Brevet FR2533302A1 — publié le 19840323

L'invention a pour objet une chaudière dite polycombustible parce qu'il est possible de l'utiliser telle quelle ou de l'adapter facilement à la combustion de produits divers (mazout, gaz, paille, sciure, bois, déchets, etc...). La combustion de certains de ces produits n'est pas sans danger parce qu'elle s'accompagne d'un dégagement important de gaz susceptibles de s'enflammer brusquement et d'être à l'origine d'un retour de flamme au moment où l'on ouvre la porte de chargement pour regarnir la chaudière en combustible. L'invention a pour but principal d'éliminer ce danger au moyen d'un dispositif anti-retour de f-lamme efficace et d'usage commode. Ainsi qu'on le sait, les chaudières de ce genre sont munies d'unvolet de règlage du tirage placé dans le conduit de départ des fumées que l'on manoeuvre à l'aide d'un levier, ainsi qu'il est connu. Afin de simplifier encore davantage l'utilisation de la chaudière, l'invention a pour but secondaire d'apporter un dispositif anti-retour de flamme qui se manoeuvre à l'aide du même levier que celui du volet de règlage du tirage sans que le fonctionnement de celui-ci en soit perturbé. Dans une chaudière qui comprend une sole de foyer est installé un corps de chauffe tubulaire composé d'un collecteur avant et d'un collecteur arrière conformés tous deux en U inversé pour reposer sur la sole et réunis par des tubes horizontaux espacés. Ce corps de chauffe est enfermé dans une voute en briques réfractaires fermée à l'arrière par une paroi en briques réfractaires et à l'avant par une porte de chargement et de nettoyage. A proximité de la paroi arrière, à partir du sommet de la voûte, s'élève un conduit de fumées dans lequel est monté tournant un volet de règlage grâce à une tringlé qui s'étend au-dessus du briquetage jusqu'à l'avant de la chaudière où cette tringle est munie d'une poignée. Selon l'invention, un dispositif anti-retour de flamme est disposé à l'intérieur de la chaudiere entre le -corps de chauffe et la voûte en brique, au moins dans la moitié arrière de la chaudière où part le conduit de fumées il comprend au moins une tôle intérieure interposée entre le corps de chauffe et le briquetage et montée pour entre mobile, par exemple par coulissement entre une position d'activité dans laquelle elle dégage au moins une fraction du conduit de fumées et une position d'effacement dans laquelle elle s'oppose à toute évacuation directe des fumees en se plaçant devant le conduit de fumées. Cette tôle mobile est fixée à une tige qui s'étend jusqu'à l'avant de la chaudière où elle est accessible à la main. De préférence, il existe aussi une tôle fixe sur laquelle la tôle mobile repose et peut coulisser. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le volet de règlage du tirage présente une échancrure diamétrale qui s'étend dans sa zone centrale entre deux paliers opposés ayant chacun une ouverture à profil non de révolution. La tringle de commande en pivotement de ce volet a un profil correspondant qui lui permet de traverser ces deux paliers dans lesquels elle est montée libre en coulissement en traversant longitudinalement l'échancrure diamétrale. Une extrémité d'une tige d'entraînement est calée en translation et montée libre en rotation sur la tringle, entre les deux paliers. L'autre extrémité de cette tige est fixée à la tôle mobile en coulissement. De cette façon, la même tringle sert à manoeuvrer le volet de règlage du tirage par un mouvement de rotation, ou la tôle mobile du dispositif anti-retour de flamme par un mouvement de translation longitudinale. L'efficacité du dispositif anti-retour de flamme est d'autant plus grande que la circulation de l'air à l'intérieur du foyer est correctement assurée. I1 entre donc dans le cadre de l'invention de-prévoir une arrivée d'air primaire qui satisfait aux besoins de la combustion et dont l'effet se combine à celui du dispositif anti-retour de flamme. Selon l'invention, deux gaines sont disposées longitudinalement à l'extérieur du briquetage,au niveau de la partie basse du foyer, d'un côté et de l'autre de la chaudière, et des tubes espacés partent de cette gaine pour traverser le briquetage et s'ouvrir à l'intérieur de la chaudière légèrement au-dessus du niveau de la grille. De préférence, celleci repose sur la sole et elle est conçue pour être indépendante de la chaudière afin de pouvoir en être retirée. I1 a été constaté, en outre, que le dispositif de l'invention contre les retours de flamme un effet, que l'on peut règler dans une certaine mesure, sur le rayonnement de la chaleur en direction de la sole émis par la partie supérieure de la voûte en briques. En conséquence, pour- profiter de cet effet, selon l'invention le corps de chauffe tubulaire placé à l'intérieur de la chaudière repose simplement sur la sole et il est raccordé à un réseau extérieur de chauffage à eau chaude moyen de tubes de raccordement qui traversent la paroi arrière du briquetage en s'étendant parallèlement à la sole. A l'extérieur de la chaudière, ces tubes de raccordement sont réunis au réseau par l'intermédiaire d'une vanne et d'un raccord facilement démontable.Ainsi, on peut isoler le corps de chauffe par rapport au réseau, le détacher de ce dernier et le sortir parla porte de la chaudière à qui on a donné, bien entendu, la dimension voulue. On peut alors chauffer le briquetage et, quand il a été suffisamment échauffé, l'utiliser à la manière d'un four de boulanger de type ancien pour la cuisson de différents articles que l'on pose sur la grille ou sur lá sole si on a retiré la grille. La manoeuvre de la tôle mobile du dispositif anti-retour de flamme permet de règler l'intensité du rayonnnement émis par la voûte. On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante entrant dans la définition de l'invention, une description d'un mode de réalisation préféré de l'invention. Cet exemple regroupe tous les perfectionnements qui entrent dans le cadre de l'invention, mais il doit être entendu que l'on n'est pas contraint de les adopter tous simultanément sur une même chaudière si l'on accepte de ne pas profiter de la totalité des avantage-s permis par l'invention. Au cours de cette description on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe par un plan transversal d'une ffiaudière selon l'invention, - lafigure 2 est une vue en coupe par un plan médian longitudinal de la même chaudière, - la figure 3 est une vue agrandie, de détail, en coupe par un plan longitudinal montrant le dispositif antiretour de flamme, - la figure 4 est une vue agrandie, de détail, en coupe par un plan transversal montrant le même dispositif, - la figure 5 est une vue agrandie, de détail, en coupe par un plan vertical montrant le volet de règlage du tirage et la tige de raccordement du dispositif anti-retour de flamme. Dans la description qui suit, on mentionnera brièvement les organes connus de la chaudière et on -explique- ra en détail comment sont constitués les perfectionnements apportés par l'invention. Sur une sole 1, réalisée sous forme d'une dalle en ciment réfractaire, on monte une voûte 2, en briques réfractaires qui a un profil en U renversé. A une extrémité de la voûte 2, qui sera l'arrière de la chaudière, on monte une paroi 3 en briques réfractaires. On recouvre toutes les briques et même le dessous de la sole 1 si on le souhaite d'une épaisse couche 4 de matière isolante que l'on-recouvre d'une tôle 5 de protection. A l'extrémité avant de la voûte 2 est montée pivotante à l'aide de gonds, une porte 6 constituée par une tôle repliée et garnie de briques réfractaires 10. Cette porte 6 a des dimensions suffisantes pour dégager totalement l'intérieur de la voûte 2 quand elle est ouverte. A l'intérieur du briquetage 2-3, est installé un corps de chauffe 11 qui comprend un collecteur avant 12 et un collecteur arrière 13 qui sont tous deux cintrés pour suivre le profil intérieur de la voûte 2 -et qui reposent sur la sole 1 par leurs extrémités libres qui sont obturées. Entre les collecteurs 12, 13 s'étendent de nombreux tubes 14 qui les réunissent. A l'arrière de la chaudière, un tube de raccordement 15 pour le départ de l'eau chaude s'étend à partir du sommet du collecteur arrière 13 et traverse la paroi arrière 3 ainsi que l'isolant 4 parallèlement à la sole 1. De même, au moins à l'une et de préférence aux deux parties extrêmes inférieures du collecteur arrière 13 aboutissent deux tubes de raccordement 16 pour le retour de l'eau froide ; ces tubes 16 traversent aussi l'isolant 4 et la paroi arrière 3 parallèlement à la sole 1. Chacun des tubes de raccordement.l5, 16 est réuni aux tubes d'un réseau extérieur de circulation d'eau de chauffage par l'intermédiaire d'une vanne 17 et d'un raccord 18.Ce dernier permet de désaccoupler totalement le corps de chauffe 11 du réseau extérieur et de le retirer de la chaudière, en dégageant ainsi complètement la sole 1 et l'intérieur de la voûte 2. Dans cet exemple, il est prévu une grille 19 qui repose sur la sole I par des pieds de surélévation et qui est également amovible. On pourrait, bien entendu, prévoir dans le corps de chauffe 11 des tubes transversaux situés au niveau de la grille 19 et jouant le rôle de celle-ci. Dans ce cas,-cette grille à tubes d'eau se retirerait de la chaudière en même temps que le corps de chauffe. Pour l'arrivée de l'air primaire nécessaire à la combustion, il existe en dehors de la voûte 2, sur chacun de ses deux côtés, une gaine longitudinale 20, horizontale, située à un niveau supérieur à la grille 19, à partirde laquelle partent de nombreux tubes 21. Ces derniers sont espacés en sens longitudinal de la chaudière ; ils traversent l'isolant et les briques et ils s'ouvrent à l'intérieur de la voûte 2.Cette disposition permet une bonne répartition de l'arrière de l'air primaire sur l'ensemble de la longueur de la chaudière, ce qui est important non seulement pour la combustion mais aussi pour le fonctionnement du dispositif anti-retour de flamme que l'on décrira plus loin. Les gaines 20 d'air primaire sont fermées du côte de l'avant de la chaudière et elles s'étendent vers l'arrière plus loin que la paroi arrière 3. A leur extrémité, elles peuvent être munies d'un clapet 22 dont l'ouverture peut être commandée par un aquastat 23, de façon connue en soi. Pour que le -corps de chauffe 11 puisse être retiré de la chaudière, comme expliqué plus haut, cet aquastat est réuni au corps de chauffe 11 par un tube 25 parallèle à la sole 1 et muni d'un raccord 24 facilement démontable. Au sommet de la voûte 2 et dans la zone arrière de la chaudière, il est prévu à travers les briques et l'isolant, un conduit de- fumées 26 dans lequel est monté pivotant un volet 27 de règlage du tirage Le pivotement du volet 27 entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture se fait à l'aide d' une tringle 28 qui s'étend jusqu'à l'avant de la chaudière où cette tringle est munie d'une poignée 29. Selon l'invention, la chaudière est pourvue d'un dispositif 30 contre les retours de flamme. I1 comprend une première tôle fixe 31, incurvée selon le profil de la partie supérieure de la voûte 2 et du corps de chauffe 11, qui descend sensiblement jusqu'à la naissance de la partie cintrée de la chaudière. Cette tôle fixe 31 se termine par deux bords inférieurs 31A, 31B qui sont évasés vers l'extérieur (voir la figure 4) afin de se rapprocher du briquetage. En sens longitudinal, la tôle fixe 31 commenee sensiblement au droit du début, vers l'avant de la chaudière, du conduit de fumées 26. Elle" se poursuit vers l'avant sensiblement jusqu'à la fin du premier tiers de la longueur de la chaudière, comme on peut le voir sur la figure 2. La tôle fixe 31 peut être suspendue au-dessus du corps de chauffe 11 au moyen de crochets (non représentés) pendant à .partir des briques de la voûte 2. Elle peut aussi reposer sur le corps de chauffe 11 et y être fixée par des crochets. La première tôle fixe 31 est facultative. Le dispositif 30 comprend nécessairement une seconde tôle 32 qui peut reposer partiellement sur la tôle fixe 31 et qui est mobile entre une position d'effacement et une position d'activité. Cette tôle mobile 32 a le même profil que la voûte 2 et elle a des bords inférieurs 32A, 32B qui sont évasés,de préférence, en direction du briquetage. 1La tôle mobile 32 est déplaçable par coulissement sur la tôle fixe 31 ; elle a un bord extrême arrière 32C qui, dans sa position d'activité est rapproché de la face intérieure de la paroi arrière 3 (figure 3) de sorteïque cette tôle 32 est alors interposée devant le départ du conduit de fumées 26. Dans sa position d'effacement, à laquelle elle est dessinée en trait mixte sur la figure 3, la tôle 32 a son même bord arrière 32C qui est écarté de la paroi arrière 3 suf-fisamment pour qu'un passage direct des fumées soit possible au moins par une fraction de la section droite du conduit de fumées 26. Dans cette position de la tôle mobile 32, le tirage se fait directement et l'air primaire qui arrive par les tubes 21 répartis le long de la chaudière balaie l'ensemble du volume de celle-ci, ce qui établit une situation défavorable à un retour de flammes. Dans sa position opposée, la tôle mobile 32, des même que la tôle fixe 31 obligent- les fumées à les contourner longitudinalement en longeant les tubes longitudinaux 14, avant de parvenir au conduit de fumées 26. De préférence les deux tôles 31, '32 sont réalisées en acier inoxydable. Toute tige s'étendant en dehors de la chaudière et fixée par une extrémité à la tôle mobile 32 peut servir à faire coulisser celle-ci. I1 est spécialement avantageux, selon l'invention de,prévoir dans le volet 27 une échancrure diamétrale 33 (figure5)limitée à ses extrémités par deux paliers 34, 35 dans lesquels la tringle 28 est moulée coulissante en sens longitudinal. En même temps, cette tringle 28 et les paliers 34,35 sont solidaires en rotation, grâce à un profil commun qui n'est pas de révolution un profil carré par exemple. . De ce fait, la tringle 28 traverse longitudinalement l'echan- crure 33 et elle s'étend au-delà du palier arrière 35. Dans l'échancrure 33, entre les paliers opposés 34,35 une extrémité -36 d'une tige d'entraînement 37 est montée libre en rotation et calée en translation sur la tringle 28. L'autre extrémité de cette tige 37 est fixée solidement à la tôle mobile 32. Elle peut servir à porter en partie cette dernière. Par conséquent, la tige 37 est située à l'intérieur du conduit de fumée 26. De cette façon, la même tringle 28 sert à déplacer la tôle mobile 32 par un mouvement de translation (flèche F1), dans les deux sens et en toute indépendance. L'échancrure 33 a une largeur suffisante mais juste nécessaire pour permettre le pivotement du volet 27 malgré la présence de la tige d'entraînement 37. Quand on retire de la chaudière le corps de chauffe 11, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, il est préférable d'y laisser les deux tôles 31, -32, la tôle fixe 31 étant suspendue à la voûte 2. Ces tôles sont interposées partiellement de façon double, de manière plus ou moins accentuée selon la position donnée à la tôle mobile 32, entre la sole 1 et le sommet de la voûte 2 qui rayonne plus directement vers cette sole. On peut donc règler dans une certaine mesure l'effet de ce rayonnement quand la chaudière est utilisée comme un four. On notera que le dispositif 30 pourrait ne comporter que la tôle mobile 32, selon une variante simplifiée de l'invention, et que le déplacement de cette tôle mobile pourrait se faire par un mouvement autre qu'un coulissement, en fonction de la position du conduit de fumées 26 sur la chaudière. On remarquera aussi que l'emploi de la tringle 28 de manoeuvre du volet de tirage 27 est avantageux par la simplicité qu'il apporte. I1 n'est pas obligatoire. Le montage de la tige d'entrainément 27 sur la tringle 28 à l'intérieur du conduit de fumées 26, dans l'échancrure 33 du volet 27, ne crée aucun risque supplémentaire de fuite des fumées, mais il limite la course de la tôle mobile 32. On pourrait, en variante, faire passer la tige d'entraînement 37 à traverse briquetage 5 et l'isolant 4 afin de l'assembler avec la tringle 28 en dehors du conduit de fumées 26. REVENDICATIONS 1. Chaudière comprenant une sole (1), un briquetage composé au moins d'une voûte (2) en briques réfractaires et d'une paroi arrière (3) en briques réfractaires, une porte avant (9) de chargement, un corps de chauffe tubulaire (11) ayant un collecteur arrière (13), un conduit de fumées (26), un volet (27) de règlage du tirage associé à une tringle de manoeuvre (28), caractérisée en ce qu'un dispositif (30) anti-retour de flamme est disposé à l'intérieur de la chaudière entre le corps de chauffe (11) et le briquetage, ce dispositif comprenant au moins une tôle mobile (32) déplaçable entre une position dans laquelle elle empêche tout passage direct des fumées vers le conduit (26) et une position dans laquelle elle dégage pour un passage direct des fumées au moins une fraction de la section du conduit (26). 2. Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (30) comprend une tôle fixe (31) placée entre le briquetage et le corps de chauffe (11) en coiffant la partie supérieure d'une partie de la longueur de ce dernier, la tôle mobile (32) reposant partiellement sur la tôle fixe (31) et pouvant coulisser sur celle-ci. 3. Chaudière selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tôle mobile (32) est fixée à une tige d'entraînement (37) reliée à une tringle extérieure de manoeuvre de cette tôle. 4. Chaudière selon la revendication 3, caractérisée en ce que la tige d'entraînement (37) de la tôle mobile (32) est montée libre en rotation et calée en translation par une extrémité (36) sur la tringle (28) de manoeuvre du volet de tirage (27), cette tringle (28) étant calée en rotation et libre en translation par rapport à ce volet (27). 5. Chaudière selon la revendication 4 caractérisée en ce que la tige d'entrainement (37) est assemblée avec la tringle (28) par une extrémité (36) à l'intérieur du conduit de fumées (26) dans une échancrure diamétrale (33) ménagée dans le volet de tirage (27). 6. Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisée en ce que chacune des tôles mobile (32)et fixe (31) est incurvée au profil de la voûte (2) et se termine par des bords inférieurs (32A, 32B, 31A, 31B respectivement) qui sont évases en direction des parois latérales de la chaudière. 7. Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en dehors du briquetage deux gaines longitudinales (20) à partir de chacune desquelles partent plusieurs tubes (21), espacés en sens longitudinal, qui traversent le briquetage pour s'ouvrir à l'intérieur du foyer au niveau de l'entrée de l'air primaire. 8. Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le collecteur arrière (13) du corps de chauffe (11) est réuni à un réseau extérieur de chauffage à l'aide de tubes (15, 16) de départ et de retour d'eau par l'intermédiaire de raccordes démontables (18) ces tubes (15,16) de départ et de retour d'eau traversant la paroi arrière (3) parallèlement à la sole (1), de sorte que l'on peut retirer totalement le corps de chauffe (11) après démontage des- raccords (18).