Brevet FR2452060A1 — publié le 19801017

La présente invention se rapporte à des perfectionnements à des appareils individuels de production instantanée disau pour usage sanitaire utilisant des combustibles gazeux (ou gaz combustibles). Actuellement, un grand nombre de logements anciens sont équipés avec des chauffe-eau alimentés en gaz combustibles et qui doivent être remplacés, soit du fait de leur vétusté, soit du fait que leur conception ne permet pas d'assurer les besoins sanitaires de confort amélioré demandés aujourd'hui. Le remplacement de ces chauffe-eau par des chauffe-eau modernes pose de très grosses difficultés, car les nouveaux appareils de remplacement doivent évidemment être montés en respectant les normes imposées par la législation en vigueur. En pratique, cela signifie que si l'on veut remplacer un appareil ancien de production d'eau chaude sanitaire alimenté en combustibles gazeux par un appareil moderne, il faudra crée ou gainer le conduit d'évacuation des produits de la combustion., refaire l'installation électrique d'alimentation du chauffe-eau en amenant un circuit de terre qui habituellement fait défaut, tout ceci entraînant de lourdes dépenses. On tente parfois de résoudre ces difficultés par les palliatifs suivants. 1. On- remplace le chauffe-eau alimenté en gaz combustibles par un chauffe-eau électrique. Le chauffe-eau électrique a l'in convenaient d'être encombrant, de nécessiter souvent le renforcement du circuit d'alimentation électrique, et d'être très coûteux à ltemploi. En outre, il n'a pas la souplesse d'utilisation du chauffe-eau à gaz qui permet de satisfaire instantanément à toute demande d'eau chaude sanitaire, quelle que soit la quantité d'eau chaude demandée aux postes de puisage. 2. On remplace le chauffe-eau ancien et son conduit d'évacuation par un appareil de type mural dit à "ventouse" qui peut se monter contre un mur extérieur. L'air frais nécessaire à la combustion est aspiré à ltextérieur tandis que les produits de la combustion sont refoulés à grande vitesse (supérieure à 8 mètres/seconde) à travers un court conduit qui traverse le mur. L'inconvénient de cette solution est que les appareils muraux de ce type existant sur le marché sont des appareils relativement coûteux et de puissance s-urdimensionnée par rapport aux besoins réels. En outre, ces appareils qui font appel à une instal lation électrique pour ltentraînement de de l'extracteur des produits de la combustion nécessitent également la mise aux normes de l'installation électrique du logement et en particulier la prévision d'une prise de terre pour la chaudière 3.Enfin, une solution en quelque sorte de pis-aller, est autorisée, selon laquelle on admet que des chauffe-eau de type classique non raccordes peuvent être installés à condition que soit prévu sur le chauffe-eau un dispositif de sécurité qui analyse à chaque instant la teneur en oxyde de carbone de l'atmosphère de la pièce où est installé le chauffe-eau et qui arrête le fonctionnement du chauffe-eau dés que cette teneur dépasse un certain seuil de sécurité. Cette solution n'est guère satisfaisante et ne supprime pas en particulier les effets secondaires désagréables de déga- gement des produits de la combustion dans la pièce qui, en dehors des effets nocifs sur la santé créent des dégradations de la peinture et des revêtements du local. L'invention se propose de résoudre les difficultés mentionnées en créant un appareil de production d'eau chaude sanitaire alimentés en gaz combustibles qui soit susceptible de fonctionner dans de parfaites conditions de combustion et d'extraction, dent la puissance corresponde exactement à la demande, qui ntentraîne pas ltobligation d'un renforcement des colonnes d'alimentation en gaz, de distribution d'eau, ni aucune modification du réseau électrique et réponde en même temps à toutes les normes de sécurité et règlementations les plus modernes. Ces objets sont atteints selon l'invention en équipant l'appareil de production d'eau chaude sanitaire elimenté en gaz combustibles d'un extracteur mécanique des produits de la combustion, comprenant une turbine d'extraction permettant de mettre l'appareil en dépression pour son alimentation en air comburant et de refouler les produits de la combustion en surpression à l'atmos phère, ladite turbine étant entrainée par un moteur hydraulique qui est monté en série sur le circuit d'eau alimentant les divers postes de puisage et qui est entraîné en rotation automatiquement dès qu'il y a débit d'eau dans ledit circuit. On comprend que de cette façon on crée, sans surcoût notable de la construction, un appareil de production d'eau chaude sanitaire alimenté en combustibles gazeux qui, par sa conception peut se monter "en ventousett sur un mur extérieur, qui peut être alimenté par la colonne montante de gaz pré-existante dulogementancien à ré-équi peur. D'autre part, l'extracteur mécanique ne nécessitant pour son ontrainoment aucune alimentation électrique, il n'est évi-- demment pas besoin de toucher à l'installation électrique du logement ni de prévoir de prise de terre. En outre, l'appareil pour- ra fonctionner même en l'absence de courant électrique, par exemple en cas de panne du secteur. D'autre part, compte tenu de ltefficacité réelle de l'extrac- tion mécanique utilisée, il sera même possible de monter le chauffe-eau en tout endroit désiré du local, sans que l'on soit astreint à le placer en ventouse contre un mur extérieur. I1 suffira en effet de raccorder le chauffe-eau paruun double conduit, par exemple de type co-axial à ltextérieur, le conduit externe assurant la prise d'air à ltextérieur pour la combustion, et le conduit central assurant l'extraction à l'extérieur des produits de la combustion. Ainsi, le chauffe-eau pourra être place par exemple à une distance d'un ou deux mètres du mur extérieur où s'effectuent la prise d'air et 11 extraction des produits de la combustion. L'invention apparaStra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés illustrant à titre dtexemp^le un mode de réalisation. Dans ces dessins,: - la figure 1 est une vue en coupe faite sensblement dans le plan I--I de la figure 2 à traver-s un moteur hydraulique 54nçu selon ltinvention pour l'entraînement de la turbine d'extraction, - la figure 2 est une vue en coupe faite sensiblement selon le plan II-II de la fig-ure 1 à travers le moteur hydraulique et la turbine d'extraction qu'il entraîne, - la figure 3 est une vue en élévation faite sensiblement selon la flèche III de la figure 2 montrent la turbine d'extraction, - la figure 4 est une vue schématique illustrant comment peut être utilisé un chauffe-eau équipe de l'extracteur mécanique de l'invention. On se reportera tout d'abord aux figures 1 à 3 pour décrire une construction préférée de ltextracteur mécanique. L'extracteur mécanique comprend essentiellement un moteur hydraulique 1 qui entraîne une turbine d'extraction 2. Le moteur 1 comprend, logées dans un carter 3, par exemple en plastique moulé, -cteux roues à engrenages 4, 5 qui peuvent être réalisées par exemple en bronze. coulé. Ces roues tournent autour de deux pivots 6, 7 dans le carter 3 en engrenant l'une dans l'autre. L'eau froide qui traverse le chauffe-eau lorsqu'on puise de liteau à l'un des postes de puisage entre en 8 dans le carter 3 et ressort en 9. Lorsqu'un débit d'eau traverse le carter 3, il entraîne les roues 4, 5 selon le principe connu des pompes ou moteurs hydrauliques, la vitesse de rotation des engrenages étant sensiblement proportionnelle au débit d'eau traversant le moteur hydraulique. Sur l'axe 7 de la roue 5 est également calée la roue à aubes 10 de la turbine 2 d'aspiration des fumées, laquelle est logée dans un carter 11 à section en volute. Le carter 11 comporte une ouverture 12 pour l'aspiration des produits de la combustion, lesquels sont refoulés à l'extérieur du carter 2 à travers orifice 13. On se reportera à la figure 4 dans laquelle est illustré un mode d'utilisation de l'extracteur. A la figure 4, on aperçoit un appareil de production d'eau chaude sanitaire tel qu'un chauffe-eau 14 comportant à l'intérieur d'un carter étanche 15 des brûleurs 16, un corps de chauffe 17 pour liteau sanitaire et au-dessus ltextracteur mécanique des pro duits-de la combustion comprenant le moteur hydraulique 1 et la turbine d'extraction 2. L'air frais de combustion est aspiré à l'extérieur d'un mur 18 par un conduit d'arrivée d'air frais 19. Les produits de la combustion sont refoulés par la turbine 2-à travers un conduit 20 de refoulement des produits de la combustion. L'eau froide d'alimentation du chauffe-eau est amenée en 21, traverse d'abord le moteur 1 puis le corps de chauffe 17, la sortie d'eau chaude étant illustrée en 22. On décrira maintenant le fonctionnement de l'appareil. Dàs que l'usager ouvre le robinet d'eau chaude- à l'un des postes de puisage, l'eau froide amenée en 21 traverse le moteur hydraulique 1 de ltextracteur faisant tourner la turbine 2. Le chauffe-eau 14 est conçu de façon classique pour que l'allumage des brûleurs 16 ne soit réalisé que lorsque le débit d'eau appelé au poste de puisage est suffisant. Cependant, dès avant que ce débit ne soit atteint, le moteur hydraulique 1 a entraîné la turbine d'extraction, ce qui assure la pré-ventilation de l'appareil. Dès que le débit appelé au poste de puisage est suffisant, les brûleurs s'allument, l'appareil du fait de la prá-ventilation déjà établie étant dans des conditions optimales de fonctionnement. D'autre part, on notera que si le chauffe-eau est conçu de façon à pouvoir fonctionner à différents débits selon le débit d'eau appelé, le taux d'extraction sera d'autant plus grand que le débit d'eau sera important,-le taux d'extraction restant sensiblement et constamment proportionnel aux débits eau/gaz. Lorsque ltusager ferme le robinet dteau chaude sanitaire, le débit d'eau diminue progressivement. Les brûleurs du chauffe-eau starrêtent d'abord alors que l'extracteur continue à fonctionner tant que le robinet de puisage ntest pas complètement fermé. Ceci assure donc une post-ventilation du chauffe-eau ce qui là encore est favorable et souhaitable. En ce qui concerne les sécurités de fonctionnement du chauffe-eau, il y a lieu de noter que toutes les sécurités habituellement prévues peuvent continuer à être utilisées sans modification. Il en résulte que ltimplantation dtun extracteur mécanique à entraînement hydraulique conforme à l'invention peut être facilement prévu avec tout type de chauffe-eau classique, sans surcoût notable du prix de fabrication et quelles,que soient les puissances envisagées des appareils. L'invention s'applique tout parti culièrement bien aux chauffe--eau de relativement faible puissance par exemple de 125 millithermies à 250 millithermies par heure. Dans une réalisation préférée, le moteur hydraulique illustré aux figures 1 et 2 comportait deux roues en bronze tournant dansun carter plat d'environ 10 mgillimètres d'épaisseur sur une largeur L d'environ 70 millimèt-res. La vitesse de rotation à l'arbre 7 était de 1 500 tours/minute pour un débit d'eau compris entre 2, 5 et 5 litres/minute admis sous une pression minimale de 0,5 bar. La turbine d'un diamètre de 70 millimètres logée dans son carter 71 d'une épaisseur de tordre de 10 millimètres refoulait un débit de 15 m3/heure de fuméesavec une vitesse de refoulement minimale de 8 mètres/seconde. Un tel appareil est de fonctionnement fiable, silencieux et présente un encombrement très faible. Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être apportées au mode de réalisation illustré et décrit. En particulier, la conception du moteur hydraulique servant à ltentraînement de la turbine d'extraction doit être différente de celle d'un moteur à engrenages. On peut par exemple utiliser un moteur hydraulique comprenant une roue à aubes à réaction logée dans un carter plat et entraînas par le débit d'eau sanitaire appelé au poste de puisage. Une telle conception peut être plus simple que celle des roues à engrenages, mais sera moins fiable et de fonctionnement moins régulier. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Extracteur mécanique des produits de la combustion pour appareil de production d'eau chaude sanitaire alimentés en gaz combustibles comprenant une turbine d'extraction des produits de la combustion permettant de mettre l'appareil en dépression pour son alimentation en air comburant et de refouler les produits de la combustion en surpression à l'atmosphère, ledit extracteur étant caractérisé en ce que ladite turbine est entraînée par un moteur hydraulique qui est monté en série sur le circuit d'eau alimentant les divers postes de puisage et qui est entraîné en rotation automatiquement dès qu'il y a débit d'eau dans ledit circuit. 2. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur est du type pompe à engrenages dont les caractéristiques son calculées de façon à obtenir une vitesse de rotation déterminés, par exemple de l'ordre de 1500 tours/minute, sur l'axe de la turbinE au débit nominal de passage d'eau à travers l'appareil. 3. Extracteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moteur comprend deux roues à engrenages logées dans un carter plat que traverse l'alimentation dteau froide de l'appareil à travers un orifice d'entrée et un orificede sortie prévus à cet effet dans ledit carter pour l'entraînement desdites rouesdès qu'un débit d'eau traverse l'appareil. 4. Extracteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moteur comprend une roue à aubes à réaction logée dans un carter plat que traverse l'alimentation d'eau froide de l'appareil à travers un orifice d'entrée et un orifice de sortie prévus à cet effet dans ledit carter pour l'en- traînement de ladite roue à aubes dès qu'un débit d'eau traverse l'appareil. 5. Extracteur selon l'uns des revendications précédentes, caractrissé en ce que ladite turbine d'extraction est du type à pales à réaction logées dans un boîtier plat à-section en volute accolé au carter du moteur hydraulique. 6. Appareil de production d'eau chaude sanitaire alimenté en gaz combustible, en particulier de petite puissance de l'ordre de 125 à 250 millithermies/heure,caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un extracteur mécanique des produits de la combustion selon l'une des revendications précédentes.