Brevet FR2464437A1 — publié le 19810306

- 1 - La présente invention se rapporte.à une chaudière comportant une chambre de combustion dans laquelle est disposé un brûleur muni de nombreux orifices, un échangeur de chaleur pour le fluide devant être chauffé, une alimentation d'air de - combustion et une évacuation des gaz de combustion, ladite chaudière comportant en plus des moyens pour forcer l'évacua- tion des gaz de combustion. Des chaudières similaires connues, sont fréquemment utilisées, par exemple, dans des installations de chauffage central. Un inconvénient des chaudières de ce type est que leur construction est assez volumineuse. Un des buts de l'invention est la réalisation d'- une chaudière de construction très compacte et de rendement accru. Suivant l'invention, ce but est atteint en ce que le brûleur est formé par une paroi d'une chambre de mélange pour le combustible et la totalité de l'air nécessaire à la combustion, laquelle paroi comporte les orifices du brûleur et fait face à l'échangeur de chaleur, ladite paroi étant située à l'extérieur de l'espace couvert par la projection verticale de l'échangeur de chaleur sur le fond de la chambre de combustion. Comme tout l'air nécessaire à la combustion est fourni au travers de la chambre de mélange, ladite chambre de combustion n'a pas d'ouverture pour l'air secondaire. Cette dernière disposition provoque aussi une diminution de la hauteur des flammes. Les orifices du brûleur peuvent ainsi être disposés très près les uns des autres, d'o permettre une très bonne utilisation de la surface totale du brûleur. Jusqu'à présent, lesgaz de combustion des chaudières ne pouvaient pas être refroidis en dessous de leur température de condensation à cause des condensats qui, mélangés à la suie et/ou à des particules corrosives, pouvaient dégoutter de l'- échangeur de chaleur, et se déposer sur les brûleurs, en en perturbant ainsi le fonctionnement. Des efforts ont été faits pour éviter cet inconvénient en disposant un second échan- geur de chaleur dans l'échappement, à l'extérieur de la cham- bre de combustion. Cependant, dans cette solution la compacité de construction de la chaudière est affectée, tout en condui- - 2 - sant à un mode d'exécution plus compliqué, donc coûteux. Suivant l'invention, la chambre de mélange est située de préférence audessus de l'échangeur de chaleur, la paroi constituant le brûleur étant orientée vers le bas. En liaison avec la position du brûleur, un type d'- écoulement désiré des gaz de combustion est ainsi obtenu, tandis que l'espace situé au-dessous de l'échangeur reste libre pour collecter et évacuer les condensats. Dans un mode d'exécution préféré, les moyens pour réaliser l'évacuation forcée des gaz de combustion comportent un ventilateur qui est monté dans l'orifice d'entrée de la chambre de mélange. La proportion gaz-air peut être facilement ajustée par le réglage de la différence de pression entre la chambre de mélange et la chambre combustion, et une combus- tion optimale peut être ainsi obtenue. Les diverses caractéristiques, ainsi que les avan- tages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description détaillée ci-après, relative à deux modes d'exécution préférés de l'invention donnés à titre non limi- tatif. Au dessin annexé La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une chaudière selon l'invention; La figure 2 est une vue en coupe selon l'axe II-II de la figure 1; et La figure 3 est une vue en coupe d'un autre mode d'exécution de la chaudière suivant l'invention. Telle que représentée aux figures 1 et 2, la chau- dière comporte une enceinte (1) délimitant une chambre de combustion (2), une alimentation d'air (3) et un conduit d'évacuation (4) pour les gaz de combustion, un brûleur (5) est disposé près du haut de la chambre de combustion au-des- sous duquel un échangeur de chaleur (6) est adapté pour le fluide à chauffer. Le brûleur (5) est constitué par une chambre de mélange (7) dont la paroi faisant face à l'échangeur de chaleur est munie d'orifices pour la combustion, cette cham- bre de mélange étant reliée à l'alimentation d'air (3) au travers d'un orifice (8). Le bec du tube d'alimentation en combustible (9) est disposé à proximité de l'orifice (9). -3- La chambre de combustion (2) comporte une paroi réfractaire (10) qui est entourée par une enceinte extérieure (11), un espace étant laissé entre la paroi et l'enceinte, cet espace fait partie de l'alimentation d'air (3). L'ouverture d'entrée (12) de cette alimentation d'air (3) est disposée de façon concentrique autour du conduit d'évacuation (4) des gaz de combustion. Le fond (13) de la chambre de combustion (2) est muni d'une rigole (14) d'évacuation des condensats provenant de l'échangeur de chaleur, ladite rigole étant inclinée et étant munie d'un dégorgeoir (15) en son point le plus bas. La partie de l'échangeur de chaleur o se forment les condensats est munie de bandes (16), guidant les conden- sats de l'échangeur vers la rigole (14). En dernier lieu, un ventilateur (17) est disposé dans la sortie du tuyau de cheminée pour une extraction forcée des gaz de combustion. Dans le mode d'exécution de l'invention représenté aux figures 1 et 2, le brûleur constitué par la chambre de mélange est situé dans la partie haute de la chambre de com- bustion. Dans cette chambre de mélange, l'air nécessaire à la combustion fourni par l'alimentation d'air (3) est mélangé avec le combustible, après quoi le mélange combustible s'- écoule vers le bas au travers des orifices du brûleur dans la chambre de combustion o la combustion finale a lieu. Cette position du brûleur offre aussi l'avantage de flammes très courtes d'o la possibilité de placer -'- échangeur plus près du brûleur et de rendre la taille de la chambre de combustion aussi petite que possible. Il en ré- sulte une construction de chaudière très compacte. Enfin, les gaz de combustion sont évacués au moyen du ventilateur (17) dans une direction contraire à leur déplacement naturel et ces gaz peuvent être refroidis dans la chambre de combustion à une température inférieure à leur température de condensa- tion. Les condensats formés près du dessous de l'échangeur de chaleur, s'écoulent le long des bandes (16) et sont re- cueillis dans la rigole (14) à partir de laquelle ils peu- vent être évacués par l'intermédiaire du dégorgeoir (15). - 4 - La figure 3 représente un autre mode d'exécution de l'invention, dans lequel les organes similaires sont repé- rés par des mêmes numéros. Dans ce mode d'exécution, le ventilateur (17) pour l'obtention d'un tirage forcé n'est pas situé dans le conduit d'évacuation des gaz de combustion, mais dans l'orifice (8) de la chambre de mélange (7). Le ventilateur n'étant pas en contact avec les gaz de combustion, la corrosion par dc'éven- tuels agents nuisibles est ainsi évitée. Le brûleur (5) est disposé près de l'échangeur de chaleur, la paroi comportant les orifices étant verticale et les gaz de combustion s'écou- lant dans la chambre de combustion suivant une direction sensi- blement horizontale. Les bandes (16) pour guider les conden- sats sont dans ce cas disposées sur le côté de l'échangeur opposé au brûleur. Le tirage forcé permet au brûleur d'être placé en toute position désirée, tout l'air nécessaire pour la combus- tion étant fourni vers la chambre de mélange de sorte que la paroi (5) du brûleur peut occuper la totalité de la section transversale de la chambre de combustion, puisque l'on n'a pas besoin d'air secondaire. Ces caractéristiques contribuent aussi à une très petite chambre de combustion et par conséquence à une cons- truction très compacte de la chaudière et à une utilisation optimale de la chaleur de combustion. Toute perte de chaleur, au travers des parois (10) de la chambre de combustion est évitée, puisque l'air de combustion est dirigé vers la chambre de mélange au travers d'une enceinte disposée autour de ladite chambre de combustion. Comparativement aux chaudières traditionnelles, les caractéristiques de l'invention conduisent à une augmentation du rendement de la présente chaudière d'environ 20%, d'o la réalisation d'économies de consommation considérables. REVENDICATIONS 1. Chaudière comportant une chambre de combustion (2) dans laquelle est disposé un brûleur (5) muni de nom- breux orifices, un échangeur de chaleur (6) pour le fluide devant être chauffé, une alimentation d'air de combustion (3) et une évacuation des gaz de combustion (4) ladite chaudière comportant en plus des moyens pour forcer l'évacuation des gaz de combustion, caractérisée en ce que le brûleur (5) est formé par une paroi d'une chambre de mélange (7) pour le combustible et la totalité de l'air nécessaire à la combus- tion, laquelle paroi comporte les orifices du brûleur et fait face à l'échangeur de chaleur (6), ladite paroi étant située à l'extérieur de l'espace couvert par la projection verticale de l'échangeur de chaleur sur le fond de la chambre de com- bustion (2). 2. CHaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi (5) de la chambre de mélange (7) s'étend pratiquement sur la totalité de la section-transversale de la chambre de combustion (2). 3. Chaudière selon la revendication 1 ou 2, carac- térisée en ce que la chambre de mélange (7) est située au- dessus de l'échangeur de chaleur (6), la paroi (5) étant orientée vers le bas. 4. Chaudière selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des moyens pour forcer l'évacuation des gaz de combustion comportent un ventilateur (17) di-sposé dans l'orifice d'entrée (8) de la chambre de mélange (7).