Brevet FR2522783A1 — publié le 19830909

La présente invention est relative è un économiseur d'énergie pour une installation de production d'énergie thermique à combustion, du type chaudière. On connaît un très grand nombre de générateurs de chaleur, notamment de chaudières pour le chauffage central de bâtiments, programmés selon des cycles de fonctionnement permettant d'atteindre une température donnée des locaux chauffés. De telles chaudières comprennent un brûleur ali menté en combustible et en comburant, lequel comburant est constitué par l'air extérieur aspiré au moyen d'une pompe ou turbine à travers un orifice d'entrée d'air. Le cycle de fonctionnement des chaudières ou installations similaires à brûleur, comporte des périodes de marche et des périodes d'arrêt. Lorsque la chaudière est à l'arrêt, les moyens d'aspiration ne fonctionnent pas, mais l'orifice d'entrée d'air en regard desdits moyens d'aspiration reste ouvert, entraînant une circulation d'air qui est la cause d'une déperdition de calories. Cette déperdition de calories entraîne une augmentation correspondante de la consommation de combustibles pour un cycle donné et une température donnée souhaitée pour les locaux à chauffer. D'autre part, pour une température donnée souhaitée des locaux à chauffer, la déperdition calorifique entraîne un accroissement du nombre d'arrêts et de remises en marche de la chaudière. Le but de la présente invention est d'obvier à de tels inconvénients en réalisant un économiseur d'énergie, de construction simple, adaptable facilement sur tous les types d'installations de production d'énergie thermique à combustion, du type chaudières, par exemple. Pour parvenir à ce but, l'économiseur d'énergie selon la présente invention est constitué de moyens amovibles de fermeture de l'orifice d'entrée d'air, pour empê cher le passage d'air à travers ladite entrée lorsque les moyens d'aspiration d'air ne sont pas en fonctionnement. De façon préférentielle,lesdits moyens de fermeture sont constitués par un clapet présentant au moins une face de dimensions appropriées pour permettre l'obturation de l'orifice d'entrée d'air, et des moyens de commande automatique du mouvement dudit clapet, d'une position d'ouverture à une position de fermeture dudit orifice d'entrée d'air, et vice versa. De façon avantageuse, pour une réalisation particulièrement simple, ledit clapet est constitué par une plaque plane. La plaque peut être en matière de faible conductibilité thermique. Selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention, les moyens de commande automatique du mouvement dudit clapet sont constitués par un électro-aimant, un organe de liaison mécanique de la partie mobile dudit électro-aimant avec le clapet, la commande de l'électroaimant étant effectuée automatiquement de manière connue en soi, selon un programme prédéterminé en fonction des besoins en énergie thermique. De préférence, pour un fonctionnement en toute sécurité, il est prévu un interrupteur du fonctionnement des moyens d'aspiration d'air, pour interrompre automatiquement ledit fonctionnement lorsque les moyens de fermeture sont en position de fermeture de l'orifice d'entrée d'air. Selon un mode particulier de réalisation, ledit interrupteur comporte un bouton-poussoir qui peut être enclenché par l'action mécanique de l'organe de liaison lorsque le clapet est en position d'ouverture de l'orifice d'entrée d'air, l'enclenchement dudit bouton-poussoir commandant le fonctionnement des moyens d'aspiration, tandis que le déclenchement du bouton-poussoir provoque l'arrêt desdits moyens d'aspiration, lequel déclenchement s'opère automatiquement lorsque le clapet est en position de fermeture. De préférence également, ledit organe de liaison est constitué par une barre pivotante autour d'un axe fixe, l'une des extrémités de ladite barre étant reliée à la partie mobile de l'électro-aimant, tandis que l'autre extrémité est reliée au clapet. Le dispositif selon la présente invention fait échec au "tirage" naturel au travers de l'orifice d'entrée d'air pendant les périodes d'arrêt de l'installation, évite un fort refroidissement et, en conséquence, permet une substantielle économie de combustible. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'économiseur selon l'invention, non limitatif de l'objet de l'invention. La description est accompagnée d'un dessin comprenant une figure unique illustrant un mode particulier de réalisation de l'économiseur selon l'invention. Sur la figure unique, on a représenté une turbine d'aspiration d'air 1 et son moteur d'entraînement 2 en regard de l'orifice d'entrée d'air 3 prévu dans un carter 4 lié au bâti d'une installation de production d'énergie thermique, non représentée, telle qu'une chau dière. L'air est aspiré par l'orifice 3 et dirigé vers le brûleur,non représenté, de ladite installation. L'orifice d'entrée d'air 3 est de forme quelconque, circulaire ou rectangulaire, par exemple. La référence 5 désigne une boite-programme électrique ou électronique, de type connu en soi, pour la commande de marche et d'arrêt du cycle de fonctionnement de l'installation, en fonction des besoins calorifiques. A titre d'exemple, dans le cas d'une chaudière de chauffage central d'un bâtiment, la boîte-programme est programmée fonction de la température qui règne dans les locaux à chauffer, au moyen de données transmises par un capteur de température. L'économiseur d'énergie est constitué d'un clapet 6 en forme de plaque amovible, qui peut occuper une position de fermeture de l'orifice 3 d'entrée d'air (représentée en traits pleins sur le dessin) et une position d'ouverture (représentée en traits interrompus). La forme et les dimensions de la plaque de fermeture sont appropriées à la forme et aux dimensions de l'orifice d'entrée d'air. La position d'ouverture ou de fermeture du clapet 6 est commandée par l'action d'un électro-aimant 7 comportant une partie mobile 8 reliée mécaniquement audit clapet 6 au moyen d'un organe de liaison constitué par une barre pivotante 9 autour d'un axe 10, fixe. Une première extrémité de la barre pivotante est reliée à la partie mobile 8 de l'électro-aimant 7, au moyen d'un axe 11, tandis que l'autre extrémité est reliée rigidement au clapet 6. Le déplacement en translation de la partie mobile de l'électro-aimant 8 entraîne le pivotement de la barre 9, et le mouvement du clapet en position de fermeture ou d'ouverture. Comme représenté sur le dessin, l'axe 10 peut être avantageusement plus proche de l'extrémité de la barre 9 liée à l'électro-aimant que de l'extrémité de la barre liée au clapet pour obtenir un effet de multiplication du mouvement. Un ressort de rappel 12 du mouvement de la barre 9, travaillant à la compression, peut être monté entre l'axe 10 et l'extrémité de la barre liée au clapet 6. L'axe 10 de pivotement de la barre 9 est monté sur un support 13 lié rigidement au carter 4. Un interrupteur 14 du fonctionnement du moteur d'entraînement 2 de la turbine 1, est monté sur le support 13. L'interrupteur est monté sur le parcours de déplacement de la barre 9. Un bouton-poussoir 15 dudit interrupteur est enclenché lorsque le clapet est en position d'ouverture, représentée en traits interrompus sur la figure. La mise en marche du moteur d'entraînement 2 est soumise à la condition d'enclenchement du bouton-poussoir 15, lequel enclenchement n'a lieu que lorsque le clapet 6 est en position d'ouverture De façon inverse, le boutonpoussoir est en position de repos dès que le clapet 6 ferme l'orifice 3 d'entrée d'air, la mise en position de repos du bouton-poussoir commandant l'arrêt du moteur d'entraînement 2. Cette disposition constitue une sécurité d'emploi, évitant la mise en marche du moteur d'entraînement 2, et par conséquent de la turbine d'aspiration 1 lorsque l'orifice d'entrée d'air est fermé par le clapet 6. Le fonctionnement de l'économiseur d'énergie est automatique. Dès que le moteur d'entraînement 2 de la turbine 1 s'arrête, commandé selon le programme intégré, simplement schématisé par la boîte-programme 5, un signal électrique commande le fonctionnement de l'électro-aimant dont la partie mobile 8 se déplace en translation, laquelle translation provoque le déplacement du clapet 6 en position d'obturation de l'orifice d'entrée d'air 3, par l'intermédiaire de la barre pivotante 9 contre l'action du ressort de rappel 12. Dans cette position de fermeture, l'air est empêché de traverser l'orifice 3, évitant ainsi un refroidissement de la chaudière et, par conséquent, une perte importante de calories. La remise en fonctionnement du cycle de chauffage commandée par le programme de la chaudière, entraîne un déplacement en sens inverse de la partie mobile 8 de l'électro-aimant et le retour du clapet 6 en position d'ouverture de l'orifice d'entrée d'air 3. Dans son mouvement de retour en position d'ouverture, la barre pivotante 9 presse le bouton-poussoir 15 de l'interrupteur 14, autorisant ainsi la remise en marche des moyens d'aspiration en toute sécurité, puisque le moteur d'entraînement ne peut fonctionner que si le clapet 6 est en position d'ouverture. Le dispositif décrit permet une économie substantielle d'énergie. Dans le cas d'une chaudière de chauffage central, il permet une réelle économie de combustible. Pour une température donnée des locaux d'habitation, le Demandeur a pu observer que la présence de l'économiseur d'énergie selon la présente invention sur la chaudière divise par deux ou trois le nombre d'arrêts et de remises en marche de la chaudière, et permet une économie de mazout de l'ordre de 1 000 litres par an et par foyer. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1"- Economiseur d'énergie pour une installation de production d'énergie thermique à combustion, du type chaudière, comportant un brûleur, un orifice d'entrée d'air (comburant), et des moyens d'aspiration de l'air par ladite entrée d'air, caractérisé en ce qu'il est constitué de moyens amovibles de fermeture (6 à 11) de l'orifice d'entrée d'air (3), pour empêcher le passage d'air à travers ladite entrée (3) lorsque les moyens d'aspiration d'air (1,2) ne sont pas en fonctionnement. 2-- Economiseur d'énergie selon la Revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fermeture (6 à 11) sont constitués par un clapet (6) présentant au moins une face de dimensions appropriées pour permettre l'obtu- ration de l'orifice d'entrée d'air, et des moyens de commande automatique du mouvement dudit clapet, d'une position d'ouverture à une position de fermeture dudit orifice d'entrée d'vair et vice versa. 3-- Economiseur d'énergie selon la Revendication 2, caractérisé en ce que ledit clapet (6) est constitué par une plaque plane. 4'- Economiseur d'énergie selon la Revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande automatique du mouvement dudit clapet, sont constitués par un électro-aimant (7,8), un organe de liaison mécanique (9,10) de la partie mobile (8) dudit électro-aimant, la commande de l'électro-aimant (7,8) étant effectuée automatiquement de manière connue en soi, selon un programme prédéterminé en fonction des besoins en énergie thermique. 5-- Economiseur d'énergie selon l'une quelconque des Revendications t à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un interrupteur (14,15) du fonctionnement des moyens d'aspiration d'air (1,2), pour interrompre automatiquement ledit fonctionnement lorsque les moyens de fermeture (6 à 11) sont en position de fermeture de l'orifice d'entrée d'air (3). 6- Economiseur d'énergie selon la Revendication 5, caractérisé en ce que ledit interrupteur (14,15) comporte un bouton-poussoir (15), qui peut être enclenché par l'action mécanique de l'organe de liaison (9,10) lorsque le clapet (6) est en position d'ouverture de l'orifice d'entrée d'air (3), l'enclenchement dudit bouton-poussoir (15) commandant le fonctionnement des moyens d'aspiration (1,2), tandis que le déclenchement du bouton-poussoir (15) provoque l'arrêt desdits moyens d'aspiration, lequel déclenchement s'opère automatiquement lorsque le clapet (6) est en position de fermeture. 7- Economiseur d'énergie selon la Revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe de liaison (9,10) est constitué par une barre pivotante (9) autour d'un axe fixe (10), l'une des extrémités de ladite barre étant reliée à la partie mobile de l'électro-aimant (8), tandis que l'autre extrémité est reliée au clapet (6).