Brevet FR2612642A1 — publié le 19880923

L'invention qui se rapporte à un dispositif de détection de la température du point de rosée des fumées d'un conduit d'évacuation notamment d'une chaudière étanche à gaz concerne plus précisément un dispositif à caloduc disposé entre le tube d'évacuation des fumées et le tube d'admission d'air frais à l'appareil. Dans les chaudières du type étanche à gaz à tirage forcé, on sait que la circulation de l'air nécessaire à la combustion ainsi que simultanément l'évacuation des gaz brûlés sont assurés au moyen d'un ventilateur électrique qui peut être placé soit en aval du corps de chauffe de l'appareil sur l'aspiration des produits de combustion, - ce qui a pour effet de mettre la chambre de combustion en dépression, - soit en amont du corps de chauffe sur l'arrivée de l'air de combustion, - ce qui a pour effet de mettre la chambre de combustion en pression. Dans -les deux cas l'ensemble brûleur-corps de chauffe-ventilateur qui constitue le circuit de combustion se trouve dans une enceinte étanche vis-à-vis de l'at- mosphère du local dans lequel est installé l'appareil. Dans les deux cas également l'arrivée de l'air frais et l'évacuation des produits de combustion se fait à travers le mur extérieur du logement généralement au moyen de deux tubes coaxiaux, ledit système étant dit à ventouse. Les appareils de ce type présentent incontes- tablement des avantages dont, une absence totale de risque d'asphyxie du fait que leur circuit de combustion est sans communication possible avec l'atmosphère du local d'habi- tation et une économie d'installation du fait qu'ils 26 '12642 ne nécessitent pas la création d'un conduit de fumée et que le passage des tubes coaxiaux à travers le mur ne demande que le percement d'un trou cylindrique de petit diamètre. Par contre ils présentent jusqu'à présent certains inconvénients. En effet l'utilisation d'un moyen mécanique qui est un ventilateur pour assurer l'entraînement de l'air nécessaire à la combustion oblige à prévoir un dispositif de sécurité qui subordonne l'admission du gaz au brûleur au fonctionnement normal du ventilateur, c'est-à-dire à l'apparition d'un certain débit d'air de combustion; ce dispositif de sécurité consiste par exemple à utiliser un contact électrique actionné par une palette très légère disposée en un point approprié du circuit de combustion et soumise en ce point à l'action due à la vitesse de l'air ou des produits de combustion. Ou encore le dispositif utilise une membrane différentielle soumise à la différence de pression créée par un dispo- sitif venturi pour actionner un contact électrique. Mais ces dispositif de sécurité fonctionnent en tout ou rien, c'est-à-dire qu'ils interdisent l'admission du gaz au brûleur tant que le débit fourni par le ventilateur n'est pas supérieur à une valeur fixée à l'avance. Tout cela serait valable si les appareils devaient fonctionner toujours au même régime. Ce n'est pas le cas dans les appareils modernes o l'on recherche de plus en plus à moduler le régime d'admission gaz aux brûleurs en fonc- tion de la puissance recherchée. Cela nécessite par consé- quent d'asservir parfaitement le débit d'air frais néces- saire à la combustion, au débit de gaz admis aux injec- teurs, cet air frais devant être, comme on sait, en léger excès pour assurer une bonne combustion. Une solution intéressante pour connaître ce débit d'air et réduire ce léger excès à une valeur prédéterminée serait d'utiliser des sondes, mais celles-ci ne donneraient que des valeurs concernant le mélange gazeux, sans distinguer si ce mélange est correct. L'invention propose alors une solution qui consiste à mesurer la température du point de rosée des fumées sortant par le conduit d'évacuation d'une chau- dière étanche à gaz, ce qui permet connaissant le débit de gaz de connaître avec précision l'excès d'air et le réduire à une valeur déterminée. Le principe de la mesure du point de rosée permettant d'optimiser les échanges de chaleur est déjà connu. Mais l'utilisation d'une telle sonde nécessite le refroidissement de la partie o se fait la mesure (circulation d'eau froide, effet Peltier, etc...). L'invention propose alors d'utiliser la différence de tem- pérature présente dans une chaudière étanche, dont une (l'air ambiant) est toujours inférieure au point de rosée des fumées, afin d'assurer le refroidissement de la partie o s'effectue la mesure. L'invention a donc pour objet un dispositif de détection de la température du point de rosée des fumées s'échappant dans un conduit central d'évacuation coaxial à un tube extérieur ménageant avec lui un espace annulaire pour l'admission d'air frais dispositif selon lequel on utilise l'amenée d'air frais pour refroidir localement les fumées jusqu'à leur point de rosée, selon lequel ledit dispositif est localisé dans un endroit de l'ensemble chaudière-ventouse ou l'air et les fumées sont proches et selon lequel il porte une sonde de température côté fumées. Selon une caractéristique principale de l'invention une capsule fermée remplie d'une matière jouant le rôle de caloduc, avantageusement un fluide frigorigène, est placée sur le conduit central qu'elle traverse, une de ses extrémités se trouvant dans l'espace annulaire d'admission d'air frais tandis que l'autre extrémité se trouve dans le conduit central d'évacuation des gaz brûlés et porte une sonde de température. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la sonde de température est logée dans un puits ménagé entre le fond de la capsule du côté du conduit central et une coupelle d'extrémité rapportée sur ce fond, la face extérieure de la coupelle étant plane et lisse. D'autres caractéristiques et les avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la des- cription qui va suivre d'une forme de réalisation prise à titre d'exemple dans lequel il est fait référence au dessin annexé qui représente de façon très schématique une vue en coupe du dispositif de détection selon l'in- vention. L'évacuation des gaz brûlés et l'admission d'air frais à une chaudière étanche 1, sont assurés par des conduits coaxiaux 2 et 3, l'évacuation des produits de combustion s'effectuant dans le sens indiqué par le conduit 2, l'air frais étant admis en sens inverse par l'espace annulaire 9 compris entre le conduit central 2 et le conduit extérieur 3. Dans un orifice prévu sur lé conduit 2 est fixé un boîtier 4, sorte de capsule cylindrique fermée remplie de liquide frigorigène et jouant le rôle de caloduc. Une partie de cette capsule, qui se trouve dans l'espace annulaire 9 de passage d'air frais est pourvue d'ailettes. circulaires 5 destinées à favoriser les échanges ther- miques. La partie opposée de la capsule qui se trouve dans le conduit de fumée 2 est munie d'un puits 6, entre le fond de la capsule et une coupelle d'extrémité 7 rapportée sur ce fond. Le puits sert de logement à une sonde de température 8. La face extérieure de la cou- pelle 7 est une paroi plane et lisse. Le mélange gazeux évacué par le conduit 2 contient de la vapeur d'eau qui pourra condenser à une température qui dépend de la proportion de cette vapeur d'eau dans le mélange. L'air frais circulant dans le conduit annulaire 3 lèche les ailettes 5 du boîtier 4 dont la température tend à se rapprocher de celle de l'air. Le fluide qu'il contient transmet ce refroidis- sement à l'autre extrémité du boîtier, o les fumées circulant dans le conduit 3 se refroidissent au contact de la paroi lisse 7. Quand on a atteint la température du point de rosée, il y a condensation sur cette paroi et la température correspondante est mesurée par la sonde 8. Si le taux d'air a augmenté dans le mélange gazeux, la concentration de vapeur d'eau, essentiellement produite par la combustion, a diminuée. Si on refroidit ce mélange, la température à laquelle l'eau se condense va augmenter. La mesure de cette température du point de rosée renseigne par conséquent sur l'excès d'air contenu dans le mélange.. Cette sonde a une sécurité intrinsèque positive: en effet,si une fuite de liquide se produit, la sonde de température indique une température supérieure au point de rosée stoechiométrique des fumées, et entraîne donc une coupure. de la chaudière étanche. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de détection de la température du point de rosée des fumées émises par une chaudière étanche à gaz, caractérisé par le fait qu'il utilise l'amenée d'air frais (9) pour refroidir localement les fumées jusqu'à leur point de rosée, qu'il est localisé dans un endroit de l'ensemble chaudière-ventouse o l'air et les fumées sont proches, et qu'il porte une sonde de température (8) côté fumées. 2.- Dispositif de détection de la température du point de rosée selon la revendication 1, caractérisé parle fait qu'il utilise,entre le conduit d'évacuation des fumées (2) et celui d'admission d'air frais (9), un échangeur thermique (4) à surface convenablement dimen- sionnée afin que la partie baignant dans les fumées soit toujours en dessous du point de rosée des fumées pour les combustibles utilisés. 3.- Dispositif de détection selon la reven- dication 1, caractérisé par le fait que l'échangeur thermique est une capsule (4) remplie d'un fluide frigorigène, qui joue alors le rôle d'un caloduc. 4.- Dispositif de détection selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la sonde de température (8) est logée dans un puits (6) ménagé entre le fond de la capsule du côté du conduit central (2) et une coupelle d'extrémité (7) rapportée sur ce fond. 5.- Dispositif de détection selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que la face extérieure de la coupelle (7) est plane et lisse. 6.- Dispositif de détection selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la partie de la capsule se trouvant dans l'espace annulaire (9) est pourvue d'ailettes (5).