Brevet FR2252539A1 — publié le 19750620

La présente invention concerne les chaudières destinées à assurer le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire de maisons individuelles et de petits immeubles. Des systèmes connus à ce jour, le plus ancien est la chaudière fonte très largement dimensionnée, déterminée à l'origine pour broyer du charbon. Ces générateurs ont une très forte inertie, des passages de gaz horizontaux et parfois des ailettes favorisant le dépôt des cendres et suies demandant de fréquents nettoyages, de plus, leur prix de revient est élevé. Avec l'avènement des combustibles liquides et gazeux, est apparue la chaudière acier essentiellement composée d'un foyer construit autour de la flamme, donc réduit au minimum, suivi d'un faisceau à convection.La vitesse des fumées dans ces faisceaux est très faible, de l'ordre de quelques mètres/seconde, d'où des coefficients d'échange très bas d'environ 5 à 10 Cal/m2h9C ; les absorptions calorifiques y sont de l'ordre de 3.000 Cal/m2h alors que dans le foyer elles atteignent facilement 50.000 Cal/m2h La très faible pression donnée par le brOleur ne permet pas d'augmenter la vitesse des fumées, il faut donc, pour obtenir une température de gaz sortie chaudière convenable, augmenter la surface d'échange soit par l'adjonction d'ailettes1 soit en multipliant les parcours d'où un accroissement sensible du coùt de la mise en oeuvre. La résistance du faisceau crée, au démarrage du brtleur, une onde de choc dsoù émission de bruit à chaque mise en route. Durant la période d'allumage du brOleur, un certain temps est nécessaire pour que la dépression de régime établi soit atteinte, d'où insuffisance du débit d'air de combustion se manifestant par l'émission de suies qui se déposent dans lez zones mortes d'accès peu facile pour le nettoyage entraînant une baisse appréciable de rendement dans le temps. Les aillettes, les brusques changements de parcours et de section facilitent le brassage des fumées dont pratiquement toute la masse vient au contact des surfaces froides favorisant la condensation et la corrosion.Si l'on veut adapter ces unités pour la chauffe aux combustibles solides, il est nécessaire, du fait de la présence du faisceau à convection et du débit de fumées plus important, d'en réduire la puissance calorifique. Avec le dispositif adopté par la présente invention, l'échange se fait uniquement par rayonnement de la flamme ou de la masse combustible en ignition, le faisceau à convection étant totalement supprimé, il n'est donc plus nécessaire de monter sur ces unités des broyeurs à pressurisation. Au démarrage, l'onde de choc et l'émission de suies sont éliminées d'où silence de fonctionnement et maintien des surfaces d'échange en parfait état de propreté. Si, du fait d'un mouvais réglage de com bustion, la surface de chauffe vient à s'encrosser, son nettoyage en est grandement facilité du fait de son uniformité et de son accessibilité totale.L'échange se faisant uniquement par rayonnement, seule une partie des fumées est au contact des surfaces froides ce qui réduit au minimum la condensation et la corrosion. La puissance calorifique permise avec les combustibles solides est la meme que celle obtenue avec les combustibles liquides ou gazeux. La conception simple de la surface d'échange permet de réduire au maximum le prix de revient. La chaudière, objet de 11 invention, comporte une double enveloppe cylindrique entre les parois de laquelle circule Ileau du circuit de chauffage. Il est aménagé deux ouvertures à travers cette double paroi, une à la partie basse et une à la partie haute qui permettent1 respectivement, les passages de la tête de combustion du brOleur et l'évacuation des fumées vers la cheminée. A la partie haute de la paroi intérieure une lame d'eau diamétrale partage en deux zones le foyer et permet de réduire sensiblement la hauteur de l'ensemble. Les figures 1, 2 et 3 représentent les trois vues principales du dispositif adopté. L'enveloppe extérieure de la chaudière est constituée de la virole 1 fermée en bouts par les fonds 2. La surface d'échange est composée de la virole 3, des fonds 4 fermant en bouts la virole 3 et des parois de la lame d'eau 5. L'ouverture 6, à travers les viroles 1 et 3 permet le passage de la tette de combustion du brOleur. L'ouverture 7, à travers les fonds 2 et 4 de la partie haute, permet l'évacuation des fumées à la cheminée. L'eau du circuit de chauffage circule entre les viroles 1 et 3, les fonds 2 et 4 et les parois de la lame d'eau 5. La figure 4 montre la disposition adoptée pour les brûleurs fonctionnant à la pression atmosphérique avec l'ouverture 6 à travers les fonds 2 et 4 pour l'adaptation du système de chauffe. La figure 5 schématise une vnité conçue pour la chauffe aux combustibles solides chargés sur la grille 8 par la porte 9 ; l'air comburant et les cendres sont respectivement admis et évacuées par la porte de cendrier 10. Les figures 6 et 7 montrent la disposition de lames d'eau multiples pouvant être adoptées sur des unités de forte puissance, lame d'eau en croisillon pour la figure 6, plusieurs lames d'eau en parallèle (ici trois) sur la figure 7. Le dispositif, objet de l'invention, peut être employé dans tous les cas où il est nécessaire de produire de l'eau chaude, de l'eau surchauffée et même de là vapeur saturée. Il s'adapte notamment au chauffage de maisons particulières et de petits immeubles, à la production d'eau chaude pour unités de lavage et chaque fois qu'il est nécessaire d'un faible débit de vapeur à basse pression. REVENDICATIONS I - Dispositif permettant de produire de l'eau chaude, de l'eau surchauf fée, de la vapeur caractérisé par le fait que l'échange se fait uni quement par rayonnement de le flamme ou de la masse de combustible en ignition sans que l'en ait recours à un faisceau à convection. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface d'échange est constituée d'une simple virole fermée à ses extrémités comportant pour seules ouvertures celles nécessaires aux passages de la tête de combustion du brûleur et des fumées vers la cheminée. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la longueur de la virole d'échange est diminuée par l'adjonction, à sa partie haute, d'une lame d'eau diamétrale sur les unités de faible puissance. 4 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la longueur de la virole d'échange est diminuée par I'adjonction, à sa partie haute, de lames d'eau en croisillon ou de plusieurs lames d'eau en parallèle pour les unités de forte puissance