Brevet FR2474672A1 — publié le 19810731

L'invention concerne un dispositif de récupération des calories dans les fumées évacuées par les installations thermique s les dispoSitifs eonn^as de ce genre présentent deux inconvénients relatifs, l'un au rendement calorifique qui est faible, autre à la pression des fumées qui augmente et qui cause donc une diminution de tirage de l'installation thermique En outre, les solutions visant à réduire ces deux inconvénients sont contradictoires9 car pour un même encombrement du dispositif de récupération des fumées, si l'on cherche à augmenter l'échange thermique, on augmente également la pression de la fumée en augmentant sa difficulté d'écoulement. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispo sites pour la récupération de calories dans les fumées évacuées par une installation thermique caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte pourvue dgun orifice d'entrée et d'un orifice de sortie pour les fumées9 un conduit central dans cette enceinte, ce conduit débouchant par ses extrémités dans l'enceinte, des éléments cylindriques répartis coaxialement entre le conduit et l'enceinteS deux boites formées dans l'enceinte et débouchant chacune d'une part aux extrémités des éléments, d'autre part à l'extérieur de l'enceinte, les deux extrémités d'un même élément cylindrique étant, à l'extérieur des boites, reliées aux deux extrémités deun élément adjacent, extérieur ou intérieur, tandis que les deux extrémités de ce même élément, sont, à l'intérieur des boites, reliées aux deux extrémités de l'autre élément adjacent, intérieur ou extérieur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les boites sont décalées angulairement autour du conduit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le conduit central comporte un moyen dobturation réglable. L invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins cisjointsg dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale swh,émaiiiqlle d'wl dispositif conforme à l'invention la figure 2 est une coupe suivant A-A de la figure i la figure 3 est une coupe suivant B-B de la figure 1. La présente invention a, en conséquence, pour but la réalisation d'un dispositif de récupération des calories dans les fumées évacuées par les installations thermiques qui soit d'un encombrement faible, d'un bon rendement thermique par la grande surface d'échange qu'il présente et qui n'augmente pas la pression des fumées par la large section de passage qu'il présente et qui permet de ne pas altérer par des pertes de charges excessives la qualité du tirage de la cheminée, Dans l'exemple représenté sur les dessins ci- joints, ce dispositif se compose d'une enceinte 1, de forme circulaire, dont l'extrémité inférieure li forme un orifice 2 et est destinée à s'adapter sur orifice de sortie des fumées de l'installation thermique. L'extrémité supérieure 12 est de forme conique et présente en son centre un orifice 3 de sortie des fumées0 Dans le centre de cette enceinte est disposé un conduit 4 qui débouche par son extrémité inférieure 4 dans l'orifice 2 de l'enceinte et par son extrémité supérieure 42 dans la partie conique 12 de cette enceinte0 A l'intérieur de ce conduit est disposée une vanne de régulation constituée par exemple par un volet 5 qui est manoeuvré par un moyen de commande 6 et qui régule, suivant la température, la partie des fumées qui doit passer directement par ce conduit central 4O Entre le conduit central 4 et la paroi intérieure de l'enceinte 1 sont répartis coaxialement des éléments cylindriques 7, tandis qu'aux extrémités de ces deux éléments et à l'intérieur de l'enceinte 1 sont disposées deux boîtes 8 et 9 en forme de secteur de cylindre et qui sont délimitées par deux parois latérales radiales 81s 82 91 et 92' et par une paroi de fond 83 et 93O Ces deux boites 8 et 9 débouchent à l'extérieur de l'enceinte par des conduits 84 et 94, tandis que les parois latérales 81, 82s 91 et 92 aboutissent sur le-s extrémités des éléments cylindriques 7 Les extrémités d'un même élément cylindrique 7 sont, à l'extérieur des boites 8 et 9, reliées par soudure ou tout autre moyen aux deux extrémités d'un élément cylin- drique adjacent, extérieur ou intérieur, alors que les deux extrémités de ce même élément sont, à l'intérieur des boites 8 et 9, reliées aux deux extrémités de l'autre élément adjacent intérieur cu extérieur Ainsi sur la figure 1 les extrémités de l'élément cylindrique 71 sont, à l'extérieur des boites 8 et 9, reliées en 7 et 73 aux extrémités de l'élément cylindrique adjacent extérieur 74, alors que, à l'intérieur des boites 8 et 9, les extrémités de cet élément 71 sont reliées en 75 et 76 aux extrémités de l'élément cylindrique adjacent intérieur 77 Par cette disposition, on crée donc deux chemins d'écoulement9 l'un 1'1 depuis l'orifice 2 jusqu'à l'orifice 3 pour l'écoulement des fumées l'autre F2 depuis l'orifice 84 jusqu'à lorij?ïce 94 pour 19écoulement du fluide à chauffer, ce fluide et les fumées s'écoulant à contre-courant. l'angle au centre des boites 8 et 9, déterminées par les parois radiales 81, 82, 91 et 92, sera déterminé en fonction de la vitesse d'écoulement désirée du fluide à chauffer, ce fluide pouvant être soit un liquide, tel que de l'eau, soit un gaz, tel que du gaz de combustion ou l'air primaire de combustion qui sera donc préchauffé afin d'obtenir des économies de combustibles pouvant atteindre 25 à 30 . les éléments entrant dans la construction de ce dispositif seront de préférence réalisés en acier inoxydable réfractaire afin de pouvoir absorber les températures de fumées de 350 à 12000 et le rendement de cet échange thermique sera déterminé par la surface d'échange, c'est-à-dire par le nombre d'éléments cylindriques 7, la section de passage des deux fluides étant sensiblement égale quelle que soit cette surface d'échange. En outre, par le réglage du volet 5, il sera possible de doser la quantité de fumées s'écoulant entre les éléments cylindriques 7 en fonction de la température de ces iumées afin de régler la température du fluide s'écoulant par l'orifice 94 suivant sa vitesse d'écoulement. On notera également que par la disposition concentrique des éléments cylindriques 7, on fait circuler le gaz et le fluide le long de surfaces d'échanges qui croissent depuis l'élément cylindrique intérieur jusqu'à 11 élément cylindrique extérieur, ces inégalités de surfaces établissant dans chacun des fluides des turbulences favorisant ainsi la qualité de l'échange thermique0 Egalement des aspérités pourront etreréalisés sur les parois des éléments cylindriques afin d'augmenter encore l'échange thermique0 Ces aspérités pourront être obtenues soit par des déformations locales, soit à l'aide d'éléments rapportés fixes par soudure ou autre moyen sur les parois Les deux boites 8 et 9 sont décalées angulairement l'une par rapport à l1autre, de préférence de 1800 !ìn d'obliger les fumées et le fluide à circuler le long d'une surface d'échange qui est au moins égale à la surface d'un élément cylindrique0 REVENDIC ATI ONS 10) Dispositif pour la récupération de calories dans les fumées évacuées par une installation thermique carac térise en ce qu'il comprend une enceinte pourvue d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie pour les fumées, un conduit central dans cette enceinte, ce conduit débouchant par ses extrémités dans 19 enceinte, des éléments cylindriques répartis coaxialement entre le conduit et l'enceinte, deux boîtes formées dans l'enceinte et débouchant chacune d'une part aux extrémités des éléments, d'autre part à l'extérieur de l'enceinte, les deux extrémités d'un meme élément cylindrique étant, à l'exté- rieur des boîtes, reliées aux deux extrémités d'un élément adJacent, extérieur ou intérieur, tandis que les deux extrémités de ce meme élément sont, à l'intérieur des bottes, reliées aux deux extrémités de l'autre élément adjacent, intérieur ou extérieur. 20) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les boites sont décalées angulairement autour du conduits 30) Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les boites sont décalées de 1890 autour du conduit0 40) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit central comporte un moyen dçobturation réglable. 50) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les bottes sont réalisées à la forme de secteur de cylindre. 60) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments cylindriques sont pourvus d'aspérités.