Brevet FR2476280A1 — publié le 19810821

La présente invention concerne un dispositif en vue de dissiper la chaleur d'une chaudière de chauffage, ce dispositif étant réalisé avec des raccords pour l'alimentation de l'eau froide et pour l'évacuation de lleau chaude. Les chaudières connues destinées à chauffer l'eau alimentant les installations de chauffage central sont équipées d'un détecteur de chaleur par lequel le moteur du brûleur, qui est actionné par un combustible gazeux ou liquide, est commandé en fonction de la température régnant dans la chaudière. Dès que la température régnant dans la chaudière de chauffage a atteint une valeur prédéterminée, par exemple, de 900C et que, par conséquent, il convient d'éviter un échauffement complémentaire de l'eau se trouvant dans la chaudière, le moteur du brûleur est mis hors service. Cette mise hors service est nécessaire, car une élévation complémentaire de la température de l'eau se trouvant dans la chaudière de chauffage pourrait endommager ou même détruire cette dernière par suite de la tension de vapeur engendrée. Etant donné que, dans les chaudières de chauffage alimentées par des combustibles solides tels que le coke, le charbon ou le bois, on ne prévoit aucun moteur de brûleur et que, par conséquent, une commande de ce type ne peut être envisagée, il est nécessaire de prévoir d'autres dispositions permettant d'éviter une destruction de la chaudière de chauffage suite à une température trop élevée. Ces dispositions consistent, par exemple, à réaliser les installations sous forme d'installations dites ouvertes". En ltoccurrence, il s 'agit d'installations communiquant librement avec llatmosphère au moyen d'une conduite d'expansion de sécurité et d'un vase d'expansion situé en haut de l'installation. Toutefois, de telles installations sont très coûteuses du point de vue construction. Afin d'éviter les frais nécessaires à cet effet, il est également connu de prévoir, dans des chaudières de chauffage alimentées en combustibles solides, des conduites tubulaires séparées par lesquelles, lorsque la température de liteau contenue dans la chaudière dépasse une valeur maximale prédéterminée, de l'eau froide est introduite et par lesquelles également, suite à l'échauffement de cette eau qui est évacuée, la réduction requise de la température de la chaudière est assurée. Tout ceci s'effectue sous la commande d'un thermostat prévu dans la chaudière. Toutefois, ces conduites tubulaires séparées ne peuvent être installées que dans des chaudières de chauffage réalisées en tôle acier ; en effet, ce n'est que dans de telles chaudières que l'on dispose de la place requise pour installer ces conduites. En revanche, dans le cas de chaudières de chauffage réalisées en fonte, dont les éléments ont des parois très épaisses et dans lesquelles le compartiment d'eau est relativement petit, on ne peut utiliser ces conduites tubulaires connues du fait que llon ne dispose pas de la place requise à cet effet. Cependant, afin de pouvoir installer des conduites tubulaires connues même dans des chaudières de chauffage réalisées en fonte, il est également connu d'équiper ces chaudières d'un élément séparé comportant un compartiment destiné à recevoir une conduite tubulaire. Toutefois, dans ce cas, ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, il est nécessaire d'installer un élément séparé que l'on peut prévoir dans le cas de chaudières de fabrication récente, encore que ce soit là une solution coûteuse. De plus, la fabrication de ces tubes réalisés, par exemple, en cuivre, est très onéreuse. Enfin, la chaleur est dissipée uniquement de la zone de la chaudière qui vient à la suite de cet élément supplémentaire. Toutefois, dans le cas de chaudières déjà fabriquées ou déjà en service, pour des raisons économiques et d'organisation, il est pratiquement exclu de les équiper d'un élément séparé destiné à recevoir des conduites tubulaires En conséquence, la présente invention a pour objet de fournir un dispositif en vue de dissiper la chaleur d'une chaudière de chauffage, ce dispositif ayant des dimensions à ce point réduites qu'il peut être installé dans n'importe quel type de chaudière de chauffage connu jusqu'à présent et ce, qu'il s'agisse de chaudières réalisées en fonte ou en tôle d'acier. A cet effet, suivant l'invention, on prévoit deux tubes emboités l'un dans l'autre, l'espace intérieur du tube intérieur conduisant, à une de ses extrémités, à un premier raccord tandis que, à son autre extrémité, il débouche dans l'espace annulaire formé entre les deux tubes, cet espace annulaire conduisant à un deuxième raccord à l'extrémité opposée à l'em- bouchure. De préférence, dans l'espace annulaire, on installe une chicane de forme hélicoZdale. Selon une autre caractéristique préférée, sur son enveloppe extérieure, le tube extérieur comporte des ailettes longitudinales ou périphériques. Selon une autre caractéristique préférée, le tube extérieur est réalisé avec une bride transversale au moyen de laquelle le dispositif peut être fixé à une chaudière de chauffage. Cette bride peut être suivie d'une tubulure qui est traversée latéralement par des tubulures formant les raccordements aux différents canaux. Selon une autre caractéristique préférée, dans la zone où l'espace intérieur du tube intérieur débouche dans l'espace annulaire, est prévue une soupape réalisée, par exemple, sous forme dsune soupape à disque ou d'une soupape à piston. Cette soupape peut hêtre commandée au moyen d'un thermocouple adapté à laextrémité du tube extérieur, qui est éloignée des raccords. Ce thermocouple peut être isolé thermiquement vis-à-vis de la soupape. L'isolation thermique peut être assurée par un piston pouvant se déplacer à l'intérieur du tube extérieur. Enfin, à l'extrémité du tube extérieur, qui est éloignée du raccord, est prévue une vis destinée à régler le thermocouple. L'objet de l'invention sera décrit ci-après d'une manière plus détaillée par un exemple de réalisation illustré dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une chaudière de chauffage afin d'illustrer les endroits auxquels un dispositif suivant l'invention peut être incorporé dans une chaudière de chauffage la figure 2 est une coupe longitudinale axiale d'un dispositif suivant l'invention la figure 3 illustre un détail du dispositif de llinvention dans une forme de réalisation quelque peu modifiée par rapport à celle de la figure 2, et la figure 4 est une coupe prise suivant la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 1 illustre une chaudière de chauffage 1 d'un type connu jusqu'à présent. Une chaudière de ce type comporte habituellement un canal de distribution inférieur 2 et un canal collecteur supérieur 3 en vue d'alimenter les éléments de la chaudière 1 en eau froide ou afin d'évacuer l'eau chauffée dans cette chaudière . Grâce à la réalisation particulière d'un dispositif suivant l'invention, ce dernier peut avoir des dimensions à ce point réduites qutil peut être installé dans un ou dans ces deux canaux, de préférence, dans le canal collecteur prévu pour l'eau chaude. En I'occurrence, ce dispositif peut s'étendre pratiquement sur toute la longueur du canal concerné. Grâce à ce système, un excédent de chaleur peut être dissipé de deux zones diamétralement opposées d'une chaudière de chauffage. Comme on peut le constater en figure 2, un dispositif suivant ltinvention comprend un tube cylindrique 10 dont le diamètre extérieur est à peu près égal à la moitié du diamètre intérieur des canaux 2 et 3 de la chaudière de chauffage 1. A ce tube 10, est reliée une tubulure 11 formant le cir cuit d'aller de l'installation de chauffage zone de plus, à ce tube 10, est assemblée une bride 12 au moyen de laquelle, après sa mise en place dans au moins un des canaux 2 et 3 de la chaudière 1, le dispositif suivant l'invention peut être fixé à cette dernière. A l'intérieur du tube 10, se trouve un autre tube 15 qui sort latéralement de la tubulure 11 via un raccord tubulaire 16. De même, l'espace annulaire 13 situé à l'extérieur du tube 15 et à l'intérieur du tube 10 sort latéralement de la tubulure 11 via un canal 14. Dans l'extrémité fermée du tube 10, qui est située de l'autre côté de la tubulure 11, est prévu un thermocouple 20. De plus, l'extrémité du tube intérieur 15, qui se trouve dans le tube 10, est pourvue d'une soupape 17 qui peut être actionnée au moyen d'un poussoir 18 et par un poussoir 21 du thermocouple 20 à l'intervention d'un piston 19 pouvant se déplacer dans le tube 10. De plus, dans espace annulaire 13 subsistant entre les tubes 10 et 15, est prévue au moins une chicane hélicoidale 24. Ce dispositif fonctionne de la manière suivante Ainsi qu'on l'a déjà mentionné ci-dessus, un dispositif de ce type est installé dans le canal collecteur 3 ou dans ce dernier et dans le canal de distribution 2 d'une chaudière de chauffage 1 à laquelle il est fixé. La tubulure 16 est raccordée à une conduite de circulation d'eau froide, tandis que le canal 14 est raccordé à ltévacuation. Dès que, lors du fonctionnement de la chaudière de chauffage 1, une température, par exemple, de 950C, est atteinte dans cette dernière, le thermocouple 20 réagit et, à l'intervention du poussoir 21, du piston 19 et de la tige de soupape 18, ce thermocouple amène la soupape t7 dans sa position d'ouverture. De la sorte, l'eau froide renfermée dans l'espace intérieur 13t du tube 15 passe dans l'espace intérieur du tube 10 et, sous l'effet de sa pression, cette eau traverse espace annulaire 13 formé entre les tubes 10 et 15. Par suite de la section transversale relativement faible de l'espace annulaire 13, on atteint une vitesse dlécoulement relativement élevée assurant un refroidissement intensif du tube 10. De la sorte, la chaleur excessive régnant dans la chaudière 1 est dissipée jusqu'à ce que, par suite de la réduction de la température en dessous de la valeur précitée de 950C, le thermocouple 20 ramène la soupape 17 dans sa position de fermeture, interrompant ainsi tout écoulement complémentaire de l'eau. Grâce aux chicanes hélicoïdales 24 installées dans espace annulaire 13, l'eau circulant dans ce dernier est animée d'un mouvement de giration par lequel elle est mélangée tandis que, sous l'effet de la force centrifuge, elle est appliquée sous pression contre la paroi intérieure du tube 10, améliorant ainsi la dissipation de la chaleur. Le thermocouple 20 est un élément de montage habituellement disponible dans le commerce et utilisé, par exemple, dans l'industrie automobile. Il peut être commandé par un liquide ou il peut contenir un bimétal. Le réglage requis de ce thermocouple 20 peut être assuré au moyen d'une vis 22 prévue sur la face frontale du tube 10. Le piston 19 a pour fonction d'empêcher llaf- flux d'eau froide au thermocouple 20, sinon ce dernier provoquerait la fermeture de la soupape 17 indépendamment de la température de l'eau régnant dans la chaudière. Au lieu de ce piston, on peut également prévoir d'autres éléments appropriés de protection pour autant que le thermocouple 20 soit suffisamment isolé thermiquement vis-à-vis de l'eau froide qui afflue. De préférence, le poussoir 18 de la soupape est entouré d'un ressort de rappel 25. Ce ressort 25 constitue une sécurité supplémentaire contre un afflux intempestifde l'eau froide dans la mesure où, déjà sous l'effet de la pression deau régnant dans le tube 15, la soupape 17 est amenée dans sa position de fermeture ou est commandée vers sa position d'ouverture par le thermocouple 20 à l'rencontre de la pression d'eau. Afin d'améliorer l'absorption de chaleur par le tube 10, ce dernier peut comporter, sur sa face extérieure, des éléments profilés tels que, par exemple, des ailettes longitudinales ou périphériques. Les tubes 10 et 15 peuvent être réalisés en cuivre, en aluminium ou ep acier. Au lieu de la soupape à disque 17 illustrée en figure 2, on peut également prévoir une soupape à piston du type représenté en figure 3. Dans cette soupape, le piston 30 est, par exemple, plat et il comporte une fente 31 allant en s'élargissant et par laquelle liteau peut s'écouler hors du tube 15 lors du déplacement de ce piston.30. En I'occurrence, l'afflux d'eau froide dans l'espace annulaire 13 et via la fente 31 du piston 30 est réglé en fonction de la distance sur laquelle le piston 30 a glissé à llintérieur du tube 15 et, par conséquent, en fonction de la section transversale de passage libérée de la fente 31. En réalisant un dispositif suivant l'inven- tion de la manière décrite ci-dessus, même dans des conditions de fonctionnement défavorables, ce dispositif permet d'assurer une dissipation suffisante de la chaleur pour pouvoir éviter une élévation de la température au-delà d'environ 1150C dans la chaudière de chauffage. Grâce à sa construction compacte, un dispositif de ce type peut être installé dans le canal de distribution ou dans le canal collecteur des chaudières de chauffage, en particulier, celles réalisées en fonte, sans pour autant en altérer le fonctionnement. Dès lors, on peut renoncer à monter des installations ouvertes pour des chaudières de chauffage alimentées en combustiblessolidesou à équiper ces chaudières de chauffage d'éléments supplémentaires destinés à recevoir des conduites tubulaires du type connu jusqu'à présent. REVENDICATIONS 1. Dispositif en vue de dissiper la chaleur d'une chaudière de chauffage, ce dispositif étant réalisé avec des raccords pour l'alimentation de l'eau froide et pour l'évacuation de liteau chaude, caractérisé en ce qu'on prévoit deux tubes emboités l'un dans l'autre (10, 15), l'espace intérieur (13') du tube intérieur (15) conduisant, à une de ses extrémités, à un premier raccord (14) tandis que, à son autre extrémité, il débouche dans l'espace annulaire (13) formé entre les deux tubes (10, 15), cet espace annulaire conduisant à un deuxième raccord (16) à l'extrémité opposée à l'embouchure. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'espace annulaire (13), on installe une chicane (24) de forme hélicoïdale. 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, sur son enveloppe extérieure, le tube extérieur (10) comporte des ailettes longitudinales ou périphériques. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube extérieur (10) est réalisé avec une bride transversale (12) afin de le fixer à une chaudière de chauffage (1). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la bride (12) est suivie d'une tubulure (11) qui est traversée latéralement par des tubulures (14, 16) constituant les raccordements aux différents canaux. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que,dans la zone où l'espace intérieur (13t) du tube intérieur (15) débouche dans l'espace annulaire (13), est prévue une soupape (17) réalisée, de préférence, sous forme d'une soupape à disque ou d'une soupape à piston. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, à lgextrémité du tube extérieur (10), qui est éloignée des raccords (14, 16), est prévu un thermocouple (20) par lequel la soupape (17) peut être commandée. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le thermocouple (20) est isolé thermiquement vis-à-vis de la soupape (17). 9. Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'isolation thermique est assurée par un piston (19) pouvant se déplacer à llinté- rieur du tube extérieur (10). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que, à ltextrémité du tube extérieur (10), qui est éloignée du raccord, est prévue une vis (22) destinée à régler le thermocouple (20).