Brevet FR2653862A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne une chaudière de chauffage ou de préparation d'eau chaude sanitaire, cette chaudière se composant d'un bloc-foyer et d'un échangeur. I1 existe de nombreux types de telles chaudières. Toutefois, en général, lorsque le blocfoyer est entouré partiellement ou totalement d'une chemise d'eau, on rencontre des difficultés de refroidissement ou de circulation du fluide. I1 est en effet très difficile de règler de manière appropriée la température de la chemise d'eau (fluide caloporteur) et la circulation de ce fluide dans la chemise. Or, cette absence de possibilité de règlage est gênante car cela ne permet pas d'assurer une combustion et un échange thermique optimum. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une chaudière du type ci-dessus permettant de règler de manière précise la température du bloc-foyer pour assurer la combustion du combustible dans les meilleures conditions tout en récupérant de manière adéquate la chaleur par refroidissement contrôlée de la paroi du bloc-foyer. A cet effet, l'invention concerne une chaudière du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un bloc-foyer à chemise d'eau à circulation forcée du fluide caloporteur et d'un échangeur à tubes de fumées et parcours du fluide caloporteur suivant un tracé en chicane. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le chemin de parcours forcé de la chemise d'eau du bloc-foyer est constitué par une enveloppe extérieure, une enveloppe intérieure et une cloison en hélice. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la liaison entre le bloc-foyer et l'échangeur pour les fumées, se fait par une boîte de fumées constituant la chambre de distribution des fumées entre l'entrée des tubes de l'échangeur et venant se placer dans une boîte de fumées en sortie du bloc-foyer. La chaudière selon l'invention, grâce à la structure des deux circuits de fluide, à savoir celui du fluide caloporteur qui est notamment un circuit forcé autour du bloc-foyer et au tracé du circuit des fumées, permet une combustion optimale tant pour la combustion proprement dite du combustible que pour la récupération de la chaleur par un échange efficace, d'abord au niveau du bloc-foyer puis au niveau de l'échangeur. De plus, l'invention permet de règler de manière précise la température du foyer en fonction du combustible ou de la demande de puissance calorifique. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue de côté d'une chaudière selon l'invention, - La figure 2 est une vue en coupe schématique de la chaudière de la figure 1, - La figure 3 est une vue de dessus du bloc-foyer, - La figure 4 est une vue de côté du bloc-foyer, - La figure 5 est une vue arrière du bloc-foyer. - La figure 6 est une vue de côté de l'échangeur, - La figure 7 est une vue arrière de l'échangeur. - La figure 8 est une vue en coupe arrière de l'échangeur. - La figure 9 est une vue de côté de l'arrière de l'échangeur. Selon les figures 1 et 2, l'invention concerne une chaudière formée d'un bloc-foyer 1 entouré d'une chemise d'eau 2 à circulation forcée suivant un chemin hélicoïdal enveloppant le foyer et d'un échangeur tubulaire 3. Le bru leur 4 alimente le bloc-foyer 1. Les fumées circulent dans le sens des flèches A,B,C du bloc-foyer vers une chambre de liaison 5 pour pénétrer dans les premiers tubes 6 de l'échangeur, passer dans la bote de renvoi 7 et pénétrer dans les seconds tubes 8 de l'échangeur jusqu'à la boîte de sortie 9 reliée à un conduit de fumées 9'. Le fluide caloporteur qui est en général de l'eau, arrive par l'entrée 10 dans la chemise d'eau à circulation forcée 2 de la chaudière 1. Cette circulation forcée est assurée par une cloison hélicoïdale 11 placée dans la chemise d'eau. En fin de parcours, le fluide passe par la conduite de liaison 12 entre la chaudière et l'échangeur 3, pour circuler entre les tubes 6, 8, selon un chemin qui apparaîtra de manière plus explicite ultérieurement et sortir par la sortie de fluide 13. La structure du bloc-foyer 1 apparaît de manière détaillée aux figures 3 et 4. Le bloc-foyer 1 repose sur des pieds 14 soudés aux parois de la chemise d'eau. Cette chemise d'eau 2 est subdivisée par une cloison hélicoïdale 11 définissant un chemin de circulation forcée du fluide caloporteur. Ce chemin va de l'entrée 10 jusqu'au raccord à bride de sortie 12a faisant partie de la liaison 12 (selon la figure 2). Cette circulation forcée passe également par la chemise d'eau entourant la boîte de liaison 5 dont une partie 5a appartient au bloc-chaudière. Enfin, le bloc-chaudière comporte des pattes 15 servant à la manutention de ce bloc. Il est à remarquer que la cloison hélicoïdale 11 qui définit le chemin de circulation forcée du fluide caloporteur n'est pas représentée à la figure 3. Enfin, la chemise d'eau qui contient la cloison 11 est formée d'une cloison extérieure 16 et d'une cloison intérieure 17, ces cloisons étant constituées avantageusement par des virolles de tôle soudée. La vue arrière du bloc-foyer 1, selon la figure 5, montre les différents éléments. Cette vue combinée à la figure 4 laisse apparaître la double chicane d'entrée 18, 19 du fluide caloporteur débouchant du raccord à bride 10 dans la chemise d'eau à guidage forcé. Les autres éléments apparaissant sur cette figure, identiques à ceux des figures précédentes, ne seront pas de nouveau décrits. Cette figure 5 laisse apparaître de manière plus précise la chemise d'eau formée au niveau de la partie 5a de la boîte de liaison. Selon les figures 6, 7, 8, 9, l'échangeur de chaleur, schématiquement décrit ci-dessus à propos des figures 1 et 2, est un échangeur tubulaire à double parcours pour les fumées et un parcours à chicanes pour le fluide caloporteur. Cet échangeur se compose d'une enveloppe extérieure cylindrique 20, reliée au bloc-foyer par le raccord à bride 12b destiné à etre relié au raccord à bride 12a de la chaudière ainsi qu'à la partie de boîte de fumées 5b destinée à s'imbriquer dans la partie de boîte de fumées 5a du bloc-foyer. Le chemin de circulation des fumées, représenté par les flèches A, B, C, se compose de la bote 5 d'entrée des fumées dans l'échangeur. Puis d'un premier parcours formé de tubes horizontaux 6. Ces tubes sont fixés à chaque extrémité de manière étanche dans une cloison 21, 22 (seul un tube de ce faisceau du premier parcours de fumées a été représenté). A l'extrémité droite, selon la figure 6, ces tubes 6 débouchent dans la bote 7 qui dirige les fumées dans le faisceau de tubes 8 (un seul est représenté à la figure 6) débouchant lui-même dans la boîte à fumées 9 reliée à la sortie. Les tubes 8 traversent de manière étanche, d'une part, la cloison 22 et d'autre part, la cloison 23. Le parcours du fluide caloporteur se fait selon la flèche D. Il s'agit d'un parcours délimité par des chicanes 24, 25 entre l'entrée dans l'échangeur constituée par la liaison 12 (12b) et le raccord à bride 13 de la sortie. La figure 7 montre les détails de l'échangeur vu de l'arrière et en particulier la cloison 23, traversée de manière étanche (soudure) par les tubes 8 correspondant au second parcours des fumées, ainsi que la cloison 21 traversée de manière étanche (soudure) par les tubes 6 du premier parcours. Les tubes 8 et 6 ne sont représentés schématiquement que par des croix. Cette figure montre également la chemise d'eau 25, 25, réalisée de part et d'autre autour de la boîte de fumées 5. Cette figure laisse apparaître le conduit de fumées de sortie 26. La vue en coupe, selon la figure 8, correspond en fait à deux demi-coupes laissant apparaître, dans la demi-coupe gauche la cloison supérieure 26 (voir également les figures 6 et 7 reliant la cloison 21 à la cloison 23). Cette figure laisse en outre apparaître des pattes de manutention 27. La figure 9 est une vue extérieure de l'extrémité arrière de l'échangeur montrant notamment la forme de la boîte à fumées 5. La chaudière selon l'invention est applicable aux installations de chauffage et/oti de production d'eau sanitaire. REVENDICATIONS 1") Chaudière de chauffage et/ou pour la préparation d'eau sanitaire, chaudière caractérisée en ce qu'elle se compose d'un bloc-foyer (1) à chemise d'eau à circulation forcée du fluide caloporteur et d'un échangeur (3) à tubes de fumées (6, 8) et parcours du fluide caloporteur suivant un tracé en chicane. 2") Chaudière selon la revendication 1,caractérisée en ce que le chemin de parcours forcé de la chemise d'eau (2) du bloc-foyer est constitué par une enveloppe extérieure (16), une enveloppe intérieure (17) et une cloison (11) en hélice. 3 ) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison entre le bloc-foyer (1) et l'échangeur (3) pour les fumées, se fait par une boîte de fumées (5, 5a, 5b) constituant la chambre de distribution des fumées entre l'entrée des tubes de l'échangeur et venant se placer dans une bote de fumées (5b) en sortie du bloc-foyer (1).