Brevet FR2521269A1 — publié le 19830812

L'invention se rapporte à une chaudière équipée d'un échangeur à condensation et d'un brûleur à co- bustible liquide, dont la chambre de combustion isolée ou refroidie se trouve en amont dudit échan- geur. On connatt des chaudieres dans lesquelles l'échangeur thermique est constitue d'un faisceau cylindrique de tubes reliant entre eux des collecteurs d'extrémité, échangeur qui délimite une chambre de combustion parcourue par la flamme d'un brûleur qui cede la chaleur a l'eau circulant dans ces tubes. Certaines dispositions préférentielles prevoient que cet échangeur est disposé verticalement à ltinte- rieur d'une enveloppe isolante, le brûleur étant disposé juste au dessus de la chambre centrale, les gaz de combustion sortant à l'extrémité inférieure de cette chambre et remontant entre l'échangeur et l'enveloppe jusqu'à un orifice supérieur de sortie. L'eau dans l'échangeur circule d'un collecteur inférieur a un collecteur supérieur c 'est à dire a contre-courant de la flamme de brûleur. Ce genre de chaudières dans lesquelles un echan- geur cylindrique délimite lui-même la chambre de combustion doit être de dimension suffisante pour que le melange combustible puisse brûler de façon correcte c'est à dire reçoive suffisamment d'air comburant. De plus pour que l'échange thermique soit le meilleur possible, il convient"d'habiller" les tubes d'eau d'ailettes ou de surfaces conductrices et de guider les gaz brûlés le long de ces tubes. Ceci conduit à des échangeurs encombrants et coûteux et qui n'excluent pas l'évacuation en pure perte à l'extérieur d'une bonne partie des produits de combustion à température encore élevée. On sait aujourd'hui qu'il existe des échangeurs dits à condensation grâce auxquels on récupère les calories perdues en condensant la vapeur d'eau produite au cours de la combustion du mélange combustible. Des échangeurs de ce type sont formés d'une nappe de tubes longitudinaux a section allongée disposée suivant la génératrice d'un cylindre qui'relient entre eux un collec- teur inferieur et un collecteur supérieur. Les tubes sont légèrement écartés les uns des autres pour laisser des fentes de passage entre la chambre intérieure cylindrique et l'extérieur. Pour améliorer les échanges thermiques on fait en sorte que les tubes présentent un profil sensiblement trapézoTdal dont les faces latérales convergent vers le centre de la chambre intérieure, ce qui favorise l'écoulement laminaire du mélange gazeux sortant radialement de ladite chambre. Pour améliorer le rendement des chaudières a échangeur cylindrique et brûleur à combustible liquide, en même temps qu'obtenir un appareil de faible encombrement et d'un prix de revient très rais-onnable , la demanderesse a eu l'idée d'associer un échangeur du type à condensation décrit plus haut a un brûleur à combustible liquide, connu en soi, selon une disposition objet de la présente invention. Selon l'invention on dispose en amont de l'échangeur cylindrique de type à condensation une chambre de combustion chaude, isolée ou refroidie, dans laquelle s'effectue la combustion du mélange combustible provenant d'un brûleur disposé à la partie supérieure, de telle sorte que ne pénètrent dans l'échangeur que les gaz chauds provenant de ladite chambre. Selon une autre caractéristique de l'invention l'échangeur disposé dans un boîtier fermé comporte un dispositif à chicanes pour la dérivation de produits de combustion vers une cheminée d'évacuation. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre d'une forme de realisation en référence aux dessins annexes qui représentent Figure 1 : une vue schématique en élévation de la chaudière Figure 2 : une vue de cbté partielle d'une variante de realisation. Dans le mode de représentation illustré aux figures 1 et 2, la chaudière comporte un échangeur cylindrique de type à condensation constitue d'une nappe de tubes d'eau 1 reliant un collecteur circulaire inférieur 2 à un collecteur circulaire superieur 3. L'eau circule dans ces tubes de haut en bas et de bas en haut grace a un jeu de chicanes non repre- sentées localises dans les collecteurs ; elle est admiseau collecteur supérieur 3 par un conduit d' entrée 4 et en sort par le conduit 5. Cet échangeur est muni d'un orifice central 6 à sa partie supérieure, par contre il est fermé par un fond 7 à sa partie inférieure. On dispose au dessus de l'échangeur et à l'aplomb de l'orifice 6 une chambre de combustion 8 de forme appropriée dans laquelle s'effectue la combustion du mélange combustible provenant d'un brûleur a pulvérisation 9 connu en soi La buse de sortie 10 de ce brûleur est orientée vers le bas dans la chambre de combustion et en direction de l'e- changeur. La chambre de combustion 8 représentée à la figure 1 est munie d'un isolant réfractaire 11. Uans la représentation de la figure 2 elte n'est pas munie d'isolant mais entourée d'une coquille fermée 12 destinée au réchauffage de l'air nécessaire au brûleur. A cet effet la coquille est ouverte a l'air extérieur en 13 et raccordée par le tûbe 14 a l'enceinte d'aspiration d'air 15 du brûleur. Cette chambre de combustion 8 est indépendante del'é- changeur 1 puisqu'elle est rapportée de façon étanche sur l'orifice central 6. La combustion du mélange air-combustible s'effectue dans cette chambre et dans la zone interne de ltechangeur ne pénètrent que les gaz très chauds qui en résultent. L'échangeur 1 (figure 1) est lose dans un boitier ferme 16 muni d'une cheminée d'évacuation 17, dont le fond 18 légèrement incline permet le recueil de l'eau de condensation qui est évacueenar le petit conduit 19. A l'intérieur de ce bottier 16 une enveloppe rectangulaire 20 formant chicane de derivation est disposé autour de l'échangeur et recueille les produits de combustion qui passent dans le bottier par un orifice 21 prévu sur le fond 22 de l'enveloppe. Ce fond 22 est aussi légèrement incliné vers le centre pour permettre le ruissellement et l'éva- cuation de l'eau de condensation par l'orifice 21. Revendications 1. Chaudière du type comportant un échangeur de chaleur de forme cylindrique dont les tubes d'eau sont raccordés par leurs extrémités à un collec teur inférieur et à un collecteur supérieur, dont l'échangeur est disposé dans une enceinte fermée destinée à recueillir les produits de combustion, et comportant un brûleur à combustible liquide disposé au dessus de l'échangeur et dont la flamme est orientée vers le bas en direction de lui, caractérisée par le fait que l'échangeur (1) du type a condensation connu en soi est disposé dans un bolier fermé (16) comportant au moins un dispositif à chicanes pour la dérivation de produits de combustion vers une cheminée (17) et qu'une chambre de combustion (8) isolée ou re froidie est montée au dessus du boiter, inde pendamment de la zone interne de l'échangeur, la buse de sortie du brûleur débouchant dans la chambre. 2. Chaudière selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la chambre de combustion (8) est tapissée d'un isolant refractaire (11). 3. Chaudière selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la chambre de combustion (8) est refroidie oar un fluide exterieur. 4. Chaudière selon la revendication 3 caractérisée par le fait que la chambre de combustion (8) est logée à l'intérieur d'une coquille fermée (12) raccordée à l'enceinte d'aspiration d'air (15) du brûleur. 5. Chaudiere selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le dispositif à chicanes du bottier est constitué d'une enveloppe rectan gulaire (20) autour de l'échangeur (1), munie d'un orifice (21). 6. Chaudiere selon la revendication 5 caractérisêe par le fait que le fond de l'enveloppe (20) est incliné en direction de l'orifice (21). 7. Chaudière selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le fond (18) du boîtier est incliné vers le conduit d'evacuation d'eau (1in.