Brevet FR2579310A1 — publié le 19860926

La présente invention est relative à un dispositif économiseur et récupérateur d'énergie destiné à équiper une chau dière de chauffage, notamment une chaudière de chauffage central reliée à une chemine pour ltévacuation de gaz de combustion. On sait qu'une telle chaudière envoie à la cheminée des gaz brûlés possédant encore une chaleur sensible importante, très supérieure à ce qui serait nécessaire pour assurer une évacuation régulière par tirage naturel, Il en résulte une perte d'énergie calorifique. Pour éviter cet inconvénient, il a été proposé d'intercaler sur le circuit d'évacuation des fumées, un échangeur thermique de récupération. Les fumées y passent autour d'un serpentin dans lequel circule de l'eau qui est ainsi chauffée par les calories récupérées. L'inconvénient de ces dispositifs connus résulte entre autres de leur structure qui les rend difficiles à démonter ou à nettoyer, notamment en ce qui concerne l'intérieur des tubes de l'échangeur. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un économiseur à la fois peu coûteux, facile à entretenir, tout en donnant lieu à un fonctionnement parfaitement stable et efficace. Un dispositif échangeur- zeonomiseur selon l'invention comprend un réservoir destiné à être monté en série sur le trajet d'un fluide primaire constitué par l'évacuation des fumées chaudes d'une chaudière et à l'intérieur duquel se trouvent un faisceau de tubes disposés entre deux plaques perforées ainsi qu' une entrée et une sortie d'un fluide secondaire, et il est caractérisé en ce que l'intérieur des tubes est parcouru par les fu mées, l'ensemble du réservoir autour des tubes et entre les deux plaques perforées étant parcouru par le fluide secondaire, alors qu'une des plaques perforées s'ouvre sur une boite à fumées, llau- tre faisant face à un premier clapet mobile dans le conduit d'évacuation des fumées entre une position ouverte qui court-circuite le faisceau des tubes, et une position fermée qui relie une partie seulement d'entre eux à l'arrivée des fumées, l'autre partie se trouvant alors en communication avec la cheminée. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue extérieure d'un dispositif selon l'invention. Figure 2 est une coupe suivant II - II (Figure 1). Figure 3 à 6 sont des vues schématiques illustrant les phases successives de fonctionnement pour un dispositif selon l'invention. Figure 7 est un schéma possible pour le branchement du dispositif sur une chaudière de chauffage central. Le dispositif illustré sur les dessins comprend un réservoir horizontal 1 de forme cylindrique, à l'intérieur duquel sont fixées de façon étanche, deux plaques verticales perforées 2 et 3. Ces dernières portent un faisceau de tubes horizontaux qui les relient, et dont on désigne : - par la référence 4 ceux qui se trouvent au-dessous du plan dia métral horizontal 5 ; - par la référence 6 ceux qui se trouvent au-dessus de ce plan 5. cintre la plaque extrême 3 et le fond 7 correspondant, se trouve une botte à fumées 8 intéressant à cet endroit toute la section du réservoir 1. La plaque perforée 2 est disposée latéralement sur un conduit ascendant 9 qui évacue vers la cheminée, les fumées d'une chaudière. Face au plan diamétral horizontal, le conduit de fumées 9 comporte un clapet 10 qui peut être ouvert ou fermé en réponse à la commande d'un relais électrique non représenté. Quand le clapet 10 est fermé (Figure 5), le conduit 9 est complètement obstrué à cet endroit, si bien que les fumées émises par la chaudière sont alors obligées de traverser successivement les tubes la botte à fumées 8, puis les tubes 6 avant d'être rejetées à la cheminée (voir les flèches 11, Figure 5). Par ailleurs, le réservoir 1 comporte à sa base une bride d'arrivée 12, et à sa partie supérieure une bride de sortie 13. Ces brides sont intercalées sur un circuit d'un fluide caloporteur qui peut être de l'air ou de liteau. Un clapet 14 est prévu dans le conduit 9, au-dessus du clapet 10 et du réservoir 1. Il est normalement ouvert, et ne se ferme sous l'action d'un relais temporisé 15 au'auprès l'arrêt du brûleur de la chaudière (par exemple trente secondes après l'arrêt du bradeur). Dans l'exemple de la Figure 7, on a supposé que le dispositif est branché sur le conduit de fumées 9 d'une chaudière à mazout utilisée pour chauffer l'eau d'une installation de chauffage central. Cette installation possède une canalisation de retour 16 qui renvoie vers la chaudière l'eau refroidie (flèche 17). En parallèle sur cette canalisation 16 est branchée une canalisation de prélèvement 18 qui envoie une partie du débit d'eau froide vers la bride d'entrée 12 du réservoir 1. L'eau emplit le réservoir 1 entre les plaques 2 et 3, et elle circule entre les tubes 4 et 6, à l'extérieur de ceux-ci. Après s'être échauffée, elle ressort par la bride 13 d'où elle peut être envoyée vers tout lieu d'utilisation choisi. Le fonctionnement est le suivant Figure 3 - A l'enclenchement de l'aquastat du circuit d'eau de la chaudière, le clapet 14 s'ouvre (tirage de la cheminée). A llou- verture complète du clapet 14 contrôlée par le contact de fin de course du relais 15, le contact de mise en route est fermé. Le brûleur de la chaudière est mis en route (écurité). Figure 4 - Le brûleur fonctionne avec les deux clapets 10 et 14 ouverts de façon à ne pas créer de contre-pression dans le circuit froid de la cheminée 9. Figure 5 - Au bout d'une dizaine de secondes, le clapet de charge 10 se ferme de façon à canaliser les fumées dans l'échangeur 1 à 8. Figure 6 - Après l'arrêt du brûleur, le clapet 14 se ferme au bout de trente secondes (balayage) puis le clapet 10 s'ouvre et revient à l'état initial. Diverses sécurités peuvent être prévues, notamment - une sonde thermométrique 19 sur la bride de sortie 13 - bne sonde thermométrique 20 sur la sortie des fumées de la chaudière - le contact de fin de course précité, dans le relais 15. La détection effectuée par l'une ou l'autre de ces sécurités agit sur l'arrêt du bradeur de la chaudière. On comprend que, non seulement ce dispositif offre toute sécurité à l'emploi, mais garantit aussi une grande simplicité d'entretien. Il suffit en effet, que le fond 7 du réservoir I soit démontable, pour permettre un accès facile à la boite à fumées 8. Bien mieux, cela Fermet de ramoner commodément les tubes 4 et 6 contrairement à ce qui se passerait si c'était l'eau ui circulait dans les tubes 4, 6 et les fumées autour d'eux. REVENDICATIONS 1 - Dispositif échangeur-économiseur comprenant un réservoir (1) destiné à être monté en série sur le trajet d'un fluide primaire constitué par 1 'évacuation (9 ) des fumées chaudes d'une chaudière , et à l'intérieur duquel se trouve un faisceau de tubes (4) , (6) , disposés entre deux plaques perforées ( 2) et (3) , ainsi qu'une entrée (12) et une sortie (13) d'un fluide secondaire , caractérisé en ce que l'intérieur des tubes (4) , (o) est parcouru par les fumé , l'ensemble du réservoir (1) autour des tubes (4), (o) et entre ies deux plaques perforées (2) , (3) étant parcouru par le fluide secondaire , alors qu'une des plaques perforées (3) s'ouvre sur une boîte à fumées (8) , l'autre plaque (2) faisant face à un premier clapet (10) mobile dans le conduit d'évacuation des fumées (9) entre une position ouverte qui court-circuite le faisceau des tubes (4), (6) et une position fermée qui relie une partie seulement (4) d'entre eux à l'arrivée des fumées (9) ,l'autre partie (6) se trouvant alors en communication avec la cheminée. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les tubes d'arrivée (4) sont situés audessous d'un plan diamétral horizontal (5) du réservoir (1), alors que les tubes de retour (6) sont situés au-dessus, le réservoir (1) étant disposé horizontalement contre le conduit de fumées vertical (9). 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que le fond (7) de la boîte à fumées (8) est démontable , ce qui permet d'accéder aux tubes de fumées (4) , (6) , pour les ramoner.