Brevet FR2314448A1 — publié le 19770107

La présente invention se rapporte aux chaudières à gaz destinées à la production d'eau chaude, notamment pour le chauffage central. Elle a pour objet une chaudière de conception originale quant à la disposition de la surface de chauffe par rapport au brûleur ainsi qu'au collecteur des gaz de combustion. Selon l'invention, la chaudière comporte une enceinte, par exemple cylindrique, raccordée à un dispositif d'aspiration des gas brdlés tel qu'un ventilateur centrifuge ; un échangeur de chaleur de forme cylindrique, formé par exemple de deux collecteurs annulaires d'extrémité réunis par des tubes à ailettes régulibrement répartis sur lesdits collecteurs, et un brûleur disposé intérieurement par rapport à cet échangeur, l'agencement étant tel que les gaz de combustion lèchent la surface de chauffe de l'échan- geur avant de parvenir au dispositif d'aspiration. Cette disposition implique une originalité quant au fonctionnement du brûleur qui se trouve dans un foyer en dépres- sion par rapport à l'ambiance extérieurs. La deseription qui va suivre, en regard du dessin Anness donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'inventi peut Outre réalisée, les particularités qui ressortent, tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale médiane d'une chaudière conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe par II-II de la figure 1. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la chaudière comporte un corps cylindrique 1 qui repose, par exemple, horizontalement sur le sol par l'intermédiaire d'un socle 2. Dans le fond du corps cylindrique 1 est prévue une tubu- lure 3, de préférence axalle, qui aboutit à un ventilateur 4, par exemple centrifuge, aspirant dans le corps de chauffe 1 et refoulant par une conduite 5 raccordée à une cheminée ou autre exutoire pour les gaz brillés. le corps de chauffe 1 contient un échangeur de chaleur constitué par deux co1lecteurs annulaires 6 et 7 disposés coaxialement, au voisinage de ses extrémités, et réunis par des tubes 8 longitudinaux à ailettes, par exemple en cuivre, brasés sur les collecteurs et uniformément répartis entre ceux-ci. Le collecteur 6 est muni d'une tubulure 9 d'arrivée d'eau au autre fluide à chauffer et d'une tubulure 10 de départ. Ces tubulures traversent le fond du corps de chauffe t, avec étanchéité. Le collecteur 6 situé du coté du ventilateur comporte deux chicanes intérieures transversales obligeant le fluide à chauffer 7 à circuler par le collecteur/opposé. Extérieurement, aux tubes à ailettes 8 sont prévues des chicanes Il (figure 2) de section en V à branches arrondies fixées à leurs extrémités aux collecteurs et qui enveloppent partiellement les tubes 8 en laissant subsister en regard de ceus-ci des fentes longitudinales 12 assurant la communication entre, d'une part, 11 espace annulaire 13 ménagé entre les chicanes et la paroi du corps de chauffe et, d'autre part, l'espace 14 ou foyer, intérieur auxdites chicanes. Cette disposition permet une meilleure circulation des gaz autour des ailettes et une meille répartition dans le foyer de la dépression causée par le vventila- teur 4.Une cloison 15 en produit réfractaire aveugle l'ouverture centrale du collecteur 6 situé du côté du ventilateur. Le corps de chauffe est fermé par un couvercle 16 (figure 1) dans l'axe duquel est monté un tube t7 faisant office de brûleur et aisément démontable. Ce tube se poursuit dans le foyer jusqu'au voisinage de la cloison 15. il est fermé à son extrémité interne et percé sur toute sa surface latérale intérieure au foyer d'ouvertures 18 (trous ou fentes) régulièrement réparties. A son extrémité externe, le tube 17 est muni d'un dispositif de réglage 19 d' entrée d1 air et il contient un noyau creux profilé 20, arrondi vers l'aval et percé à l'amont d' orifices 21 par lesquels sort le gaz qui arrive dans le noyau par un tube latéral 22 traversant la paroi du tube 17. Le noyau 20 permet d'accélérer la vitesse dans 11 espace annulaire 23 qui le sépare du tube 17 afin d'améliorer le mélange de l'air et du gaz. Un allumeur 24 est associé au leur 170 La chaudière que lton vient de décrire fonctionne comme suit s Dès que du fluide chaud est demandé à la chaudière, le ventilateur 4 est mis en route. il crée une dépression dans l'espace annulaire 13 et dans le foyer 14.Un dispositif, non représenté, sensible à cette dépression, admet, naturellement sous les conditions habituelles de sécurité, du gaz par la tubulu r. 22s L'air nécessaire à la combustion est admis, dans la proportion stoechiométrique voulue, par le dispositif de réglage 19. L'allumeur 24 enflamme le mélange qui sort par les orifices 18. Les gaz de combustion lèchent les tubes à ailettes 8 et sortent dans l'espace annulaire 13 par les fentes 12, puis sont collectés par le ventilateur 4 et refoulés dans la Oonduite 5. L'invention offre de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer les suivants : - Le foyer est on dépression de telle sorte que les fuites éventuelles ne déterminent pas de perte des produits de combustion dans les chaufferies et ne risquent donc pas de causer d'accidents.Tout au plus, si les fuites exis tent, elles peuvent facilement être compensées par un débit accru du ventilateur d'extraction 4 ; - Les vitesses dans le circuit des produits de combustion étant faibles, la dépression s'exerçant sur les trous 18 da brûleur est régulièrement répartie et la flamme est très régulière sur toute la longueur et sur toute la périphérie du tube brûleur 17 ; - Le brûleur et l'échangeur sont indépendants du bloc col lecteur de gaz-ventilateur. Leur remplacement ou leur vérification éventuelle sont faciles. Il faut simplement les tirer en avant pour les sortir et les vérifier ou les nettoyer. Ils sont en outre simples, fiables et robustes ; - Le plus important avantage réside dans l'encombrement global excessivement réfuit. Le volume de la chaudière peut en effet être estimé à quatre fois moins de celui des chaudières classiques actuelles pour une même puis sanie utile ; - Le prix de revient de la chaudière est très bas du fait de la simplicité extrême de sa réalisation et de ses dimensions relativement faibles - le brûleur, s'il est calculé avec une bonne section totale d'ouvertures, est très silencieux par rapport aux brûleurs torches généralement utilisés (atmosphéri ques ou pulses); ; - Il est de plus très facile, pour obtenir de grosses puis sances, et du fait de leur faible encombrement, d'utili- ser une batterie de plusieurs chaudières en parallèle, chaque chaudière comportant de préférence son propre ven tilateur. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'a été donné qu'à titre d'exemple et qu'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Chaudière à gaz comportant une enceinte raccordée à un conduit évacuation des gaz de combustion et dans laquelle pénètre un brûleur tubulaire qu'entoure un échangeur de chaleur cylindrique formé de tubes à ailettes, parallèles au beur et montés entre deux collecteurs annulaires, ledit échangeur étant obturé à son extrémité par une cloison transversale, de façon que les gaz de combustion soient obligés de passer entre les tubes, caractérisée en ce que le conduit d'évacuation des gaz de combustion est raccordé à un dispositif d'aspiration, de telle sorte que le foyer de la chaudière fonctionne en dépression. 2. Chaudière selon la revendication 1, dans laquelle le brûleur est fermé à son extrémité et percé d'ouvertures régulière ment réparties sur sa surface latérale intérieure au foyer, caractérisée en ce qu'un espace relativement faible est ménagé entre le brûleur d' une part et les ailettes ainsi que la cloison transversale de l'échangeur d'autre part, ce qui permet de réduire le volume de la chaudière pour une même puissance utile. 3. Chaudière selon la revendication 2, dans laquelle des chicanes sont disposées extérieurement à l'échangeur, afin de ménager aux gaz des fentes longitudinales de sortie situées en regard des tubes, caractérisée en ce que les chicanes ont une section en V, afin de présenter des ailes adjacentes aux tubes et qui enveloppent partiellement ces derniers. 4. Chaudière selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que, dans sa portion externe à l'enveloppe, le brûleur contient un noyau creux profilé arrondi vers l'aval, percé dtorifices de sortie vers Itamont et raccordé à un conduit d'arrivée de gaz, ce brûleur étant en outre équipé d'un dispositif de réglage dtentrée dair. 5. Chaudière selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée an ce que l'enveloppe présente une ouverture par laquelle on peut sortir en bloc l'échangeur, ladite ouverture étant fermée par un couvercle dans lequel est monté le brûleur. 6. Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que 11 enveloppe, l'échangeur et le brt- leur sont disposés horizontalement. 7. chaudière, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs chaudières élémentaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, montées en parallèle. 8. Chaudière selon la revendication 7, caractérisée en ce que chacune des chaudières élémentaires comporte son propre dispositif d'aspiration de gaz de combustion,