Brevet FR2542069A1 — publié le 19840907

L'invention a pour objet un dispositif de sécurité adap table au chauffage central à circulation d'eau chaude et à combus tibles solides notamment. L'objet de l'invention se rattache aux secteurs techniques des appareils à combustion pour combustibles solides notamment des systèmes de chauffage domestique ou d'autres espaces, par exem ple systèmes de chauffage central ; des systèmes d'alimentation en eau chaude à usage domestique. On connalt des récupérateurs à eau chaude couplés ou non à un circuit de chauffage traditionnel. I1 s'avère nécessaire que le récupérateur assume automatiquement son équilibre thermique en toutes circonstances pour éviter toute surchauffe occasionnée le plus souvent par un arrêt de la pompe de circulation. A ce jour, il existe sur le marché essentiellement trois systèmes de sécurité - La spirale de refroidissement - La sécurité par la régulation - Le "moulin à eau". ; La spirale ou serpentin de refroidissement positionné directement sur le récupérateur à eau, est branché sur le réseau d'eau sanitaire et, à l'autre extrémité, sur un écoulement. Par un système de clapet, de l'eau froide est envoyée dans la spirale quand la température de l'eau dépasse une certaine valeur admissible. La sécurité par la régulation s'appuie essentiellement sur une solidarité active entre les deux. Lorsqu'il y a un risque de surchauffe de l'eau, un thermostat provoque la régulation de l'arrivée d'air, pour réduire la puissance du feu. Dans ces deux systèmes sus-indiqués, le phénomène de surchauffe est évité, mais la pompe de circulation demeure inopérante ce qui se traduit par une absence de chauffage. Le moulin à eau remédie à ces inconvénients : la surchauffe est évitée et la répartition de la chaleur eontinue à se faire normalement. La pompe, au lieu d'être actionnée électriquement est actionnée par la pression d'eau. Toutefois, il est nécessaire de faire appel à un spécialiste afin de vérifier que la pression du réseau d'eau est suffisante pour assurer valablement la circulation compte tenu de l'importance et de la puissance de l'installation. Le dispositif selon l'invention s'est fixé pour but, d'une manière simple et efficace, d'assurer à la fois la sécurité en cas df surchauffe occasionnée par l'arrêt de la pompe, et la continuité du chauffage par le circulateur. Le dispositif vise plus particuliè rement les moyens de chauffage à circulation d'eau utilisant des combustibles solides. D'une manière générale, le circuit de chauffage comprend essentiellement, un bouilleur principal placé dans le foyer est relié d'une part à un circulateur d'eau pour alimenter des radiateurs et, d'autre part, à un condenseur branché en retour des radiateurs. Le dispositif selon l'invention comprend un ballon secondaire d'eau chaude, de capacité inférieure au bouilleur principal, et placé dans la partie haute du foyer, au-dessus du dit bouilleur principal, ce ballon secondaire alimentant- une turbine à vapeur accouplée au circulateur d'eau, l'ensemble ballon secondaire - turbine à vapeur étant monté en déviation sur le système condenseur. D'autres caractéristiques ressortiront de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans le dessin annexé : La figure 1 est une vue du dispositif incorporé dans un circuit classique de chauffage. La figure 2-montre le dispositif intégré dans la partie arrière d'un foyer de cheminée. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures du dessin. D'une manière connue, un bouilleur ou récupérateur à eau chaude (1) est placé dans ou à proximité du foyer (F) relatif à l' appareil de production de chaleur en utilisant des combustibles solides tels que charbon, bois, éventuellement mazout à caléfaction. Cet appareil est une chaudière, une cheminée ou autre. Le bouilleur (1) est relié d'une part à une pompe dè circulation (2) et, d'autre part, aux éléments tubulaires ou serpentins (3a) d'un appreil condenseur (3). Le circulateur (2) est destiné à pomper l'eau du bouilleur (1) pour l'envoyer par exemple dans des radiateurs (R). Le retour de l'eau des radiateurs au bouilleur (1) s'effectue d'une manière connue par l'intermédiaire des éléments tubulaires (3a) du condenseur (3). La pompe (2) est par exemple alimentée au moyen d'un moteur électrique (M). Selon l'invention, un ballon secondaire d'eau chaude (4) est placé dans la partie haute donc la plus chaude, du foyer (F), au-dessus du bouilleur principal (1). D'une manière importante, le ballon secondaire (4) a une capacité en eau inférieure à celle du bouilleur ( 1) . Par exemple, si le bouilleur a une capacité de 24 litres, le ballon a une capacité de très sensiblement 6 litres d' eau. Le ballon secondaire (4) a pour but d'alimenter une tur bine à vapeur (5) de tout type connu et approprié. Cette turbine est accouplée à la pompe de circulation (2) pour permettre son entrainement en cas de défaillance du moteur (M), comme il est indiqué dans la suite de la description. L'ensemble ballon secondaire (4) - turbine (5), est monté en déviation sur l'appareil condenseur (3). L'alimentation en vapeur de la turbine (5) par le ballon (4), s'effectue par l'intermédiaire d'un clapet (6) dont l'ouverture et la fermeture sont fonction de la tension de vapeur nécessaire au fonctionnement de la turbine. Il convient d'analyser le fonctionnement du dispositif selon l'invention. En phase normale, le foyer étant allumé, l'eau chauffée dans le bouilleur principal (1) est dirigée dans les canalisations du chauffage central au moyen de la pompe de circulation (2). Le retour des radiateurs au bouilleur d'eau chaude s'effectue par l'intermédiaire du serpentin (3a) du condenseur (3). Le cycle est ainsi bouclé et se répète indéfiniment. On souligne que le foyer étant refroidi par la circulation'de l'eau dans le bouilleur (1), le ballon secondaire est chauffé mais n'atteint pas une température suffisante nécessaire à produire une vaporisation. Par contre, en cas d'anmalie de fonctionnement de la pompe de circulation (2) (panne de courant par exemple), les deux bouilleurs (1 et 4) montent en température jusqu'à ébullition puisque 1' eau est stagnante et que le chauffage du foyer par le combustible solide continue. Toutefois, d'une manière importante, le ballon -secondaire (4) situé dans la partie haute du foyer où l'effet thermique et plus important, et de capacité en eau inférieure au bouilleur principal (1), se met rapidement en phase vapeur, ce qui a pour effet d' entraîner la turbine (5). La turbine à vapeur (5) étant directement accouplée à la pompe de circulation (2), eette dernière est actionnée pour autori ser de nouveau le fonctionnement normal du chauffage central qui re devient opérationnel. Le circulateur (2) n'est plus alimenté par le moteur (M), mais par la turbine à vapeur (5). On doit souligner que la puissance du moteur électrique (M) d'entraînement de la pompe (2) est très supérieure à la puissance de la turbine à vapeur (5) de sorte que, lorsque ledit moteur est de nouveau alimenté, la circulation d'eau se fait très rapidement, cequi entraîne le refroidissement du foyer (F) et conséquemment du ballon secondaire o-ù la vapeur se retransforme en eau. Le dispositif selon l'invention est susceptible d'être appliqué à tout type de chauffage à circulâtion d'eau utilisant des combustible solides. Les avantages ressortent bien de la description en particulier on souligne - Aucun arrêt dans le chauffage central conférant une sécurité totale et un fonctionnement parfait pour l'utilisateur. - Simplicité de réalisation. - Fonctionnement sans l'apport d'aucune énergie extérieure. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Dispositif de sécurité adaptable au chauffage central à circulation d'eau utilisant des combustibles solides notamment, le circuit de chauffage comprenant essentiellement, un bouilleur principal (5) placé dans le foyer est relié d'une part à une circulateur d'eau (2) pour alimenter des radiateurs et, d'autre part, aux éléments tubulaires (3a) d'un appareil condenseur (3) branché en retour des radiateurs, caractérisé en ce qu'un ballon secondaire (4) d'eau chaude convenablement placé dans le foyer, alimente une turbine à vapeur (5) accouplée au circulateur d'eau (2), l'ensemble ballon secondaire (4) - turbine à vapeur (5) étant monté en déviation sur ltappa- reil condenseur (3)- -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ballon secondaire d'eau chaude (4) a une capacité inférieure à celle du bouilleur principal (1). -3- Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que le ballon secondaire d'eau chaude (4) est placé dans la partie haute du foyer au-dessus du bouilleur principal (1). -4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la puissance du moteur électrique d'entrainement du circulateur (2), est supérieure à la puissance de la turbine à vapeur. -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1' alimentationAn vapeur de la turbine (5) par le ballon (4), s'effectue par l'intermédiaire d'un clapet (6) dont les caractéristiques sont fonction de celles de la turbine (5).