entrée (9' et un raccord de sortie (10X, au moins un logement (19). allongé, destiné à recevoir au moins un plongeur tubulaire (18), étant disposé en saillie le long de la paroi extérieure de l'enveloppe (1\, intérieurement en communication avec la chambre d'eau (6'. 3 - Chaudière selon la revendication 2, caractérisée entre que ledit logement (19) comporte à l'une de ses extrémités -une ouverture pouvant livrer passage au plongeur (18? et fermée par par un couvercle (24)traversé par les conduc teurs étanches, le plongeur (18N. étant de préférence maintenu par plusieurs collerettes concentriques (21), solidaires du logement (19) Saur des supports (21a), et dans lesquelles le plongeur (18) peut coulisser. 4 - Chaudière selon l'une auelconque des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que les résistances (20) sont reliées au circuit d'alimentation '(23) par les contacts mobiles de puissance (36; normalement ouverts d'un relais dont la bobine (35) est montée en série avec un premier interrupteur manuel (32) pour former un circuit de commande de fonctionnement à l'électricité (30) soumis à une tension électrique d'alimentation. 5 - Chaudière selon la revendication 4,caractérisée en ce que le circuit de commande de fonctionnement à l'électricité (30) comprend un interrupteur (33' normalement ouvert, commandé par une minuterie (34 , et monté en parallèle avec l'interrupteur wanuel (32,. 6 - Chaudière selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caract risée en ce Qu'un premier interrupteur (26: normalement fermé monté en série avec le circuit de commande de fonctionnement à l'électricité (30 est commande par par un dispositiff27 sensible à une température maximale de manière à ou- vrir ledit interrupteur (26 lorsque l'eau de la chambre a atteint cette tem pérature. 7 - Chaudière selon l'une quelconque des revendications 41 6,a, earact-risée en ce qu'un second interrupteur (28'- normalement fermé monté en sé- rie avec le circuit de commande de fonctionnement à l'électricité (30) est commandé par un dispositif réglable (29 sensible à une plage de température de fonctionnement prédéterminée, de manière à ouvrir ledit interrupteur (28, lorsque la température de liteau de la chaudière a atteint la valeur supérieure de cette plage, et à le fermer lorsque la température de l'eau est descendue audessous de la valeur inférieure de cette plage. 8 - Chaudière selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le circuit de commande de fonctionnement à l'électricité (30) est monté en parallèle avec un circuit de commande de fonctionnement au fuel ou au gaz (30) comprenant un contact mobile (37i normalement fermé commandé par la bobine (35) du relais. et monté en série avec un dispositif de commande (38) d'un brûleur à fuel ou à gaz (15, 16), un interrupteur manuel général (2)s j'. étant in- séré dans le circuit de mise sous tenson des circuits de commande (30,31). 9 - Chaudière selon la re-wendication 8, caractérisée en ce que le circuit de commande de fonctionnement au fuel ou au gaz (31) comprend un interrupteur (39, nonalement ouvert commandé par un dispositif (40) sensible à la température de manière à fermer ledit interrupteur (39) lorsque la température de l'eau descend au-dessous d'une valeur prédéterminée, -ledit interrupteur (39) étant monté en parallèle avec le contact mobile (37) commandé par la bobine (35) du relais. 10 - Chaudière de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une grille (17) disposée horizontalement à l'intérieur du foyer (38 et une porte appropriée pour son fonctionnement avec un combustible solide.