Brevet FR2526923A1 — publié le 19831118

La présente invention est relative à une installation destinée à assurer des fonctions multiples , etnotamment le chauffage d'un local. Pour chauffer un local industriel ou d'habitation , il est connu d'utiliser une chaudière intercalée sur un circuit de circulation d'eau , parexemple du type connu sous le nom de " chauffage central " . La chaudière contient le plus souvent un brftleur à combustible , alimenté en hydrocarbures , produits pétroliers y ou analogues Les avantages , mais aussi les inconvénients de ce type d'installations sont bien connus . Sn particulier , la combustion des hydrocarbures est souvent incomplète , ce qui donne lieu à une importante perte d'énergie . étant donné le prix sans cesse crois- ayant des combustibles pétroliers , il en résulte une augwentation importante des colts d'exploitation. Par ailleurs , une telle chaudière de chauffage central de type connu est incapable d'assurer une fonction autre que celle du chauffage . Cette lacune est particulièrement ressentie lorsque l'installation équipe un local isolé , tel que par exemple une ferme , un chalet de montagne , ou un atelier rural . Xn effet , dans de tels locaux , les besoins des coccupants ne se limitent pas au situe chauffage e Il est souvent nécessaire de prévoir une installation électrique , voire même une prise de force pnur entratner un mouvement ou une machine de type quelconque. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients , en réalisant une chaudière d'un type nouveau , susceptible, non eeulement de chauffer un circuit d'eau chaude avec un rendement particulièrement intéressant , mais également d'assurer des fonctions annexes, telles que par exemple l'entranement d'une prise de force , ou d'un générateur électrique. Une chaudière de chauffage selon l'invention comprend un réservoir d'eau , muni d'une arrivée d'eau froide et d'une sortie d'eau chaude assurant sa liaison avec un circuit ce chauffage central , et elle est caractérisée en ce que l'eau du réservoir est utilisée pour assurer le refroidlssement d'un moteur thermique dont l'arbre de sortie comprend au moins une prise de force susceptible d'entratner un ou plusieurs appareils récepteurs , parmi lesquels un générateur d'électricité. Suivant une autre caractéristique de l'invention , 1' ensemble du moteur est contenu dans une enceinte immergée à l'intérieur du réservoir de la coudière , l'eau environnante étant traversée de façon étanche par une tubulure d'aspiration d'air , une tubulure d'échappement pour le moteur thermique , et un arbre tournant qui relie le moteur à la prise de force extérieure. Suivant une autre caractéristique de l'invention , le moteur est un moteur à pistons de type connu , dont la chaleur dissipée est utilisée en quasi totalité pour assurer le chauffage de l'eau de la chaudière. Suivant une autre caractéristique de l'invention , la tubulure des gaz d'échappement est réalisée sous la forme d'un serpentin immergé dans l'eau de la chaudière , avant d'être dirigé vers la cheminée d'évacuation , ce qui garantit une température très basse pour les gaz rejetés à la cheminée , dont la chaleur latente est par cons4quent récupérée en quasi totalité par la chaudière Suivant une autre caraotéristique de l'invention , la chaudière est utilisée pour produire de l'eau tiède , dont une partie est prélevée pour store envoyée à un chauffe-eau électrique fournissant de l'eau sanitaire , le chauffage de ce chauffe-eau électrique étant assuré à partir d'un générateur électrique entratné par la prise de force du moteur de la chaudière. Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif , pernettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une élévation en coupe d'une chaudière selon l'inventione Figure 2 en est une coupe suivant II - II ( figure 1). Figure 3 est une vue de l'ensemble de l'installation. On a représenté sur les figures 1 et 2 , une chau dièse selon l'invention , qui comprend un réservoir d'eau 1 muni d' une arrivée d'eau froide 2 et d'une sortie d'eau chaude 3 . Le ré germoir 1 est logé à l'intérieur d'une enveloppe périphérique 4 o Immergée dans l'eau 5 du réservoir I , se trouve une enceinte 6 qui contient un moteur thermique à pistons 7 de type connu . il peut s'agir par exemple d'un moteur à explosion , dont 1' allleage est commandé par des bougies telles que 8 o L'admission d'air au moteur 7 s'effectue par une tubulure d'aspiration d'air 9 débouchant dans l'espace intermédiaire 10 défini entre le réservoir 1 et son enveloppe phériphérique 4. Cet espace intermédiaire 10 communique avec l'atmosphère ext rieu par une cheminée 11 Les gaz d'échappement du moteur 7 sont canalisés dans une tubulure d'échappement qui définit un serpentin 12 circulant à travers l'eau 5 du réservoir 1 . Ensuite , la tubulure d' échappement 13 traverse de façon étanche la paroi du réservoir I, pour pénétrer dans ltespace intermédiaire 10 , puis remonter dans la cheminée 11 , afin de rejeter les gaz d'échappement à l'extérieur, comme symbolisé par la flèche 14 Le vilebrequin du moteur à pistons 7 est relié à un arbre de sortie 15 , qui traverse de façon étanche les parois du réservoir 1 , et de l'enveloppe 4 , pour entratner en roration une prise de force 15 , située à l'extérieur. Le fonctionnement est le suivant 1 quand le moteur thermique 7 tourne , la chaleur qu'il dégage provoque l'échauffement de l'eau 5 de la chaudière Cette chaudière fonctionne donc à la manière d'une chaudière classique , lorsqu'elle est reliée à un circuit de chauffage central L'eau froide pénètre en 2 , comme schématisme par la flèche 16 , tandis que l'eau chaude sort en 3 , comme schématisé par la flèche 17 , pour s'acheminer vers les radiateurs de chauffage Onsait que ,lorsque on fait le bilan thermique-d' un moteur à combustion interne de type connu , on constate que moins de 30 % de la puissance introduite est récupérée sur l'arbre de sortie du moteur , alors qu'environ 35 ss est perdue dans les gaz d'échappement , le tiers restant étant dissipé dans l'eau de refroidissement , puis accessoirement dans la chaleur sensible de l'huile, dans les vibrations , et dans la chaleur rayonnée par le bloc-moteur. Dans le cas présent , on voit que , si l'on ne prélève aucune pUiSe sance sur l'arbre de sortie du moteur 7 , la totalité de la chaleur habituellement perdue en rayonnement , dans l'huile , et dans l'eau de refroidissement , se trouve récupérée par l'eau 5 du ré9ervoir7. Par ailleurs , du fait de leur longue circulaticn dan3 le serpen- tin 12 , les gaz d'échappement perdent la quasi totalité deleur chaleur sensible qui se retrouve encore dans l'eau 5 . in définitive, la chaudière selon l'invention ut;ilise avec un excellen- rendement l'énergie contenue dans les hydrocarbures utilités pour faire tour ner le moteur 7. Bien entendu , la prise de force 15 peut être utilisée pour entraîner tous appareils accessoires , notamment un générateur d'électricité. Dans la variante illustrée sur la pagure 3 , on cale sur 11 arbre de sortie 18 du moteur 7 , un alternateur 19 qui entratne à son tour la prise de force 15 . Les bornes de sor tie de lklternateur 19 peuvent être reliées à toute installation électrique désirée . En particulier , on peut s'en servir pour chauffer les résistances 20 d'un chauffe-eau électrique 21 .Ce dernier est alimenté par un piquage 22 raccordé en parallèle sur la sortie d'eau chaude 3 de la chaudière On sait que l'eau chau de recueillie à la sortie 3 d'une chaudière de chauffage ecntral eet couramment à une température de l'ordre de 50 à 70 C , c'est à-dire à une température relativement basse , insuffisante pour les besoins de l'eau chaude sanitaire .Ainsi , l'eau prélevée en 22 sur la sortie 3 de la chaudière , est acheminée vers la cuve du chauffe-eau électrique 21 qui la porte à une température supérieure, par exemple de l'ordre de 90 ou 95 C o Ainsi , à la sortie 23 du chauffe-eau 21 , on récupère de liteau chaude sanitaire ( flèche 4) En définitive , on voit que la chaudière 4 , 1 , 7 selon l'invention , permet , non seulement de chauffer un local , maie d'assurer des fonctions annexes , telles que l'entratnement d' une machine par la prise de force 15 , la production d'électricité, ou la produotion d'eau chaude sanitaire0 On remarque également que , contrairement à certains dispositifs connus 2 le moteur 7 est e entièrement re i froidi par l'eau 5 o En particulier , il n'est n pessaire de prévoir aucun é changeur supplémentaire à eau ou à huile, W:CATI ONS 1 - Chaudière de chauffage comprenant un réservoir d'eau muni d'une arrivée d'eau froide et d'une sortie d'eau chaude , qui assure ss liaison avec un circuit de chauffage central , caractéri sée en ce que l'eau (5) du réservoir (1) est utilisée pour assurer le refroidissement d'un moteur thermique (7) dont l'arbre de sortie entratne au moins une prise de force (15) susceptible de faire fonctionner un ou plusieurs appareils récepteurs. 2 - Chaudière de chauffage suivant la sevendication 1 , caractérisée en ce que l'ensemble du moteur (7) est contenu dans une enceinte (6) immergée dans l'eau du réservoir (1) dela chaudière, l'eau environnante (5) étant traversée de façon étanche par une tubulure d'aspiration d'air (9) , une tubulure d'échappement (13) pour le moteur thermique et un arbre tournant (18) qui relie le moteur (7) à la prise de force extérieure (15). 3 - Chaudière de chauffage suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que le moteur (7) est un moteur à gotons de type connu dont la chaleur dissipée est utilisée en quasi totalité pour assurer le chauffage de l'eau (5) de la chaudière0 4 - Chaudière ds chauffage suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que la tubulure (13) des gaz d'échappement est réalisée sous la forme d'un serpentin (12) immergé dans l'eau (5) de la chaudière , avant d'titre dirigé vers la cheminée d'évacuation (11), ce qui garantit une température très basse pour les gaz rejetés à la chemine (îi) 5 chaudière de chauffage suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce qu'elle est utilisée pour produire de l'eau tiède , dont une partie est prélevée en (22) pour être envoyée à un chauffe-eau électrique (21) fournissant de l'eau sanitaire , le chauffage de ce chauffe-eau électrique (21) étant assuré à partir d'un générateur électrique (19) entratné par l'arbre de sortie (18 ) du moteur (7).de la chaudière. 6 - Chaudière de chauffage suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que l'ensemble du réservoir (1) estentouré par un espace intermédiaire libre (10) dé limité à l'intérieur d'une enveloppe extérieure (4).