Brevet FR2590969A1 — publié le 19870605

La présente invention concerne une chaudière pour installations de chauffage par eau chaude; elle peut être utilisée indifféremment avec des combustibles solides comme le charbon, le bois, etc, ou avec des combustibles liquides comme le fioul ou le gazole ou avec des combustibles gazeux moyennant une adaptation simple et rapide. Jusqu'à présent, les chaudières de ce type présentaient un grand nombre d'inconvénients, car car leur adaptation en vue de l'utilisation d'un type donné de combustible était en fait assez complexe et demandait beaucoup de temps; en effet il était nécessaire de se servir d'outils pour monter ou déposer selon le cas la grille et la porte inférieure donnant accès au cendrier ou au brûleur et, étant donné la configuration de la chambre de combustion, les échanges thermiques vapeur-eau de chauffage se faisaient mal de sorte que le rendement était faible. Les inconvénients cités ont été totalement éliminés au moyen de la chaudière, selon la présente invention, qui se compose de certains éléments en nombre suffisant de façon à obtenir des conditions optimales de fonctionnement. Cette chaudière permet de changer de combustible moyennant une adaptation très simple, sans utilisation d'outils vu qu'il n'est pas nécessaire de monter ni de déposer la grille selon le cas, ni de mettre en place ou de déposer les portes d'accès au cendrier ou au brûleur. De même on obtient des échanges thermiques vapeur-eau de chauffage optimaux et par conséquent un rendement maximal de la chaudière. La chaudière de chauffage central, selon la présente invention, est caractérisée en ce qu'elle comporte - un ensemble d'éléments tubulaires fermes de forme oblongue dont les plus grands côtés sont acollés les uns aux autres et qui sont accouplés par des collecteurs communs respectifs supérieur et inférieur dans lesquels circule l'eau de chauffage, eau de chauffage qui pénètre par le collecteur inférieur, se répartit de chaque côté de chacun des éléments, remonte par les parties latérales et ressort par le collecteur supérieur selon une circulation symétrique; ledit ensemble se composant d'un élément avant qui comprend les portes d'accès, d'au moins un élément médian adjacent à l'élément avant et doté au moins d'un passage intermédiaire supérieur qui met en communication hydraulique les parties latérales afin que liteau circule et qui définit au niveau supérieur au moins un passage de sortie vers ltextérieur des vapeurs de la chambre de combustion, située dans l'espace intérieur desdits éléments, obligeant ainsi les vapeurs à adopter un long parcours en zig-zag ce qui permet d'obtenir des échanges thermiques optimaux; un élément arrière qui ferme la partie arrière de la chambre de combustion et par lequel s1effec- tuent arrivée et la sortie de l'eau et ltévacuation des vapeurs vers ltextérieur, lesdits éléments comportant, en leurs sections inférieures, des évidements placés face à face qui constituent le foyer fixe de la chambre de combustion, lequel est refroidi par liteau de chauffage, étant prévu au-dessous du foyer un cendrier non refroidi doté d'un tiroir ranasse-cendres;; - une porte de chargement supérieure et des portes inférieures d'accès au cendrier et au brûleur incorporées à l'élément avant qui sont isolées thermiquement, l'élément avant comprenant au moins une des deux portes inférieures dont les dimensions correspondent à celles de l'espace inférieur dudit élément avant , de sorte que cet espace se ferme séparément selon le type de combustible à utiliser, l'autre porte restant ouverte, la disposition des éléments étant telle que lorsque la porte du brûleur ferme cet espace, elle reste bloquée en position de fermeture et verrouille en même temps la porte de chargement supérieure afin qu'elle ne s'ouvre pas; - une grille basculante oscillant entre deux positions principales, une position haute qui ferme la chambre de combustion en sa partie avant et une position basse qui amène ladite grille devant le cendrier; et - le cas échéant, un écran déflecteur correspondant à l'élément à un seul collecteur de vapeur; ladite configuration permettant d'utiliser des combustibles solides, la porte du cendrier étant alors fermée et la grille en position haute, et des combustibles liquides et gazeux, la porte du cendrier étant alors soit ouverte, soit déposée selon le cas, et la porte du brûleur comprenant le brûleur'étant fermée et verrouillée, dans cette position, la porte de chargement étant bloquée et ne pouvant s'ouvrir, la grille étant amenée devant le cendrier et l'écran déflecteur étant, le cas échéant, mis en place, et en procédant en sens inverse si l'on veut utiliserl'autre type de combustible. De préférence, la chaudière de chauffage central comprendra un élément avant, un élément médian doté d'un collecteur de vapeur, plusieurs éléments médians à deux collecteurs de vapeur et un élément arrière. Les dessins annexés permettront une explication plus détaillée et une meilleure compréhension, et ils illustrent un cas pratique de réalisation de la chaudière, lequel n'est cité qu'à titre d'exemple non limitatif de la portée de la présente demande. Sur les dessins La Figure 1 représente une vue en perspective de la chaudière ouverte, dotée des deux portes du-cendrier et du brûleur et pouvant fonctionner indifféremment avec des combustibles solides, liquides et gazeux. La Figure 2 représente une autre vue en perspective similaire de la chaudière ouverte et préparée en vue de l'utilisation d'un combustible solide. La Figure 3 représente une autre vue en perspective identique de la chaudière de la Figure 2 en position fermée en vue de son utilisation avec des combustibles solides. La Figure 4 montre une autre vue en perspective de la chaudière fermée en vue de son utilisation avec des combustibles liquides. Les Figures 5, 6 et 7 sont des vues de détail en coupe selon respectivement les droites V-V, VI-VI et VII-VII de la Figure 4. La Figure 8 est une coupe longitudinale partielle en projection de la chaudière. Les Figures 9 et 1 0 sont des vues en proj ection frontale d1un élément médian à un ou deux collecteurs de vapeur respectivement. Avec référence aux dessins, la chaudière de chauffage central, selon la présente demande, comprend un corps ou enceinte principal dument isolé thermiquement lequel comporte deux parois latérales 1 et un toit 2 isolé thermiquement qui abrite un élément avant 3, un élément médian à un seul collecteur 4 adjacent à l'élément avant, trois éléments médians à deux collecteurs 4' parallèles au précédent, et un élément arrière 5 qui ferme l'ensemble en sa partie arrière; les éléments 4 et 4' sont respectivement dotés d'un collecteur de vapeur 6 et de deux collecteurs de vapeur 6 et 7, situés au-dessus de passages intermédiaires supérieurs 6a et 7a qui mettent en communication hydraulique les deux côtés de l'élément correspondant pour que l'eau de chauffage qui pénètre dans la chaudière par ltélément postérieur 5 dans le collecteur inférieur commun 8, puisse circuler dans le sens des flèches des Figures 9 et 10, se répartir de chaque côté de chacun des éléments 4 et 4', remonter par les côtés mis en communication par lesdits passages 6a et 7a pour atteindre le collecteur supérieur commun 9- et ressortir par lXélement postérieur 5 situé à l'arrière de la chaudière, selon une configuration symétrique.Les vapeurs formées dans la chambre de combustion 10, grâce à la configuration décrite, adoptent un parcours en zig-zag puisque les passages 6a supérieurs adjacents sont en contact et constituent un cloisonnement continu qui oblige les vapeurs à emprunter le collecteur de vapeur 7 jusqu'à la partie avant de la chaudière et à circuler vers la partie arrière en empruntant l-e collecteur de vapeur 6 comme le montrent les flèches en trait continu des Figures 8, 9 et 10; cela a pour effet d'accroitre les échanges thermiques entre l'eau de chauffage et la vapeur, et par la même occasion d'obtenir un rendement maximal de la chaudière. Ces éléments 3, 4, 4' et 5 sont reliés par les collecteursinférieur 8 et supérieur 9 au moyen de manchons appropriés 8a et 9a. La chaudière comporte sur l'élément avant 3, comme le montre la Figure 1, une porte de chargement supérieure il isolée thermiquement et articulée sur 1 'élément aYant par des charnières 12, et à laquelle sont reliées également au moyen de charnières 12 mais à un autre endroit de l'élément avant, une porte de cendrier 13 pour une utilisation avec des combustibles solides, et une porte de brûleur 14 pour une utilisation avec des combustibles liquides et gazeux, ces portes étant situées plus bas que la porte de chargement 11. Les portes 11, 13, 14 sont recouvertes extérieurement d'une plaque de protection 15 en tôle, la porte de chargement et la porte du cendrier étant dotées d'une plaque isolée thermiquement i6. Pour assurer une parfaite sécurité, quand la chaudière fonctionne avec un combustible liquide ou gazeux, il a été prévu que le verrouillage ou le déverrouillage de la porte du brûleur 14 en position de travail se fasse au moyen de la clé correspondante qui agit sur une vis 17 laquelle pénètre dans un trou 17' de l'armature; il a également été prévu d'empêcher l'ouverture de la porte de chargement 11 une fois qu'est fermée la porte du brûleur 14; c'est pourquoi cette dernière est dotée d'un rebord supérieur 18 qui sert de butée contre laquelle vient se placer le rebord inférieur 19 de la porte de chargement 11. La porte de chargement 11 et la porte du cendrier 13 sont dotées de poignées 20 dont sont solidaires des fermetures à crochet 21 qui se placent en position de fermeture dans leurs dispositifs de fermeture respectifs 22. La porte du cendrier 13 comprend une petite porte 23 qui s'ouvre au moyen d'une poignée 24, d'une channe 25; la petite porte 23 se trouve en face du tiroir ramassecendres du cendrier. De même, la chaudière comprend une grille 27 oscillant autour d'un axe horizontal entre deux positions, une position haute fermant la partie avant de la chambre de combustion, comme le montre la Figure 2, lors de 1 'uti- lisation de combustibles solides, et une position basse l'amenant contre le cendrier 26, comme le montre la Figure 1, lors de l'utilisation de combustibles liquides et gazeux. Pour changer de combustible, il suffit de faire basculer la grille d'une position à l'autre sans pour autant la déposer ni la remonter. Les éléments 3, 4, 4' et 5 en leur partie inférieure présentent des évidements 28 placés face àface, comme le montre la Figure 1, qui constituent le foyer de la chambre de combustion qui, dans le cas présent, consiste en un foyer fixe refroidi par de l'eau de chauffage. De la même façon, cette chaudière prévoit la mise en place d'un écran déflecteur 29 à l'extrêmité du passage supérieur 7a des éléments médians 4' correspondant à l'élément médian 4 à un seul collecteur de vapeur, pour accrolatre le rendement au cas où la chaudière serait utilisée avec des combustibles liquides et gazeux; cet écran prend appui sur les butées 29 prévues sur les eôtés. La présente chaudière peut comporter simultanément les deux portes inférieures du cendrier 13 et du brûleur 14, comme le montre la Figure 1, afin qu'il soit plus facile de changer de combustible, ou bien une seule porte, comme le montrent les Figures 2 et 3. La porte de chargement i1 du combustible solide comprend ut petite fenêtre 30 p-ermet.tant de réguler 1 1arrivée d'air au moyen d'un bouton de commande adapté 31; dans le cas d'une utilisation de combustibles solides, elle peut être ouverte pour introduire le combustible; s'il s'agit de combustibles liquides et gazeux, elle est verrouillée en position fermée par la porte du brûleur 14 comme il a déjà été décrit. La porte du brûleur 14 li. présente une ouverture 32 permettant de loger le brûleur en cas d'utilisation de combustibles liquides ou gazeux. La chaudière, telle qu'elle est illustrée et a été partiellement décrite, comprend des commandes adaptées pour réguler l'arrivée d'air, la circulation de liteau et le fonctionnement du brûleur. Il convient de souligner que les dimensions de la chambre de combustion sont telles que l'utilisation de combustibles liquides ou gazeux n'exige pas l'aloi d'un revêtem ent réfractaire. C'est pourquoi le nombre d'éléments 4 et 4' peut varier à volonté. En définitive, la chaudière, selon la présente demande, peut fonctionner avec des combustibles solides, la porte du cendrier étant alors en position fermée et la grille en position haute, ou avec des combustibles liquides ou gazeux, la porte du cendrier étant ouverte, la porte du brûleur avec le brûleur incorporé étant en position fermée et verrouillée; dans ce dernier cas, la position de la porte du brûleur bloque en même temps la porte de chargement empêchant celle-ci de s'ouvrir et la grille est amenée devant le cendrier, 1 1écran déflecteur ayant été mis éventuellement en place. S'il faut revenir au premier combustible, il suffit de procéder en sens inverse, sans utilisation d'outils et de façon simple et rapide. n est entendu que lors de la réalisation pratique de la chaudière de chauffage central selon la présente demande pourront être effectuées autant de modifications de détail qu'il sera jugé nécessaire à condition de ne pas toucher aux caractéristiques fondamentales de celle-ci qui sont résumées dans les revendications suivantes. REVENDICATIONS 1 - Chaudière de chauffage central comprenant une porte de chargement supérieure et deux portes inférieures pour le cendrier et le brûleur, caractérisée en ce qu'elle comporte: - un ensemble d'éléments tubulaires (4,4') fermés de forme oblongue dont les plus grands côtés sont acolés les uns aux autres et qui sont accouplés par des collecteurs (8, 9) communs respectifs supérieur et inférieur dans lesquels circule l'eau de chauffage, eau de chauffage qui pénètre par le collecteur inférieur (8), se répartit de chaque côté de chacun des éléments, remonte par les parties latérales et ressort par le collecteur supérieur (9) selon une circulation symétrique, ledit ensemble se composant d'un élément avant (3) qui comprend les portes d'accès, d?au moins un élément médian (4, 4') adjacent à l'élément avant et doté au moins d'un passage intermédiaire supérieur (6a, 7a) qui met en communication hydraulique lesperties latérales afin que l'eau circule et-qui définit au niveau supérieur au moins un passage de sortie vers l'extérieur des vapeurs de la chambre de combustion, située dans espace intérieur desdits éléments, obligeant ainsi les vapeurs à adopter un long parcours en zig-zag ce qui permet d'obtenir des échanges thermiques optimaux; ainsi que d'un élément arrière (5) qui ferme la partie arrière de la chambre de combustion et par lequel s'effectuent l'arrivée et la sortie de lteau et l'évacuation des vapeurs vers l'extérieur; lesdits éléments en leurs sections inférieures comportant des évidements (28) placés face à face qui constituent le foyer fixe de la chambre de combustion, lequel est refroidi par l'eau de chauffage; étant prévu au-dessous du foyer un cendrier (26) non refroidi doté d'un tiroir ramasse-cendres; - une porte de chargement supérieure (11) et des portes inférieures (13 et 14) d'accès au cendrier et au brûleur incorporées à l'élément frontal (13) qui sont isolées thermiquement; l'élément avant comprenant au moins une des deux portes inférieures dont les dimensions correspondent à celles de l'espace inférieur dudit élément frontal, de sorte que cet espace se ferme séparément selon le type de combustible à utiliser, l'autre porte restant ouverte; la disposition des éléments étant telle que lorsque la porte du brûleur (14) ferme cet espace, elle reste bloquée en position de fermeture et verrouille en meme temps la porte de chargement (11) supérieure afin qu'elle ne s'ouvre pas; - une grille basculante (27) oscillant entre deux positions principales, une position haute qui ferme la chambre de combustion en sa partie frontale et une position basse qui amène ladite grille devant le cendrier (26); et - le cas échéant, un écran déflecteur (29) correspondant à l'élément à un seul collecteur de vapeur; cette configuration permettant d'utiliser des combustibles solides, la porte du cendrier étant alors fermée et la grille en position haute, et des combustibles liquides et gazeux, la porte du cendrier étant alors soit ouverte, soit déposée selon le cas, et la porte du brûleur avec le brûleur incorporé étant fermée et verrouillée; dans cette position, la porte de chqrgement étant bloquée et ne pouvant s'ouvrir, la grille étant amenée devant le cendrier et l'écran déflecteur étant, le cas échéant, mis en place; et en procédant en sens inverse si l'on veut utiliser l'autre type de combustible. 2 - Chaudière de chauffage central, selon la revendication 1, caractérisée par la présence d'un élément avant (3), d'un élément médian (4) à un collecteur de vapeur, de plusieurs éléments médians (4') à deux collecteurs de vapeur et d'un élément arrière (5).