Brevet FR2523276A1 — publié le 19830916

L'invention concerne un élément de construction pour l'établissement d'une installation de chauffage, en particulier d'une chaudière de chauffage, consistant en un élément préfabriqué en métal, en particulier en fonte grise qui est établi avec un conduit pour la circulation d'un fluide de chauffage, ce conduit s'étendant entre deux ouvertures de raccordement, ainsi qu'une installation de chauffage constituée par l'utilisation de tels éléments, Les éléments traditionnels pour 1'6tablissement de chaudières de chauffage se composent d'un cadre établi en fonte grise ou en t81e d'acier qui comprend interieurement un conduit périphérique tandis que, dans deux zones diagonalement opposées, sont prévues des ouvertures de raccordement. De tels éléments connus sont accolés en un nombre correspondant à la grandeur de la chaudière, des tirants étant engagés à travers les raccords tubulaires. Sur la façade avant et sur la façade arrière de la chaudière sont prévus des élément: de fermeture établis différemment qui sont munis des équipements ou accessoires nécessaires, tels des ouvertures pour recevoir un brûleur, un raccord de fumées, des instrument; de réglage, etc .. Ces éléments de chaudières établis à ru près sans changement depuis des dizaines d'années sont désavantageux pour plusieurs raisons exposées ci-après. Par suite de leur constitution en forme de cadres et de la disposition des ouvertures de raccordement en positions diagonalement opposées, l'eau refroidie venant du retour du circuit de chauffage peut s'écouler, à partir de itouvertllre de raccordement qui se trouve à la base de ltelémenx, soit par la branche verticale, soit par la traverse inférieure horizontale puis par l'autre branche verticale jusqu'à l'ouverture de raccordement pour le départ du circuit de chauffe. Comme aucune circulation obligatoire de l'eau n'est établie, cela peut conduire à des conditions d'écoulement et par suite de température trop irrégulières, ce qui crée dans les divers éléments de la chaudière, des tensions qui peuvent entraîner des fissures ou ruptures. Avec les éléments de chaudière traditionnels, on ne peut obtenir une variation dans les dimensions d'une chaudière et par suite dans la puissance de la chaudière que par le nombre d'éléments de chaudière qui sont accolés. Avec les éléments de chaudières connus d'une épaisseur prédéterminée, il faut, pour ltétablissement d'une chaudière de chauffage, au moins trois éléments qui sont fermés sur la face avant et sur la face arrière par des éléments de constitution différente. Ainsi les éléments traditionnels ne permettent d'établir qu'un petit nombre de types de chaudières, de sorte que les possibilités de variations sont très limitées. I1 y a lieu en outre de considérer que la chambre de combustion d'une chaudière doit présenter une dimension minimale, car autrement sa capacité de fonctionner se trouve mise en question. I1 faut alors cependant tenir compte de ce que la puissance d'une chaudière est approximativement proportionnelle à la surface intérieure de la chambre de combustion0 A cause de la grandeur minimale de la chambre de combustion, il y a donc une puissance minimale de ces chaudières de chauffage qui est cependant notablement supérieure à celle nécessaire pour des logements habituels ou pour des maisons d'une famille. Une chaudière de chauffage qui présente une puissance trop grande entrasse cependant un mauvais rendement de l'installation. Enfin, il y a lieu de tenir compte de ce que, sur les surfaces de chauffe des chaudières de chauffage traditionnelles, se présentent des températures minimales de plus de 70 OC. Si de telles chaudières sont utilisées pour alimenter une installation de chauffage à basse température pour laquelle l'eau traversait la chaudière de chauffage présente une température au-dessous de O OC, cela aboutit, sur les surfaces de chauffe des éléments de chaudières, à une formation de condensats qui, par suite de la teneur en soufre des combustibles fossiles, favorise beaucoup la corrosion.Pour cette raison, les chaudières de chauffage qui se composent des éléments traditionnels en forme approximative de cadres pour l'alimentation d'installations de chauffage fonctionnant dans un domaine de basses températures peuvent n'être que mal employées. L'invention concerne donc le problème de proposer un élément de construction pour ltétablissement d'une chaudière de chauffage ou d'une installation de chauffage elle-même permettant d'éviter les inconvénients exposés ci-dessusO On obtient ce résultat, conformément à lZinven- tion par le fait que l'élément est constitué en une forme approximativement en U ou en fer à cheval et que les ouvertures de raccordement se trouvent dans les regions des extrémités libres des branches. De préférence, l'élément est muni, à une distance de sa traverse qui est petite par rapport à la longueur des branches, d'une seconde traverse qui présente également un conduit de circulation se raccordant aux conduits ménagés dans les branches. La section de la seconde traverse peut alors être plus étroite que celle de la première traverse ou des branches, de sorte que par juxtaposition de deux éléments ceux-ci sont étroitement accolés par leurs parties principales mais qu'il reste un intervalle entre les secondes traverses0 Selon d'autres caractéristiques préférées, les branches présentent à leurs extrémités libres des surfaces d'appui, les deux traverses sont munies, sur leurs faces en regard l'une de l'autre d'ailettes ou de nervures comparables pour augmenter la surface exposée et l'élément de construction porte sur ses deux côtés des collerettes pour recevoir des tirants. Une installation de chauffage, pour la production d'eau chaude pour des installations de chauffage central, qui est constituée par l'emploi d'éléments de construction selon l'invention se compose d'un groupe d'éléments de construction accolés qui, sur sa face avant et sa face arrière, est fermé par une plaque de matière résistant à la chaleur, en particulier de chamotte. En particulier, la chambre de combustion peut être agrandie par l'adjonction d'une partie annexe en matière réfractaire, cette chambre dé combustion étant agrandie par exemple par des parois en matière réfractaire disposées dans le prolongement des branches. On expliquera plus complètement ci-après l'objet de l'invention en se référant aux exemples d'exécution représentés au dessin annexé dans lequel la figure 1 montre en vue de dessus un élément de chaudière selon l'invention la figure 2 est la coupe selon la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 montre une chaudière de chauffage établie par l'utilisation d'un élément selon l'invention la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; et les figures 5 à 10 montrent en représentations schématiques des installations de chauffage qui sont établies par l'utilisation d'un élément selon l'invention. Comme on le voit d'après les figures 1 et 2, un élément selon l'invention 1 est établi selon une forme approximativement en U en présentant ainsi deux branches 2 et 3 et une traverse 4 reliant les deux branches. Les deux branches 2 et 3 sont encore reliées entre elles par une autre traverse 5 qui est écartée de la première traverse 4. Les branches 2, 3 et les traverses, 4, 5 sont établies avec des conduits qui servent à recevoir et à faire circuler l'eau de chauffage0 Les conduits débouchent dans des ouvertures 8 et 9 qui sont ménagdes dans les régions des extrémités libres des branches 2 et 3 et qui les traversent. Les faces frontales des branches 2 et 3 sont élargies pour la formation de surfaces d'appui 10, 110 Sur leurs côtés en regard, les traverses 4 et 5 sont munies d' ailettes saillantes parallèles 6 qui servent à augmenter les surfaces exposées. Sur leurs faces avant et arrière, lès branches 2, 3 présentent des surfaces polies 2', 3'. Des nervures 14 dépassant de la traverse 4 et se terminant dans le même plar. sont établies en ménageant une gorge qui sert à recevoir un élément d'étanchéité, par exemple un cordon d'étanchéité. La seconde traverse 5 est établie avec une section plus petite que celle de la traverse 4. En outre, les éléments 1 sont établis avec des collerettes 22, 23 dépassant des traverses 2,3 et servant à recevoir des tirants 24 par lesquels les éléments de chaudièrejuxtaposés 1 peuvent être accolés étroitement les uns contre les autres. Ainsi, les surfaces 2', 3' des éléments de chaudières accolés sont les uns contre les autres, comme cela se présente pour les nervures 14 dépassant des traverses 4. Aux ouvertures 8 et 9 sont associés des raccords qui servent au raccordement de la chaudière de chauffage à l'installation de chauffage. Les parties inférieures des branches 2 et 3 et la traverse 5 limitent une chambre qui remplit le rôle de chambre de combustion 200 Les traverses 4 et 5 délimitent une autre chambre qui peut servir de chambre des gaz de fumées. Plusieurs de ces éléments I sont accolés et solidarisés de façon rigide.Selon la façon dont la chaudière doit être établie ou selon le rôle quelle doit remplir, la face avant et la face arrière d'un groupe de tels éléments 1 portent des éléments ou des plaques de fermeture qui sont établis avec les équipements et accessoires nécessaires pour le fonctionnement du foyer, spécialement de la chaudière de chauffage. il en est de même pour la face inférieure de ce groupe d'éléments 1 qui peut être recouverte par une plaque qui se ferme sur les faces frontales des branches 2 et 3 ou qui est interposée entre ces branches. Sur les figures 3 et 4, on a représenté ltutilisa- tion d'un élément selon l'invention pour la constitution d'une chaudière de chauffage équipée d'un brûleur à huile. Trois éléments analogues 1 sont alors assemblés et la chambre de combustion 20 est alors fermee sur la façade avant et la façade arrière par des plaques de chamotte 31 et 32. il en est de même pour la face inférieure de la chambre de combustion 20.qui est obturée par une plaque de chamotte -53 qui se trouve entre les extrémités des branches 2 et 3 des éléments 1. En plus des plaques de chamotte 31, 32 et 33, on a disposé des plaques isolantes 34, 35, 36. La plaque avant de la chaudière de chauffe est traversée par un brûleur à air soufflé 40. De plus, cette plaque est équipée d'une ouverture de nettoyage qui est fermée par un couvercle 41. A la face arrière de la chaudière se branche un raccord de fumée 42. L'ensemble du brûleur est entouré d'un bottier de tôle 50 sur la face intérieure duquel est prévue une autre couche isolante 51. Sur la façade avant du bottier sont disposés les équipements de réglage nécessaires pour le fonctionnement. En outre, la plaque arrière de chamotte 31, l'isolement 34 et le boîtier 50, 51 sont traversés par les raccords tubulaires 43 pour le départ et le retour du circuit de chauffage. Les gaz dégagés dans la chambre de combustion 20 passent entre les traverses 5 en pénétrant dans la chambre des gaz de fumées 21 et sont évacués par le raccord des gaz de fumée 42. Comme les installations de chauffage qui sont établies par l'utilisation d'éléments de construction de ce type doivent dans tous les cas être équipées d'une pompe de circulation, elles peuvent être disposées aussi bien verticalement, les raccords 8 et 9 étant alors horizontaux, qu'horizontalement les raccords étant alors verticaux. On se reportera à ce propos aux représentations schématiques des figures 5 à 10. Comme en outre une fermeture entre les branches 2 et 3 des éléments 1 n'est pas prévue, des variations multiples dans la disposition des installations de chauffage sont possibles, de sorte que la limitation ou la fermeture de la chambre de combustion est établie d'une façon traditionnelle par des éléments de construction réfractaires, en particulier par des pierres de chamotte. Sur la figure 9, on a représenté l'utilisation d'un élément de construction selon l'invention pour ltérection d'une cheminée ouverte. Pour ce but, les éléments de construction 1 sont juxtaposés horizontalement et aux extrémités libres des branches de ces éléments sont raccordés des murs obliques 60. La surface de base est constituée à la façon habituelle pour les cheminées ouvertes. Dans tous les cas, on peut disposer dans cette cheminée une grille au-dessous de laquelle se trouve une chambre formant cendrier. A la face supérieure de la chambre de combustion se raccorde la cheminée d'évacuation. Sur la figure 10, on a représenté une installation de chauffage qui est établie pour approximativement la moitié par plusieurs éléments 1 selon l'invention. Ce foyer est équipé, sur sa face supérieure, d'une plaque de fermeture à laquelle est adjointe, dans la région au-dessus des éléments 1, un raccord des gaz de fumées.Dans la région des pierres de construction, on a prévu les équipements nécessaires pour le fonctionnement de la chaudière de chauffage, tels que des portes de chargement, des volets d'aération et des accessoires comparables0 Comme avec une installation de chauffage de ce genre l'opération de combustion sseffectue dans la partie murée et que les éléments sont chauffés par la chaleur rayonnée ou par les gaz de fumée évacués, l'eau qui s'écoule à travers les éléments de chauffage 1 peut présenter une température relativement faible sans que s'effectue une condensation sur la face interne des éléments constructifs traversés par l'eau, de sorte qu'on peut employer une installation de chauffage de ce genre pour alimenter un chauffage à basse température. Comme on le voit d'après la figure 7 , on peut employer aussi des éléments 1 pour l'établissement d'un four d'incinération de déchets ou d'ordures dans lequel, pour obtenir une puissance prédéterminée, la chambre de combustion doit présenter un volume relativement grand. Pour cela, la chambre de combustion 70 est murée de façon traditionnelle en pierres réfractaires 61 et, à sa partie supérieure dans laquelle s'écoulent les gaz de fumées, elle est fermé par un groupe d'éléments de construction 1 selon l'invention par lesquels est chauffée liteau de chauffage0 Leévacuation des gaz de fumées peut se faire à travers la chambre limitée par les traverses 4 et 5. Comme on le voit d'apres l'exposé qui précède, une circulation forcée du fluide de chauffe s'effectue dans un élément de construction selon l'invention d'un raccord à l'autre et, contrairement à l'état connu de la technique, les deux branches de l'élément ne sont reliées entre elles qu'à une extrémité, ce qui évite beaucoup les tensions dans l'élément. Comme en outre la chambre de combustion qui est établie avec l'utilisation d'éléments selon l'invention peut être élargie à volonté par des espaces murés, on dispose de grandes possibilités de variations pour l'établissement d'installations de chauffage. Comme enfin on peut, avec des flé nts de construction selon l'invention, établir des chaudières de chauffage qui ne sont entourées par des conduits d'eau que sur trois côtés, on peut constituer des chaudières quii avec un volume minimal nécessaire de la chambre de combustion, présentent par rapport aux chaudières connues des surfaces de transmission de chaleur fortement réduites, de sorte que la capacité de puissance de tels foyers peut être adaptée aux besoins et que par suite le rendement de ces foyers se trouve amélioré. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Elément de construction pour l'établissement d'une installation de chauffage, en particulier d'une chaudière de chauffage, constitué par un élément préfabriqué en métal, spécialement en fonte grise, qui est doté d'un canal pour la circulation d'un fluide de chauffage, ce canal s'étendant entre deux ouvertures de raccordement, caractérisé en ce que l'élément (1) est constitué selon une forme approximativement en U ou en fer à cheval et que les ouvertures de raccordement (8, 9) se trouvent dans les régions des extrémités libres des branches (2, 3). 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (1) comprend, à une distance de la traverse (4) qui est petite par rapport a la longueur des branches (2, 3), une seconde traverse (5) qui est aussi dotée d'un canal se raccordant aux canaux ménagés dans les branches (2, 3). 3. Elément de construction selon la revendication 4. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les branches (2, 3) présentent à leurs extrémités libres des surfaces d'appui (10, 11). 5. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les deux traverses (4,5) sont munies, sur leurs côtés en regard l'un de l'autre, d'ailettes (6) ou de nervures comparables pour augmenter la surface exposée de ces traverses. 6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, sur ses deux côtés, il est muni de collerettes (23) pour recevoir des éléments formant tirants (24). 7. Installation de chauffage pour la production d'eau chaude pour installations de chauffage central, établie par l'utilisation d'éléments de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et caractérisée en ce qu'un groupe d'éléments de construction accolés (1) est fermé sur sa façade avant et sur sa façade arrière par une plaque (31, 32) en matière réfractaire, en particulier en chamotte0 8. Installation de chauffage selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chambre de combustion (20) est agrandie par adjonction d'une partie annexe en matière réfractaire (61). 9. Installation de chauffage selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chambre de combustion est agrandie par des parois en matière réfractaire disposées en prolongement des branches.