Brevet FR2561355A1 — publié le 19850920

Moyens de commande contrôlée du debit des gaz brulés dans une gaine d'évacuation d'une ou plusieurs chaudières. La présente invention concerne des moyens de commande contrôlée du débit des gaz brûlés dans une gaine d'évacuation d'une ou plusieurs chaudières En vue d'une économie de place et d'énergie, il est fréquent d'instal leur, dans les immeubles collectifs, une gaine commune avec ventilation mécanique, pour l'évacuation des gaz brûlés de plusieurs chaudières à fonctionnement intermittent. De telles installations presentent des risques importants de mauvaise évacuation des gaz brûlés, notamment en cas d'arret ou de mauvais fonctionnement de la ventilation mecanique. Dans ce cas, il est nécessaire de commander automatiquement et immédiatement l'arrêt du fonctionnement de toutes les chaudières.Les moyens actuellement utilisés pour commander 1' arrêt automatique et immédiat des cl au diètes sont géneralement constitués par des organes contrôlant le sens du passage de l'air dans un orifice ménagé sur la gaine, en aval de chaque chaudière, orifice qui sert soit de coupe-tirage, soit de bouche d'aspiration de l'air vicié.Or, il peut se produire que le tirage thermique auquel est soumise une chaudière située à l'un des étages inférieurs de l'immeuble soit suffisant, même en cas d'arret de la ventilation mécanique pour ne pas provoquer l'inversion du sens du passage de l'air dans l'orifice précité, les gaz brûlés de cette chaudière pouvant alors s'évacuer par l'orifice correspondant d'une chaudière située à un étage supérieur et dont l'arrêt du fonctionnement a éte commandé par suite de l'inversion de l'écou- lement de l'air dans cet orifice La sécurité de ces installations n'est donc pas assurée de manière absolue. En outre, ces installations nécessatent un passage d'air permanent dans la chaudière, se traduisant par des pertes de chaleur et par suiteS par un surcroit de consommation d'énergie. La présente invention vise à combler cette lacune. A cet effet, les moyens qu'elle concerne comprennent, en combinaison, une vanne qui, constituée par un corps creux étanche et déformable élastiquement sous l'effet de la différence de pression entre l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la chaudière et la pression dans la gaine d'évacuation, et placée dans le conduit reliant l'orifice de sortie des gaz de la chaudière considérée à la gaine commune, est normalement maintenue en position fermée3 des moyens pour commander l'ouverture de cette vanne lorsque dans la zone aval du conduit précité la valeur de la dépression par rapport à l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve cette chaudière est supérieure à une valeur prédéterminée. Ainsi, toute possibilité de refoulement des gaz brûlés d'une chaudière dans-des conditions dangereuses est éliminée. En outre, la fermeture du conduit d'évacuation des gaz brûlés de chaque chaudière, à l'arrêt, est à l'origine d'une importante économie de calories. Suivant une forme d'exécution simple de l'invention, la vanne précitée est constituée par une chambre déformable ou vessie, de forme sensiblement cylindrique, montée sur un support placé dans le conduit d'évacuation reliant l'orifice de sortie des gaz brûlés de la chaudière à la gaine commune de manière qu'en position normale ou de repos, sa paroi de fond soit en appui étanche contre un siège annulaire ménagé dans ce conduit, un canal reliant, de manière étanche, l'intérieur de cette vessie avec les moyens de commande de l'ouverture de la vanne. Avantageusement, les moyens de commande de l2ouver- ture de la vanne sont constitués par un système Venturi reliant l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la chaudière à une zone du conduit d'évacuation précité située en aval de la vanne et dans le col duquel débouche le canal provenant de l'intérieur de la vessie Dans ce cas, de préférence. les moyens pour libérer ou neutraliser les moyens de commande de l'ouverture de la vanne sont constitués par une électro-valve dont le clapet est mobile entre une position de fermeture et une position de libération du système Venturi et dont le déplacement dans la seconde position est commandé par la chaudière elle-même lorsqu'elle est en état de fonctionnement. Suivant une forme d'exécution de l'invention particulièrement adaptée aux moyens précités, les moyens pour permettre ou interdire le fonctionnement de la chaudière, même lorsque l'électro-valve est en position de libération du système Venturi, sont constitués par des moyens de détection de la position de la vanne. Suivant la forme d'exécution la plus simple de l'invention, ces derniers moyens sont constitués par un in terrupteur placé de manière à être actionné dans un sens ou dans l'autre selon que la vanne est en position d'ouverture ou de fermeture. Par exemple, la paroi de fond de la vessie porte une pastille maanétique et l'interrupteur précité est à commande magnétique et il est placé à proximité de la position occupée par la pastille lorsque la vanne est en position de repos ou de fermeture. Pour diminuer les risques d'encrassement du canal reliant l'intérieur de la chambre déformable constituée par la vessie en membrane souple au col du système Venturi, suivant une caractéristique intéressante de l'invention, l'orifice d'entrée de ce dernier est équipé d'un filtre facilement interchangeable. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ces moyens dans le cadre de leur application à un immeuble collectif comportant plusieurs chaudières réparties à différents etages Figure 1 est une vue partielle montrant, vues en coupe axiale verticale, deux chaudières superposées à des étages différents d'une installation de chauffage d'un immeuble collectif, Figure 2 est, à échelle agrandie, une vue partielle montrant les moyens de l'invention en position de fermeture de la vanne; Figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de figure 2; Figure 4 est une vue similaire à figure 2 montrant la vanne en position d'ouverture; et Figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de figure 4. Les moyens de l'invention peuvent s'appliquer à une chaudière individuelle d'un logement individuel, mais ils sont évidemment plus intéressants encore dans le cas de leur application à des chaudières d'un immeuble collectif, connectées à une gaine commune d'évacuation des gaz brûlés. La figure 1 est une vue partielle montrant deux chaudières (2) et (3) connectées sur une gaine commune d'évacuation (4) équipée, à son extrémité supérieure, d'une ventilation mécanique schématisée par le ventilateur (5). Le problème posé par de telles installations est d'éviter tout risque d'incidents par refoulement des gaz brûlés d'une chaudière dans une direction qui n'est pas celle qui. leur est normalement assignée, c'est-à-dire l'orifice de la gaine commune (4). Comme le montre la figure (1), chaque chaudière (2) et (3) a son orifice de sortie des gaz brûlés, respectivement (2a) et (3a), relié à la gaine d'évacuation commune par un conduit individuel d'évacuation, respectivement (6) et (7). Un des objets de llinvention est donc d'empêcher que, par exemple, en cas de panne de la ventilation mécanique (5), la chaudière (2) continuant de fonctionner, ses gaz brûlés ne puissent être refoulés dans le conduit d'évacuation (7) de la chaudière (3) et, de là, sortent par exemple par l'orifice d'entrée d'air de cette chaudière. A cet effet, chacune des chaudières de l'installation est équipée d'un ensemble de moyens désignés, d'une manière générale, par la référence (8). Comme le montre le dessin, ces moyens comprennent tout d'abord une vanne de fermeture et d'ouverture du conduit dlévacuation (6 ou 7) et qui, dans l'exemple illustré sur le dessin est constituée par une vessie 19) à membrane souple, de forme sensiblement cylindrique, fermée à l'une de ses extrémités par une paroi de fond (9a) et , à son autre extrémité, par un support (11) auquel elle est reliée d'une manière étanche, et qui est fixé dans le conduit correspondant (6 ou 7) de maniere que la paroi de fond (9a) soit située en amont par rapport au sens d'écoulement des gaz brûlés, illustré par la flèche (12).Le support (11) de la vessie (9) est dispose dans le conduit correspondant (6 ou 7) de manière que lorsque la vessie (9) est en position de repos, telle qu'illustrée sur les figures 1 à 3, sa paroi de fond soit en appui étanche contre le siège annulaire (13) porté par la face interne du conduit (6 ou 7). Chaque vessie -(-9) joue donc le rôle de vanne de fermeture ou d'ouverture du conduit d'évacuation 16 ou 7) de la chaudière associée (2 ou 3). A cette vessie (9) sont associés des moyens de commande de son ouverture lorsque la différence de pression entre la zone du conduit correspondant (6 ou 7) située en aval de la vessie (9) et l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la chaudière est supérieure à 50 Pa. Dans l'exemple illustré sur le dessin, ces moyens compren nent un système Venturi (14) dont l'orifice d'entrée (14a) communique directement avec l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la chaudière considérée (2 ou 3), et dont l'orifice de sortie (14b) peut communiquer avec la' zone du conduit correspondant (6 ou 7) dispose'e en aval de la vessie (9). Dans le col (14c) de ce système Venturi (14), débouche un canal (1.5) communiquant avec l'intérieur de la vessie (9), à travers son support Çîî), L'orifice d'entrée (14a) du système Venturi (14) est avantageusement équipé d'un filtre (16) facilement interchan- geable. On conçoit aisement que lorsqu'un flux d'air s'ta- blit dans le système Venturi ils), dans le sens de la fleche (17), flux qui résulte d'une dépression créée dans la zone aval du conduit d'évacuation (6 ou 7) par la ventilation mécanique (5), il en résuite une dépression à l'intérieur de la vessie (9) qui provoque sa déformation et le soulèvement ae sa paroi de fond (9a) de son siège (13), comme illustré sur les figures 4 et 5. On conçoit donc que le conduit d'évacuation (6 ou 7) de la chaudière (2 ou 3) n'est ouvert que lorsqu'un flux circule, dans le sens de la flèche (17), dans le système Venturi (14). A ce système Venturi (14) qui commande l'ouverture de la vanne constituée par la vessie (9), sont associés des moyens permettant de le libérer ou de le neutraliser, selon que la chaudière est en état de fonctionner ou non. Ces moyens sont tout simplement constitués par une électrovalve (18) actionnant un clapet (18a) mobile entre une position de fermeture de l'orifice de sortie (14b) du système Venturi (14) telle qu'illustrée sur les figures 1 à 3, et une position d'ouverture de cet orifice, telle qu'illustrée sur la figure 4. Cette électro-valve (18) est commandée par un signal électrique qui lui est fourni par une source d'informations (19) propre à la chaudière correspondante (2 ou 3), de telle manière que l'électro-valve (18) déplace le clapet tl8a) en position d'ouverture de l'orifice de sortie tl4b) du système Venturi (14) lorsque la chaudière est mise en route, soit par l'utilisateur, soit par son système automatique de régulation. Enfin, comme indiqué précédemment, à tous les moyens précités sont encore associés des moyens de contrôle de la position de la vanne constituée par la vessie (9). Dans l'exemple illustré par le dessin, ces moyens de contrôle sont tout simplement constitues par un interrupteur magnétique (21) sur lequel agit une pastille aimantée (22) portée par la paroi de fond (9a) de la vessie (9), de manière à maintenir l'interrupteur (21) en position d'ouverture lorsque la pastille (22) est dans sa position la plus proche de lui, c'est--dire lorsque la vessie (91 est en position de fermeture de la valve, comme illustre sur les figures 1 à 3, l'interrupteur (21) étant normalement rappelé en position de fermeture dès que la pastille aimantée (22) s'éloigne de lui, c'est-à-dire dès que la paroi de fond (9a) de la vessie (9) est décollée de son siège (13), c'est-à-dire dès que la vanne constituée par la vessie (9) est amenée en position d'ouverture, comme illustré sur les figures 4 et 5. L'information donnée par l'interrupteur (21) sur la position de la vanne que constitue la vessie (9) est transmise à un circuit récepteur (23) propre à la chaudière correspondante (2 ou 3), dont le rôle est de n'autoriser le fonctionnement de cette chaudière que lorsque l'interrupteur (21) est en position de fermeture. Le fonctionnement de ces moyens est donc le suivant à l'arrêt de chaque chaudière (2 ou 3), la vanne correspondante constituée par la vessie (9) est en position de fermeture puisque son système Venturi (14) est fermé par le clapet (18a) de l'électro-valve (18). Le conduit d'évacuation correspondant (6 ou 7) est fermé et s'oppose à toute pénétration intempestive des gaz brûlés provenant d'une antre chaudière, même si la ventilation mécanique (5) est en panne ou fonctionne dans des conditions anormalles. Lorsque l'utilisateur ou la commande automatique propre à la chaudière considérée, par exemple (2), provoque, par l'organe (19), l'alimentation de l'électro-valve et l'ouverture de l'orifice de sortie (14b) du système Venturi (14), un courant d'air s'établit dans ce dernier dans le sens de la flèche (17) si la ventilation mécanique (5) fonctionne normalement. Si aucun courant d'air ne s'établit dans le système Venturi (14), la vanne constituée par la vessie (9) demeure en position de fermeture, le circuit (23) ne reçoit aucun signal et le fonctionnement de la chaudière (2) est interdit. Si, au contraire, la ventilation mécanique (5) fonctionne normalement, un courant d'air s'établit dans le système Venturi et la déformation de la vessie (9) dans le sens d'ouverture de la vanne, transmet un signal au circuit (23) qui autorise le fonctionnement de la chaudière. On conçoit donc qu'une installation équipée de ces moyens fonctionne dans de parfaites conditions de sécurité et d'une manière très fiable. Le seul risque de mauvais fonctionnement de l'installation pourrait résulter de l'encrassement du canal (15) reliant la vessie (9) au col (14c) du système Venturi (14), encrassement qui n'aurait aucune conséquence dangereuse puisque la vanne demeurerait en position de fermeture, ce qui interdirait par conséquent le fonctionnement de la chaudière. Toutefois, ce risque, non dangereux, de mauvais fonctionnement est considérablement diminué par la mise en place du filtre (16) dans l'orifice d'entrée (14a) du système Venturi (14). Un incident susceptible de perturber le fonctionnement d'une installation de ce type et qui, grâce à l'objet de la présente invention, serait sans aucune conséquence est, par exemple, le débranchement d'un des conduits d'évacuation (6 ou 7) par rapport à la gaine commune (4). Ce débranchement aurait pour effet l'absence de courant d'air dans le système Venturi (14) et, par conséquent, l'interdiction de fonctionnement de la chaudière correspondante (2 ou 3). Enfin, il est à remarquer que lorsqu'une chaudière (2 où 3) ne fonctionne pas, son conduit d'évacuation (6 ou 7) est fermé par la vessie (9) correspondante, ce qui interdit toute évacuation intempestive de calories par la gaine commune (4). Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Moyens de commande contrôlée da débit des gaz brûles dans une gaine d'évacuation d'une ou plusieurs chaudières, caractérisés en ce qu'ils comprennent, en combinaison, une vanne (9) qui, constituée par- un corps creux étanche et déformable élastiquement sous l'effet de la différence de pression entre ltatmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la chaudière (2,3) et la pression dans la gaine d'évacuation, et placée dans le conduit (6,7) reliant l'orifice de sortie (2a,3a) de gaz de la chaudière considérée (2,3) à la gaine commune (4) est normalement maintenue en position fermé, des moyens pour commander 1 ouverture de cette vanne lorsque dans la zone aval du conduit précité la valeur de la dépression pal rapport à l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve cette chaudière est supérieure à une valeur prédéterminée, des moyens pour libérer ou neutraliser les moyens de commande précités selon que la chaudière (2,3) fonctionne ou non et, enfin des moyens pour permettre ou interdire le fonctionnement de la chaudière (2,3) selon que la vanne (9) précitée est en position d'ouverture ou de fermeture. 2. - Moyens selon la revendication 1, caractérisés en ce que la vanne est constituée par une chambre déformalle ou vessie (9j, de forme sensiblement cyclindrique, montée sur un support (llj placé dans le conduit d'évacuation (6,7) reliant l'orifice de sortie (2a,3a) des gaz brûlés de la chaudière (2,3) à la gaine commune (4) de ma nière qu'en position normale ou de repos, sa paroi de fond (9a) soit en appui étanche contre un siège annulaire (13) ménagé dans ce conduit (6,7), un canal (15) reliant, de manière étanche, l'intérieur de cette vessie (9) avec les moyens de commande de l'ouverture de la vanne 3. - libyens selon la revendication 2, caractérisés en ce que les moyens de commande de l'ouverture de la vanne (9) sont constitués par un système Venturi 14) reliant l'atmosphère ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la chaudière (2,3) à une zone du conduit d'évacuation (6,7) située en aval de la vanne (9) et dans le col (14c) duquel débouche le canal i15) provenant de l'intérieur de la vessie (9). 4. - Moyens selon la revendication 3, caractérisés en ce que les moyens pour libérer ou neutraliser les moyens de commande '14) de l'ouverture de la vanne (9) sont constitués par une électro-valve(l8) dont le clapet (18a) est mobile entre une position de fermeture et une position de libération du système Venturi (14) et dont le déplacement dans la seconde position est commandé par la chaudière (2,3) elle-même lorsqu'elle est en état de fonctionnement. 5. - Moyens selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce que les moyens pour permettre ou interdire le fonctionnement de la chaudière (2), même lorsque l'électro-valve (18) est en position de libération du système Venturi (14), sont constitués par des moyens de détection de la position de la vanne (9). 6. - Moyens selon la revendication 5, caractérisés en ce que les moyens de détection de la position de la vanne (9) sont constitués par un interrupteur (21) placé de manière à être actionné dans un sens ou dans l'autre selon que la vanne (9) est en position d'ouverture ou de fermeture. 7. - Moyens selon la revendication 6, caractérisés en ce que, lorsque la vanne est constituée par une vessie (9), sa paroi de fond (9a) porte une pastille aimantée (22) et l'interrupteur (21) est du type à commande magnétique et il est placé à proximité de la position occupée par la pastille (22) lorsque la vessie (9) est en position de repos ou fermeture de la vanne.