Brevet FR2539219A1 — publié le 19840713

La présente invention concerne une chaudière pour la production simultanée d'eau chaude de chauffage et d'eau chaude sanitaire avec des circuits séparés hydrauliquement. Plus particulièrement, l'invention concerne une chaudière munie d'un échangeur ayant des tubes d'eau coaxiaux à géométrie spiroidale, qui est prévue en particulier pour être utilisée en-associa- tion avec des bruleurs de gaz à aspiration d'air. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif du type général indiqué ci-dessus qui se distingue des dispositifs connus par des caractéristiques d'efficacité, de robustesse, de simplicité de construction et par un prix modique. Selon la présente invention, il s'agit d'un dispositif comprenant en combinaison un tube d'eau de retour provenant de l'installation de chauffage, enroulé en spire au-dessus de la source de chaleur, et un tube de plus grand diamètre prolongeant le premier tube et formant un serpentin situé en dessous desdites spires et qui contient à l'intérieur une paire de tubes qui constituent l'aller et le retour du dispositif d'eau chaude sanitaire. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description détaillée qui va suivre d'une forme préférée de réalisation de la présente invention, donnée à titre d'exemple et non limitativement, en référence aux dessins, sur lesquels - la figure 1 est un schéma de la constitution et du fonctionnement de la chaudière selon la présente invention - la figure 2 est une vue schématique de face d'une chaudière selon la présente invention, certaines parties ayant été sectionnées - la figure 3 est une vue du haut de la même chaudière ; et - la figure 4 est une vue de face d'un coté. En référence à la figure 1, le chiffre 1 désigne l'enveloppe de la chaudière, à l'intérieur de laquelle se trouve un serpentin 2 renfermant l'eau provenant de l'installation de chauffage. Le serpentin 2 est exposé à la source de chaleur 3 constituée de préférence par un brûleur à gaz du type à aspiration d'air. A l'intérieur du serpentin 2, est introduite la grille 15 qui a pour but de donner une turbulence aux gaz brûlés qui la traversent, afin dvaméliorer le rendement d'échange de la partie supérieure du serpentin proprement dit. A la fin du serpentin 2, et en prolongement de celui-ci, est disposé un second serpentin 4 de plus grand diamètre contenant une paire de tubes 5 et 6 reliés à l'installation d'eau chaude sanitaire. Le serpentin 4 est également exposé à la source de chaleur puisqu'il se trouve en dessous du serpentin 2. Une pompe de circulation 7 fait circuler l'eau de l'installation de chauffage de manière que l'eau elle-meme retourne par le passage 8 et arrive à lwinstallae tion en sortant par le passage 9. Le sens de circulation des deux tubes 5 et 6 de l'eau chaude sanitaire est celui indiqué par les flèches de la figure 1. Pour utiliser la chaudière seulement pour l'eau chaude sanitaire, on prévoit une conduite de dériw vation ou bypass 10 qui, par l'intermédiaire de la soupape il, met en court circuit les deux serpentins 2 et 4 en bloquant la conduite 9. Aux figures 2, 3 et 4, on montre une chaudière réalisée selon la présente invention. L'eau provenant de lginstallation de chauffage parcourt le tube de retour 8 et arrive dans la partie haute de la chaudière où commence le serpentin 2 qui est constitué par des spires ayant des axes horizontaux disposés au-dessus du brûleur 3 de manière à intercepter le parcours qui s'étend du brûleur 3 au conduit de fumée 12. Après la structure des spires qui constituent le serpentin-2, la conduite d'eau de chauffage présente une augmentation de diamètre indiquée par le numéro de référence 13 et forme un second serpentin inférieur 4 qui contient la paire de tubes 5 t 6 destinés à l'eau chaude sanitaire.Le serpentin inférieur A présente une extrémité fermée au point 14 de lDranchement des conduites 5 et 6 de l'eau sanitaire, et à la dernière spire, peu avant ledit point extrême, on trouve la sortie du tube d'alimentation 9 de l'eau de chauffage. Le fonctionnement du dispositif selon la présente invention est facile à comprendre ; le serpentin 2 est exposé directement à la source de chaleur et il est chauffé par cette dernière. L'eau chaude qui provient du serpentin 2 passe dans le serpentin 4 qui lui-même est exposé au brûleur 3 et réalise l'échange thermique avec les deux tubes coaxiaux 5 et 6 qu'il continent. La spirale inférieure 4 constitue le corps principal et coopère avec le serpentin 2 pour effectuer l'échange thermique entre les gaz brûlés et l'eau, et accomplit l'échange eau-eau. En outre, le serpentin 4 est dimensionné de manière à obtenir la quantité désirée d'eau chaude pour le chauffageb La spirale supérieure 2 a la double fonction de fournir l'échange thermique requis entre la source de chaleur et l'eau et de constituer la résistance aérodynamique appropriée aux gaz brûlés, avant que ceuxci ne débouchent dans le conduit de fumée 12. La grille 15 coopère également pour atteindre ce but. Il est évident qu'on prévoit tous les contrôles et les automatismes coopérant. pour assurer la sécurité de fonctionnement et les manoeuvres dans l'installation. Ces dispositifs ne sont pas décrits étant donné qu'ils sont connus. Bien que la présente invention ait été décrite selon sa forme préférée de réalisation, il est évident que diverses variantes d'exécution peuvent être apportées en pratique par l'homme de l'art sans sortir du cadre de protection de l'invention. REvtNDIcrIoNS 1. Echangeur de chaleur ayant des tubes d'eau coaxiaux pour des chaudières de chauffage et pour la production d'eau chaude sanitaire, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un premier serpentin (2) contenant l'eau de l'installation de chauffage, et situé au-dessus de la source de chaleur (3), et un second serpentin inférieur (4) en prolongement du précédent, contenant à l'intérieur une paire de tubes (5,- 6) reliés à l'installation d'eau chaude sanitaire, en étant indépendants hydrauliquement. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier serpentin (2) présente une extrémité (14) reliée au tube de retour (9) de l'eau de chauffage, et en ce que l'autre extrémité (13) est directement reliée au début du second serpentin (4) qui a un diamètre plus grand et qui contient la paire de tubes coaxiaux (5, 6). 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que le premier serpentin (2) estformé par une série de spires ayant des axes horizontaux, enroulées en écheveau au-dessus de la source de chaleur 4. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le second serpentin (4) est constitué par une série de spires ayant des axes verticaux situés au-dessous du serpentin (2) enroulé en écheveau, dans une position intermédiaire entre ce dernier et la source de chaleur (3). 5. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que,à l'intérieur du serpentin supérieur (2), est disposée une grille horizontale (15) dont le but est de donner une .turbulence aux gaz brûlés qui la traversent, pour améliorer le rendement d'échange de chaleur des parties hautes du serpentin (2).