Brevet FR2551537A1 — publié le 19850308

CHAUDIERE A DISPOSITIF D'ISOLATION DYNAMIQUE. La présente invention concerne une chaudière à combustible liquide ou gazeux pour eau de chauffage et/ou eau chaude sanitaire, comprenant une paroi extérieure sèche munie d'un dispositif d'isolation dynamique. I1 est connu de réaliser des chaudières à combustible fuel ou gaz à paroi extérieure humide ou sèche. Dans le cas d'une paroi extérieure sèche, on a recours à une couche épaisse d'isolation thermique en matériau réfractaire ou fibreux ou à une double enveloppe à lame d'air isolante. L'air est mis en circulation dans une telle lame par convection naturelle ou à l'aide d'un ventilateur d'aspiration. Les chaudières existantes à paroi sèche et à isolation thermique par double enveloppe à lame d'air circulante nécessitent cependant, en vue d'atteindre une température de jaquette suffisamment faible, une épaisseur de lame importante, voire itaddition d'une épaisse eouche additionnelle de matériau isolant de type fibreux. L'invention a notamment pour but d'améliorer de manière peu onéreuse l'isolation d'une chaudière à combustible à enveloppe sèche tout en contribuant à réduire l'encombrement d'une telle chaudière. Elle coneerne une chaudière à combustible liquide ou gazeux pour eau de chauffage et/ou eau chaude sanitaire, comprenant : - un brûleur à ventilateur associé, et - un foyer qui est délimité en partie au moins par un échangeur - le foyer et l'échangeur étant logés dans une double enveloppe sèche d'isolation thermique comportant une paroi intérieure définissant entre elles un espace isolant à lame d'air; et - le ventilateur étant susceptible d'amener l'air extérieur au foyer via la lame d'air, tandis que les gaz de combustion sont conduits du foyer vers un orifice d'évacuation en passant entre l'échangeur et la paroi intérieure. Selon l'invention, la lame d'air isolante comprise entre les deux parois est partagée en deux demi-lames par une cloison thermiquement isolante et perméable à l'air, lequel est contraint de traverser la cloison perméable de la demi-lame attenante à la paroi extérieure vers la demi-lame attenante à la paroi intérieure sous l'action du ventilateur. De la sorte, l'isolation thermique de la chaudière est assurée de manière statique au moyen de la lame d'air et de la cloison isolante, et de manière dynamique par la mise en circulation de l'air dans la lame et par sa traversée de la cloison de la face moins chaude vers la face la plus chaude de celle-ci. Il en résulte une faible épaisseur de l'isolation nécessaire pour amener la température de la jaquette de la chaudière à une valeur acceptable par l'utilisateur et pour corrélativement diminuer les déperditions thermiques. Cette faible épaisseur d'isolation dynamique cause à son tour une réduction des dimensions de la chaudière et une nouvelle diminution des pertes thermiques. Le ventilateur est de préférence un ventilateur de soufflage afin de délivrer un débit-masse d'air indépendant des fluctuations de température de la chaudière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-dessous, relative à un mode de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 représente en élévation latérale et en coupe par un plan axial, la chaudière conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en élévation frontale de la chaudière de la figure 1 en coupe partielle par le plan II-II. La figure 3 montre à plus grande échelle le détail A de la figure 1. La chaudière illustrée 10 comprend un brûleur de fuel 11 et elle est destinée à réchauffer de l'eau de chauffage au moyen d'un échangeur 12. Celui-ci est muni d'un départ d'eau 13 et d'un retour d'eau 14 et il délimite en partie un foyer borgne humide 15. Le foyer 15 et l'échangeur 12 sont logés dans une enveloppe sèche 20 à double paroi. La paroi intérieure métallique 21 permet la déflexion des gaz de combustion provenant du foyer, tandis que la paroi extérieure 22 en métal ou matériau synthétique constitue la jaquette de la chaudière. Les parois 21, 22 définissent entre elles une lame d'air 23 thermiquement isolante. La double enveloppe 20 est réalisée en forme de pot sur l'ensemble de la partie frontale 24 et de la partie latérale 25 de la chaudière ; la chaudière est fermée à sa partie arrière par un fond 26 garni d'une isolation classique 27. Le bloc de brûleur 11 est attaché à la partie frontale 24 de la double enveloppe 20 et comprend un ventilateur de soufflage 28 servant à l'apport de l'air nécessaire à la combustion. Une virole en acier 29 délimitant le foyer 15 avec le fond de l'échangeur 12 et une tête de combustion 30 sont rattachées à la paroi intérieure 21 de la double enveloppe ; la paroi 21 est de plus garnie d'une isolation frontale classique 31. En fonctionnement, la flamme délivrée par le brûleur frappe le fond de 11 échangeur 12, puis les gaz de combustion sont renvoyés entre l'échangeur et la virole 29 vers l'isolation 31 qui les envoie dans le passage annulaire situé entre l'échangeur et la paroi 21 et de là vers un orifice d'évacuation 32. Selon l'invention, la lame d'air isolante 23 est partagée en une demi-lame extérieure 23a et une demi-lame intérieure 23b par une cloison 33 thermiquement isolante et perméable à l'air. Le ventilateur de soufflage 28 associé au brûleur prélève l'air à l'extérieur de la chaudière par une ouverture non indiquée et souffle cet air dans la demi-lame extérieure 23a , l'air traverse alors transversalement la cloison pour passer dans la demi-lame intérieure 23b et de là vers la chambre de combustion 34 et le foyer 15. Le ventilateur 28 pourrait être bien entendu un ventilateur d'aspiration d'air extérieur, mais dans ce cas il aspirerait l'air réchauffé par la traversée successive de la demi-lame extérieure 23a, de la cloison 33, et de la demi-lame intérieure 23b et il en résulterait une variation de débit-masse d'air suivant la température de la paroi 21, particulièrement sensible entre le démarrage et le régime établi du brûleur. Il convient de constater (figure 3) que l'épaisseur de la double enveloppe 22 est ramenée à une valeur faible, par exemple de l'ordre de 20 mm pour une chaudière de 16 kW, grâce à l'effet d'isolation statique dû à la présence de la lame d'air d'une part et d'autre part à la cloison 33 thermiquement isolante, et à l'effet d'isolation dynamique causé par la circulation de l'air dans les demi-lames et à travers la cloison, celle-ci ayant par exemple une épaisseur inférieure à 5 mm. L'échange calorifique entre la cloison et l'air destiné à la combustion est favorisé par le fait que l'air s'échauffe en traversant la cloison de sa paroi 33a la moins chaude vers sa paroi 33b la plus chaude en quelque sorte à contre-courant avec un gradient de température sensiblement constant. Le préchauffage de l'air comburant est limité dans la demi-lame intérieure 23b grâce à l'isolation frontale 31. La cloison 33 peut être réalisée en tout matériau thermiquement isolant et suffisamment poreux pour produire une perte de charge limitée : isolants fibreux en laine de verre ou en fibres céramiques, plâtre poreux ou matériaux cellulaires, tissus isolants en fibres synthétiques. La cloison est autoporteuse ou comprend, comme dans le présent exemple de réalisation à tissu synthétique, une armature par exemple constituée par un cerclage intérieur 35. La cloison en forme de sac peut alors être fixée à un anneau 36 susceptible d'être serré entre des brides 37, 38 des parois 21, 22. Un déflecteur 39 peut être prévu pour faciliter l'entrée du flux d'air soufflé par le ventilateur dans la demi-lame 23a. Le ventilateur peut également être disposé dans une zone localement élargie de la demi-lame d'air 23a. Il peut aussi être disposé à l'arrière de la chaudière au lieu d'être associé avec le brûleur à sa face avant. Enfin, la chaudière indiquée avec un foyer d'axe horizontal peut être réalisée avec un foyer d'axe vertical. Il va de soi que la double enveloppe 20, équipée de la cloison 33 d'isolation dynamique selon l'invention, peut être réalisée sur une partie plus limitée de la chaudière, par exemple sur sa seule face frontale ou porte avant, ou au contraire sur l'ensemble de la chaudière y compris sa face arrière. REVENDICATIONS 1. Chaudière à combustible liquide ou gazeux pour eau de chauffage et/ou eau chaude sanitaire, comprenant un brûleur (11) à ventilateur (28) associé et un foyer (15) qui est délimité au moins en partie par un échangeur (12) muni d'un départ et d'un retour d'eau (13,14), le foyer et l'échangeur étant logé dans une double enveloppe sèche (20) d'isolation thermique comportant une paroi intérieure (21) et une paroi extérieure (22) définissant entre elles un espace isolant à lame d'air (23), et le ventilateur étant susceptible d'amener l'air extérieur au foyer via la lame d'air, tandis que les gaz de combustion sont conduits du foyer vers un orifice d'évacuation (32) en passant entre l'échangeur et la paroi intérieure, caractérisée par le fait que la lame d'air isolante (23) comprise entre les deux parois (21, 22) est partagée en deux demi-lames (23a, 23b) par une cloison (33) thermiquement isolante et perméable à l'air, lequel est contraint de traverser la cloison perméable de la demi-lame (23b) attenante à la paroi intérieure sous l'action du ventilateur (28). 2. Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ventilateur (28) est un ventilateur de soufflage.