Brevet FR2394764A1 — publié le 19790112

La présente invention se rapporte aux chauffe-eau à gaz à accumulation. Dans certains de ces appareils, notamment les chauffe- eau de puissance relativement élevée que l'on utilise dans l'industrie ou les collectivités, la surface de chauffe comporte un faisceau vertical de tubes de fumée montés entre deux plaques tubulaires situées l'une au bas du réservoir, juste au-dessus des brdleurs et l'autre au sommet dudit réservoir. Cet agencement présente des inconvénients. En effet, la plaque inférieure, qui est située au voisinage du fond du réservoir, reçoit une grande partie du calcaire que l'eau abandonne dans celui-ci. Ce calcaire est difficile à éliminer du fait de l'obstacle que constituent les tubes de fumée. Il s'interpose entre la plaque tubulaire et l'eau et il s'ensuit un échauffement anormal de ladite plaque, qui se détériore rapidement. Par ailleurs, des études poussées sur le rendement des surfaces de chauffe constituées de tubes verticaux ont montré que l'échange thermique entre les gaz de combustion et liteau à chauffer ne s'étalait pas régulièrement sur toute la hauteur desdits tubes. le graphique de la figure 1, dans lequel on a porté en abscisses la longueur d'un tube de fumée et en ordonnées la température des fumées, montre que la température desdites fumées, qui est de l'ordre de ioeoo C à l'entrée du tube, décroSt rapidement puisqu'elle n'est plus que d'environ 200 C à un peu plus de 30 centimètres de ladite entrée pour tomber ensuite jusqu'à 100 C au bout de deux mètres. En régime permanent, le flux de chaleur qui traverse la surface du tube de fumée peut s'exprimer par une relation de la forme : = = E s dans laquelle E est un coefficient de transmission thermique, S la surface, sst l'écart de température entre le fluide chauffant, c'est-à-dire les fumées, et le fluide chauffé, à savoir l'eau. Or, ht est maximum à la partie inférieure du tube de fumée et n'a une valeur importante que sur une assez courte distance, quelques décimètres, comme on peut le vérifier sur le graphique de la figure 1. Donc, presque tout l'échange thermique se produit au début du tube de fumée, le restant de ce tube ne jouant pratiquement plus qu'ut rôle de cheminée d'évacuation des gaz brillés, la présente invention a pour objectif essentiel de remédier aux inconvénients que l'on vient d'exposer et, à cet effet, elle propose de déterminer la longueur des tubes de fumée et la hauteur du foyer,de telle sorte que la plaque tubulaire inférieure soit située dans la partie supérieure du réservoir du chauffe-eau, par exemple dans le quart supérieur de celui-ci, la longueur des tubes de fumée étant réduite à quelques déeimètres, par exemple 35 cm environ0 Cette disposition offre l'avantage de réduire considérable- ment l'entartrage de la plaque puisque la quantit d'eau qui surmonte celle-ci est beaucoup plus faible et que le calcaire a-- tendance à descendre dans le réservoir par gravité. L'échauffement de la plaque tubulaire se trouve lui aussi réduit puisque ladite plaque est située plus loin des brdleurs, les tubes de fumée, beaucoup plus courts,se trouvent utilisés plus rationnellement, dans leur partie efficace. a description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. la figure 1 est le graphique longueurs-températures dont il a été question au début du présent mémoire. La figure 2 est une coupe verticale schématique dlun chauffe-eau perfectionné conformément à l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, un chauffe-eau comporte un réservoir I destiné à reposer verticalement sur des pieds 2. Ce réservoir est entouré dtune enveloppe calorifuge 3 protégée par une jaquette 4. il est équipe d'une tubulure 5 d'entrée d'eau froide munie d'une soupape de strette 6, d'une tellure de sortie d'veau chaude 7, d'une tubulure de vidange 8, d'un robinet de puisage 9, d'un ther- nostat 10 et d'un fusible de sécurité Il la tubulure d'entrée 5 est raccordée, dans le réservoir, à un serpentin 12 qui débouche dans la partie inférieure du réservoir et assure un pré-chauffage de liteau. Aux pieds 2 est fixé un dispositif de brdleurs 13 que surmonte une paroi verticale cylindrique 14 raccordée avec étan déité au fond annulaire 15 du réservoir. Cette paroi se prolonge dans le réservoir Jusqu'à peu près les trois-quarts ou les quatre cinquièmes de la hauteur de celuici. Elle est fermée, à son extrémité supérieure par une plaque tubulaire 16 percée de trous dans lesquels sont fixées les extrémités inférieures de tubes de fumée 17. les extrémités supérieures de ces tubes sont fixées à une autre plaque tubulaire 18 fixée à la partie inférieure d'un conduit cylindrique de sortie 19 que surmonte un chapeau coupe-tirage 20. les gaz de combustion montent dans le foyer formé par la paroi 14 et la plaque 16, pour sortir par les tubes 17 que l'on peut garnir, au voisinage de la plaque 16, d'une chicane hélicot- dale 21 afin d'augmenter la turbulence. La longueur des tubes n'étant que de quelques décimètres, par exemple environ 35 centimètres, le rendement desdits tubes est optimum0 les risques d'entartrement de la plaque 16 sont considérablement réduits du fait de la situation de ladite vaque à la partie supérieure du réservoir. En outre, la plaque chauffe moins puisque les gaz de combustion se sont déjà refroidis dans le foyer dont elle forme le ciel avant de l'atteindre. l'économie résultant de la diminution de longueur des tubes est également appréciable il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il pourrait être modifié, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention0 REVENDICATIONS 1. Chauffe-eau à gaz à accumulation comportant un faisceau vertical de tubes de fumée montés par leur extrémité inférieure dans une plaque tubulaire formant le ciel d'un foyer, caracténsé en ce que la longueur des tubes de fumée et la hauteur du foyer sont choisies de telle sorte que la plaque tubulaire se trouve située dans la partie supérieure du réservoir. 2. Chauffe-eau selon la revendication j, caractérisé en ce que la plaque tubulaire est située dans le quart supérieur du réserw voir. 3. Chauffe-eau selon ltune des revendications t ou 2, caractérisé en ce que la longueur des tubes de fumée est de l'ordre de quelques décimètres. 4. Chauffe-eau selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur des tubes de fumée est d'environ 35 centimètres. 5e Chauffe-eau selon l1une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le foyer présente une paroi verticale tubulaire réunie par son bord supérieur à la plaque tubulaire et stétendant sur la majeure partie de la hauteur du réservoir. 6. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications 1 i 5, caractérisé en ce que lee tubes du faisceau contiennent des chicanes hélicoSdales disposées au voisinage de la plaque tubulairee