Brevet FR2562215A1 — publié le 19851004

La présente invention concerne une chaudière se composant d'un réservoir d'eau cylindrique creux avec une enveloppe intérieure et une enveloppe extérieure, ce ré- servoir renfermant une chambre de chauffe cylindrique en- tourée de conduits de fumée auxquels se raccordent des enceintes de révolution pour la fumée, ces conduits de fumée étant constitués par des plaques longitudinales en forme de canal qui sont également réparties circulairement intérieurement à l'enveloppe intérieure du réservoir d'eau, et dont la dimension radiale est sensiblement égale à la distance entre l'enveloppe intérieure et la chambre de chauffe. On cherche depuis longtemps à récupérer, dans une chaudière, le maximum de chaleur des fumées. Et, par suite, il existe une demande de chaudières dites à basse tempé- rature puisque, dans ce type de chaudière, on doit consi- dérer les problèmes de condensation. Certaines solutions ont été proposées, telles que celles décrites dans les documents DE-A-1 778 880 et DE-B-2 613 186. Mais les solu- tions décrites conduisent à une structure relativement com- plexe et à des difficultés de mise en oeuvre. La présente invention a donc pour objet la réalisation d'une chaudière à basse température de structure simple, facile à fabriquer. D'une manière générale, l'invention est caracté- risée en ce que la chambre de chauffe de la chaudière se compose d'un tube qui, vers son extrémité de chauffe, présente un évidement axial à la partie inférieure et qui, vers son extrémité opposée, comporte une paroi d'extrémité, avec, extérieurement, quatre plaques radiales agencées le long de génératrices du tube et dont la dimension radiale est sensiblement égale à la distance entre la chambre de chauffe et l'enveloppe intérieure, lesdites plaques divi- sant les conduits de fumée en quatre groupes autour du réservoir d'eau, un groupe inférieur, un groupe supérieur et deux groupes latéraux, le groupe inférieur étant rac- cordé à la partie intérieure du tube de chauffe par l'in- termédiaire de l'évidement axial ainsi qu'aux groupes latéraux par l'intermédiaire d'une première enceinte de révolution adjacente à ladite extrémité opposée du tube, les groupes latéraux étant raccordés au groupe supérieur par l'intermédiaire d'une deuxième enceinte de révolution adjacente à l'extrémité de chauffe du tube, et le groupe supérieur étant raccordé au carneau par l'intermédiaire de plaques de guidage adjacentes à l'extrémité dite opposée du tube. La suite de la description sera faite en se re- portant aux dessins annexés qui représentent: - figure 1, une vue en coupe longitudinale de la chaudière, - figure 2, une vue en coupe transversale, - figure 3,une vue latérale en élévation du tube consti- tuant la chambre de chauffe, - figures 4A à 4E, ce même tube en coupe selon les lignes A à E de la figure 3. On a représenté figure 1 une chaudière à basse température comportant un réservoir d'eau cylindrique et creux 1 entre une enveloppe extérieure 2 et une enveloppe intérieure 3. La chaudière comporte un dispositif d'isola- tion 17 autour de l'enveloppe extérieure, et des disposi- tifs d'isolation 18 à l'extérieur des parois d'extrémité 13 et 15. Des plaques longitudinales 26 sont prévues, avec une répartition circulaire régulière, le long de la face intérieure de l'enveloppe intérieure 3. Les plaques 26 ont pratiquement la forme d'un canal, et leur dimension radiale est sensiblement égale à la distance entre l'enveloppe in- térieure et la chambre de chauffe cylindrique 4 formée dans cette enveloppe. On définit ainsi des conduits de fumée axiaux 5. La chambre de chauffe cylindrique se compose d'un tube 4 qui, à une extrémité, comporte une paroi d'extrémité avec une ouverture 16 pour recevoir le brûleur. A l'au- tre extrémité du tube 4, la paroi d'extrémité 7 est pleine. Vers l'extrémité de chauffe, le tube comporte, en sa partie inférieure, un évidement axial 6. Sur la face extérieure du tube de chauffe 4, quatre plaques 8 sont montées le long de génératrices du tube. La dimension radiale des plaques 8 est sensiblement égale à la distance entre le tube de chambre de chauffe 4 et l'enveloppe intérieure 3. Les conduits de fumée axiaux 5 sont donc divisés en quatre groupes au moyen de ces plaques. L'un des groupes de conduits 19 est prévu à la partie inférieure du réser- voir d'eau; deux autres groupes de conduits 20 sont prévus latéralement, et le dernier groupe de conduits 21 est prévu sous la partie supérieure du réservoir d'eau. La disposi- tion décrite est représentée figure 4D. Comme on le voit figures 4B à 4E, l'enveloppe intérieure 3 du réservoir d'eau est disposée autour du tube de la chambre de chauffe 4. Les deux plaques inférieures 8 sont prévues sur la tota- lité de la distance entre la paroi d'extrémité de chauffe et la paroi d'extrémité opposée 7. Les deux plaques su- périeures 8 sont formées à partir de la paroi d'extrémité pleine 7, mais ne se prolongent pas jusqu'à la paroi d'ex- trémité de chauffe 15, formant, à cet endroit, un évidement 10. A l'extérieur de la paroi d'extrémité pleine 7, est montée une plaque 11 en forme de V dont la pointe se trouve sur l'axe du tube de chambre de chauffe, et dont les côtés se situent radialement en coincidence avec les deux plaques supérieures 8. Quant aux deux plaques inférieures 8 dispo- sées selon des génératrices du tube de chambre de chauffe 4, elles se situent en coincidence avec les bords axiaux 22 de l'évidement 6 à la partie inférieure du tube 4. On réa- lise ainsi une jonction entre l'intérieur du tube de chaml de chauffe 4 et le groupe inférieur de conduits de fumée Le brûleur est reçu dans l'ouverture 16 de la paroi d'extrémité 15. Les gaz de brûlage que dégagent ce brûleur sont renvoyés par la paroi d'extrémité 7 du tube 4 vers l'évidement 6, et, par ce dernier (figure 4C), vers les conduits de fumée du groupe inférieur de conduits 19 (voir figure 4D). Les fumées circulant dans ces conduits parviennent dans une enceinte de révolution disposée sous la plaque 11 en forme de V, entre la paroi d'extrémité 7 et la paroi d'extrémité 13 de l'enveloppe intérieure 3. Dans cette enceinte, les gaz se dirigent vers le haut, pé- nètrent dans les conduits des groupes de conduits latéraux (figure 4E) et parviennent dans une deuxième enceinte de révolution adjacente à la paroi d'extrémité de chauffe et formée par les évidements 10 pratiqués dans les deux plaques supérieures 8. Un raccordement est donc réalisé entre les groupes latéraux de conduits 20 et le groupe su- périeur de conduits 21, comme on peut le voir figure 4B. Le groupe supérieur de conduits ramène les fumées vers la paroi d'extrémité arrière, et, de là, vers l'espace situé au-dessus de la plaque en forme de V 11 (figure 4E). Cet espace est raccordé à la cheminée par un carneau 20 comme cela a été représenté figure 1. Grâce à l'agencement décrit des plaques longitu- dinales 8, les fumées les plus chaudes sont amendes en contact avec la partie la plus froide du réservoir d'eau 1, c'est-à-dire avec la partie inférieure de ce réservoir, et transfèrent leur chaleur à l'eau qui se trouve dans cette partie inférieure. Les fumées légèrement refroidies sont alors amendes en contact avec la partie centrale lé- gèrement chauffée du réservoir d'eau. Et finalement les fumées les plus refroidies sont amendes en contact avec la partie la plus chauffée du réservoir d'eau, c'est-à-dire avec sa partie supérieure. La répartition des conduits de fumée en groupes permet une utilisation très efficace de l'énergie thermi- que des fumées. Cela implique toutefois une température très basse des fumées dans la cheminée, et, par suite un risque de condensation. Dans le cas o la cheminée ne peut pas supporter une température aussi basse, la température doit être augmentée pour éviter une corrosion de la chemi- née, ce qui est possible avec une structure conforme à l'invention. La paroi d'extrémité 7, à l'opposé de la paroi d'extrémité de chauffe, peut être réalisée à double paroi, avec une partie fixe extérieure sur laquelle est fixée la plaque 11 en forme de V, et une partie intérieure mobile axialement 27. La partie intérieure est normalement écartée de la partie extérieure, en direction du brûleur, pour que soit ménagée une certaine distance entre les deux parties. Dans le tube qui constitue la chambre de chauffe, la tem- pérature entre les deux parties est alors inférieure à la température dans les autres zones. Les fumées dégagées seront par conséquent à une température plus basse dans la partie arrière du groupe de conduits 21. S'il se trouve que la température des fumées dans la cheminée est trop basse, la partie intérieure 27 est ramenée vers la partie exté- rieure, ce qui conduit à augmenter la température dans la partie arrière du tube formant chambre de chauffe. Les fu- mées sont de la sorte réchauffées dans la partie arrière du groupe de conduits 21, ce qui augmente la température des fumées dans la cheminée. L'agencement qui vient d'être décrit fonctionne de manière très satisfaisante. Par ailleurs, la structure mé- canique en est très simple, et en facilite la fabrication à bas prix. L'entretien d'une telle structure est également aisé. Pour le nettoyage par exemple, on dépose la paroi d'extrémité 15, ce qui permet d'8ter de la chaudière le tube formant chambre de chauffe. Lorsque le nettoyage est terminé, le tube est replacé dans la chaudière, la paroi d'extrémité 15 est revissée, et la chaudière est de nouveau prête à fonctionner. REVENDICATIONS 1. Chaudière comportant un réservoir d'eau cylin- drique et creux (1), avec une enveloppe extérieure (2) et une enveloppe intérieure (3), renfermant une chambre de chauffe cylindrique qu'entourent des conduits de fumée (5) auxquels des enceintes de révolution pour les fumées sont raccordées, les conduits de fumée étant constitués par des plaques longitudinales ayant sensiblement la forme d'un canal (26), lesquelles sont circulairement réparties régu- lièrement sur la face intérieure de l'enveloppe intérieure (3) du réservoir d'eau et ont une dimension radiale sensi- blement égale à la distance entre l'enveloppe intérieure et la chambre de chauffe, caractérisée en ce que la chambre de chauffe se compose d'un tube (4) qui, vers son extrémité de chauffe, présente un évidement axial (6) à sa partie in- férieure, et qui, vers son extrémité opposée, comporte une paroi d'extrémité (7), avec, sur sa face extérieure, quatre plaques radiales (8) placées le long de génératrices du tube et dont la dimension radiale est sensiblement égale à la distance entre la chambre de chauffe (4) et l'enveloppe intérieure (3), lesdites plaques divisant les conduits de fumée en quatre groupes autour du réservoir d'eau, un grou- pe à la partie inférieure, un groupe à la partie supérieure, et deux groupes latéraux, le groupe de conduits inférieur étant raccordé à la partie intérieure du tube de chauffe par l'intermédiaire de l'évidement axial (6) ainsi qu'aux groupes latéraux de conduits par l'intermédiaire d'une pre- mière enceinte de révolution (9) qui est adjacente à ladite extrémité opposée du tube, et les groupes latéraux de con- duits étant raccordés au groupe de conduits supérieur par l'intermédiaire d'une deuxième enceinte de révolution (10) qui est adjacente à l'extrémité de chauffe du tube, et ce groupe de conduits supérieur étant raccordé au carneau (12) de la cheminée par l'intermédiaire de plaques de guidage (11) adjacentes à ladite extrémité opposée du tube. 2. Chaudière selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les deux plaques radiales (8) inférieures - sont montées le long de génératrices du tube (4) de manière à coincider avec les bords axiaux de l'évidement (6) de la partie inférieure du tube. 3. Chaudière selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les plaques de guidage (11) sont montées à l'extérieur de ladite paroi d'extrémité opposée du tube (4), et se présentent sous la forme d'une plaque en forme de V (11), dont la pointe se situe sur l'axe du tube (4), et dont les c8tés coïncident avec les deux plaques radiales (8) supérieures. 4. Chaudière selon la revendication 1 ou 2, carac- térisée en ce que la première enceinte de révolution est formée par l'espace situé sous la plaque en forme de V (11), entre ladite paroi d'extrémité (7) du tube (4) et une paroi d'extrémité (13) de l'enveloppe intérieure du réservoir d'eau. 5. Chaudière selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les deux plaques radiales (8) supérieures présentent chacune un évidement vers la paroi d'extrémité de chauffe (15) du tube (4), la deuxième chambre de révo- lution étant formée par l'espace entre le tube (4) et l'en- veloppe intérieure (3) du réservoir d'eau qui est adjacente à cette paroi d'extrémité. - 6. Chaudière selon la revendication 1 ou 3, carac- térisée en ce que ladite paroi d'extrémité opposée du tube se compose de deux parties, une partie fixe extérieure sur laquelle est fixée la plaque en forme de V (11), et une partie intérieure (27) axialement mobile dans le tube, la distance entre les deux parties déterminant la tempé- rature des fumées dans la cheminée.