Brevet FR2311258A1 — publié le 19761210

La présente invention concerne une chaudière utilisant commue combustible du mazout, notamment destinée à une installation de chauffage central. On connait sans doute différents types de chaudière de ce n- re qui donnent en général satisfaction, mais dont la construction conduit à un prix de revient élevé et à un rendement calorifique médiocre. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients succinctement énoncés ci-dessus et propose à cet effet une chaudière re dont la construction est particulièrement simple alliée à un rendement calorifique bien supérieur comparé aux chaudières actuellement connues. Une chaudière pour installations de chauffage central suivant l'invention du genre comprenant : un foyer avec un brdleur à mazout, et des éléments tubulaires de circulation d'eau, se caractérise en ce qu'elle comprend en combinaison, un réseau d'éléments tubulaires noyé dans un revtement intérieur en matériau réfractaire délimitant le foyer, tandis qu'au moins une cloison disposée dans ce foyer est prévue pour diriger les gaz de combustion, depuis le brdleur jusqu'à une botte à fumées, selon un parcours con trôl comportant au moins une chicane. Selon un aspect de l'invention, le foyer présente un volume de forme parallélépidédique dans lequel sont disposées deux cloisons décalées en hauteur ; ces cloisons sont supportées par deux faces verticales latérales du foyer qui comportent à cet effet des rainures d'appui laissant apparattre un tronçon de chacun des éléments tubulaires en sorte que les cloisons sont au contact avec le tronçon en question. Suivant une caractéristique de l'invention les cloisons précitées sont disposées dans le foyer de manière à faire suivre aux gaz de combustion un trajet en S renversé aplati depuis le brdleur jusqu'à une botte à fumées, tandis que la section de passage des gaz est progressivement décroissante dans le sens brflleur botte à fumées. Selon une autre particularité de l'invention la première boucle du S présente une section de passage qui est plus grande que celle de la deuxième boucle. Cette dernière section étant elle mdmc plus grande que l'orifice d'entrée de la botte à fumées. Avec une telle configuration la chaudière a un rendement calorifique particulièrement bons du fait des parois en matériau réfractaire créant un foyer à très haute température ce qui contribue à faire brdler le mazout jusqu'à une combustion complète de tous les résidus et permet aussi le fonctionnement du brûleur avec une entrée d'air très réduite. Il est à remarquer que cette entrée d'air évite le refroidissement de la chaudière à l'arrêt du brûleur. Selon encore une autre particularité les sections de passage dans les zones des boucles du S ainsi que l'orifice ou la botte à fumées sont calculés en fonction du refroidissement des gaz, et partant, à une diminution de volume de ces derniers. On obtient ainsi un foyer dans lequel règne une température élevée pratiquement uniforme, tandis qu'une accumulation de chaleur est enregistrée par la paroi en matériau réfractaire et est transmise pratiquement intégralement au réseau d'éléments tubulaires noyé dans le matériau. Ainsi, la mise en fonctionnement du brdleur est, pour une température demandée, quelle qu'elle soit, moins fréquente et moins longue que dans les chaudières actuelles, ceci dans des conditions de fonctionnement remarquables. Des économies appréciables de combustible sont ainsi réalisées, simultanément à un prix de revient de la construction sensiblement abaissé étant donné la simplicité de fabrication. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels - La Figure 1 est une vue en coupe verticale suivant l'axe de la chaudière, - La Figure 2 est une vue en coupe horizontale suivant un plan passant par la ligne II-II de la Figure l, - La Figure 3 est une vue en coupe verticale suivant un plan passant par la ligne III-III de la Figure 1 et, - La Figure 4 montre, à plus grande échelle, un détail de la fixation des cloisons dans le foyer. Dans la forme de réalisation de l'invention, choisie et re- présentée aux Figures 1 à 4, la chaudière comprend une enveloppe extérieure 10 en tEle épaisse de forme générale parallélépipédique comportant une façade 11, un fond 12, un dessus 13, un dessous 14 et des cotés 15, 16. A l'intérieur, l'enveloppe 10 -dont la façade 11 est amovible pour permettre l'accès dans la chaudière- est revêtue d'un isolant sous forme d'une couche de laine minérale indiquée globalement en 18 dont les faces libres sont avantageusement revetues d'une paroi isolante en amiante ou autre 19. L'épaisseur de la couche d'isolant précitée est telle quels évite toute déperdition de chaleur vers l'extérieur. Intérieurement, la couche d'amiante ou de laine minérale, s'il n'est pas prévu de couche d'amiante est revêtue d'un matériau réfractaire 20, d'une épaisseur convenable dont les parois définissent un foyer globalement indiqué en 21. Vers le fond 12 de la chaudière, le matériau réfractaire 20 n'est pas appliqué contre l'enveloppe mais constitue une cloison séparatrice transversale 22, de sorte à former un compartiment 22 destiné à loger d'une part, un vase d'expension 25 sous pression d'un gaz quelconque, par exemple azote, et d'autre part, une bof- te d fuMées indiquée dans son ensemble par la référence 26. Lors de la confection du revatement en matériau réfractaire 20 un faisceau tubulaire indiqué globalement en 27 est disposé dans la chaudière de telle manière qu'il se trouve, dans sa totalité, noyé dans le matériau réfractaire 20. Le faisceau tubulaire comprend : un collecteur d'arrivéedEau froide inférieur 28, un collecteur d'eau chaude supérieur 29, réunis par des éléments de tube 30, 30A (Voir Figures 2 et 3 en particulier) liés aux collecteurs de part et d'autre de l'axe de ces derniers en formant des anneaux aplatis. Les faces libres du matériau réfractaire définissent le foyer 21 à la partie basse duquel est disposé un brdleur 31, connu en soi, assujetti à la paroi de façade Il de la chaudière. Quant au foyer 21 il présente un volume intérieur parallèlépi pédique, et il est doté de deux cloisons 32, 33 espacées dans le sens de la hauteur, et ayant une longueur telle qu'un passage 34 est ménagé entre l'extrémité libre de la cloison inférieure et la séparation 22, tandis qu'un autre passage 36 est ménagé entre l'extrémité de la cloison supérieure et le matériau isolant de la façade ; les deux passages précités ayant une section décroissante calculée. A ce sujet il est à noter que la section du passage 36 est avantageusement définie par une protubérance 37 ménagée dans le matériau réfractaire de la façade, on combinaison avec l'extrémi- té libre 38 de la cloison 32. En section transversale droite, les cloisons précitées 32, 33, présentent une face supérieure 40, et une face inférieure 41 qui sont réunies par des c8tés latéraux à surface incurvée 42 en formant deux portées d'appui longitudinales 43, 44 destinées à être eSbottées chacune dans une rainure correspondante 45, 46 ménagées dans le matériau réfractaire. A noter que la surface supérieure de la cloison haute comporte, vers une partie terminale se trouvant en regard de l'orifice de la botte fumées 26, un plan incliné 49. L'orifice de la botte à fumées à une section de passage plus petite que le passage 36 précédent, de mdme que le tuyau d'évacuation 50 raccordé à cette botte à fumées à une section de passage plus petite que l'orifice d'entrée de cette dernière. On obtient ainsi dans le foyer 21 entre le brdleur 31 et la boite à fumées 26 un trajet sinueux suivi par les gaz de combustion dont la section de passage est progressivement décroissante, ce qui conduit à allonger de manière sensible le trajet des gaz qui suivent un parcours en S renversé permettant une accumulation de chaleur supplémentaire dans les cloisons 32, 33. Les cloisons précités sont avantageusement armées, et leur aspect extérieur est profilé de manière telle que les gaz lèchent les parois du foyer servant de surface de chauffe. A noter que la face avant il de l'enveloppe est constituée par une porte en acier fixée de manière amovible à l'enveloppe extérieure qui est dotée sur sa face intérieure d'un revêtement en laine minérale doublé d'une couche de matériau réfractaire ste * i- tant avec interposition d'un joint en amiante entre les faces verticales latérales du foyer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée dola forme d'exécution choisie et représentée laquelle est au contraire susceptible de recevoir diverses modifications sans pour cela sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que la chaudière ci-dessus décrite pourrait être aménagée en vue d'utiliser comme combustible non plus du fond, mais du bois ; à cet effet, la façade de la chaudière serait dotée d'une porte de chargement tandis que l'emplacement du brtleur serait agencé pour constituer une porte de cendrier. Par ailleurs, dans cette variante la cloison 33 serait supprimée. REVENDICATIONS 1. Chaudière pour installation de chauffage central du genre comprenant : dans une enveloppe, un foyer avec un brûleur à mazout, et des éléments tubulaires pour la circulation d'un fluide quelconque, caractérisée en ce qu'elle comprend un réseau d'éléments tubulaires noyé dans un revêtement intérieur en matériau réfractaire définissant le foyer, tandis qu'au moins une cloison disposée dans ce foyer est prévue pour diriger les gaz de combustion depuis le brûleur jusqu'à une botte à fumées, selon un parcours contrblé comportant au moins une chicane. 2. Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les faces du matériau réfractaire définissant le foyer forment un volume de forme générale parallélépipédique, dans lequel sont disposées deux cloisons horizontales décalées en hauteur et supportées par les faces verticales du foyer, ces cloisons étant adaptées à ménager en combinaison avec des parois du foyer au moins deux passages de section prédéterminée. 3. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cloisons précitées ont une longueur inférieure à celle du foyer, elles sont disposées tette boche en sorte qutun premier passage est ménagé entre l'extrémité de la cloison inférieure et une paroi de fond verticale du revêtement, tandis qu'un second passage est ménagé par la cloison supérieure entre son extrémité libre et la face intérieure d'une paroi verticale de façade du revêtement. 4. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cloisons sont en matériau réfractaire avantageusement armé. 5. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cloisons présentent en section transversale droite une face supérieure et une face inférieure planes, lesdites faces étant réunies par des côtés incurvés, ménageant au voisinage de la face inférieure une portée d'appui destinée à etre engagée dans une rainure prévue dans le revetement. 6. Chaudière selon la revendication 5, caractérisée en ce que les cloisons sont, par leurs portées d'appui respectives au contact des éléments tubulaires. 7. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face supérieure de la cloison haute présente un plan incliné en regard de la boite à fumées. 8. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les premier et second passages ménagés entre les cloisons et le revêtement ainsi que l'orifice d'entrée de la boîte à fumées présentent une section progressive- ment décroissante, dans le sens brûleur boite - fumées. ,. Cnaudière suivant l'une quelconque des revendications pré ceden-es, caractérisée en ce que le faisceau tubulaire est constitué par une pluralité d'éléments tubulaires qui sont connectés à un collecteur d'arrivée et à un collecteur de départ, l'ensemble étant noyé dans le revgtement en matériau réfractaire. 10. Chaudière selon la revendication 8, caractérisée en ce q'un vase d'expansion est connecté au collecteur d'arrivée et est disposé dans un compartiment ménagé entre une face extérieure du foyer et la paroi de fond de l'enveloppe de la chaudière. 11. Chaudière selon la revendication 7, caractérisée en ce que la section du second passage est définie par une protubérance intérieure solidaire d'une porte de fermeture du foyer constituant la face avant de la chaudière. 12. Chaudière selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée en ce que en option en vue d'un chauffage utilisant du bois comme combustible la chaudière présente une facade avec une porte de chargement et un cendrier disposé à la place du brûleur, tandis que intérieurement elle ne comporte qu'une seule cloison0