Brevet FR2666404A1 — publié le 19920306

I perfectionnements aux corps de chauffe Pour chaudières mixtes. L'invention est relative aux corps de chauffe équipant les chaudières mixtes à eau chaude, c'est-à- dire destinées à chauffer de l'eau dans deux conduits faisant partie respectivement d'un circuit fermé de chauffage central et d'un circuit de puisage d'eau chaude à des fins de cuisine, toilette l'eau ainsi puisée étant appelée "eau sanitaire" dans ce qui suit. Elle vise plus particulièrement, parmi ces corps de chauffe, ceux pour lesquels les deux conduits d'eau chaude comprennent respectivement des tronçons recti- lignes juxtaposés deux à deux, les tronçons doubles obtenus étant montés parallèlement les uns aux autres avec interposition de plaques métalliques transversales formant à la fois entretoises et ailettes d'échange thermique, les tronçons rectilignes consécutifs de cha- que conduit étant raccordés deux à deux aux extrémités de ces tronçons à l'aide de raccords appropriés. Dans les modes de réalisation connus de ces corps de chauffe, les raccords en question sont en général des coudes tubulaires recourbés en U: voir par exemple le brevet FRANCE né 1 332 607. La fabrication de ces coudes et leur assemblage étanche aux tronçons rectilignes à raccorder mutuelle- ment sont délicats et coûteux, surtout lorsque le profil desdits tronçons diffère du cercle. L'invention a pour but, surtout, d'améliorer ces raccordements mutuels au point de vue notamment de la simplicité de la fabrication, de l'étanchéité et de la longévité. A cet effet, les corps de chauffe du genre en question selon l'invention sont essentiellement carac- térisés en ce que les embouchures des deux tronçons rectilignes composant chaque tronçon double sont déca- lées longitudinalement l'une par rapport à l'autre en définissant ainsi une extrémité longue et une extrémité courte et en ce qu'il est prévu à chaque extrémité du faisceau composé par les tronçons doubles parallèles un boîtier transversal de raccordement dont l'intérieur est divisé en deux étages affectés respectivement aux deux conduits par raccordement étanche exclusif à ces deux étages respectivement des extrémités longues et des extrémités courtes définies ci-dessus, chaque étage étant lui-même subdivisé en compartiments affectés cha- cun au raccordement individuel d'un tronçon rectiligne au tronçon rectiligne contigu faisant partie du même conduit. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des disposi- tions suivantes: la portion courante de chaque tronçon double se présente sous le forme d'un cylindre dont la direc- trice est une courbe fermée continue C symétrique par rapport à un plan vertical longitudinal, chaque tronçon double est aménagé de façon à présenter un contour transversal s'étendant selon la courbe C, non seulement au niveau du bout de chacune de ses extrémités courtes, mais également au niveau du bout de chacune de ses extrémités longues, et le boîtier est évidé dans sa paroi disposée du côté des tronçons et dans sa cloison intermédiaire séparant les deux étages, par des lumières dont le bord s'étend selon la courbe C, lumières propres à recevoir jointivement, respectivement, les bouts d'extrémités coprtes et les bouts d'extrémités longues, le boîtier est constitué par deux demi- coquilles métalliques dont les bords évasés vers l'ex- térieur sont rapportés l'un contre l'autre avec inter- position d'une plaque perforée constituant la cloison intermédiaire, des doubles bossages formés dans la paroi latérale du boîtier définissent à l'intérieur de ce boîtier des gorges servant de logements jointifs à des bords de cloisons planes délimitant les différents com- 5 partiments de ce boîtier. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.10 Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ces dessins, montre schémati- quement aux fins d'explication, une portion d'un corps de chauffe pour chaudière mixte établi selon l'inven- tion. La figure 2 montre en coupe selon II-II figure 3 une portion d'un tel corps de chauffe établi selon l'in- vention. Les figures 3 et 4 sont des coupes de la figure 2 selon III-III et selon IV-IV. Enfin, la figure 5 est une coupe partielle de la figure 3 selon V-V. D'une façon connue en soi, le corps de chauffe ici considéré est destiné à équiper une chaudière mixte, c'est-à-dire propre à chauffer de l'eau circulant dans deux circuits distincts, savoir un premier circuit fermé de chauffage central comprenant en particulier des ra-30 diateurs et une pompe de circulation et un circuit de puisage d'eau sanitaire. Chacun de ces circuits comprend, dans le corps de chauffe, un conduit destiné à recevoir les calories provenant de la combustion d'un combustible approprié,35 généralement gazeux. Celui, de ces conduits, qui est affecté au chauffage central, comprend une pluralité de tronçons rectilignes élémentaires 1, et l'autre, affecté au chauffage d'eau sanitaire, comprend une pluralité de tronçons rectilignes 2. D'une façon encore connue en soi, les tronçons 1 et 2 sont réunis par paires, chaque paire formant un tronçon double T. Ces tronçons doubles T sont disposés parallèle- ment les uns et autres avec interposition de plaques transversales 3 formant à la fois entretoises et ailet- tes d'échange thermique, l'ensemble de ces tronçons et de ces ailettes formant une sorte de quadrillage géné- ralement disposé horizontalement au-dessus des flammes engendrées par le brûleur de la chaudière, de façon à être traversé par les gaz chauds correspondants et à recueillir les calories qu'ils portent. L'invention concerne plus particulièrement les raccordements mutuels des extrémités des tronçons T. Ces raccordements sont obtenus ici en mettant en oeuvre les dispositions suivantes: on décale longitudinalement l'une par rapport à l'autre les embouchures des deux tronçons 1 et 2 com- posant un même tronçon double T, ce qui définit à chaque extrémité de tronçon double une extrémité longue A et une extrémité courte B, et l'on prévoit à chaque extrémité du fais- ceau tubulaire composé par les tronçons doubles T pa- rallèles un boîtier transversal de raccordement 4. L'intérieur de ce boîtier 4 est divisé par une cloison intermédiaire transversale 5 en deux étages 41 et 42 juxtaposés selon la direction longitudinale des tronçons doubles T. Ces deux étages 41 et 42 sont affectés respec- tivement au raccordement des tronçons 1 composant le conduit de chauffage et à celui des tronçons 2 composant le conduit de puisage. A cet effet, les extrémités longues A et courtes B définies ci-dessus sont raccordées respectivement à ces deux étages 4 et 42 ' Plus précisément chaque ensemble composé par une extrémité longue A et une extrémité courte B juxtaposées l'une contre l'autre traverse jointivement une lumière 6 com- plémentaire évidée dans la paroi transversale 7, du boîtier 4, disposée du côté des tronçons T et est relié de façon étanche au bord de cette lumière, notamment par soudage, chaque extrémité longue A traverse en outre de part en part l'étage 42 puis, jointivement, une lu- mière 8 complémentaire évidée dans la cloison 5 et est reliée de façon étanche au bord de cette lumière 8, no- tamment par soudage. En outre, chaque étage 41 ' 42 est subdivisé en compartiments 411 ' 412 421 ' 422 ' qui sont af- fectés chacun au raccordement individuel d'un tronçon rectiligne 1 ou 2 au tronçon rectiligne contigu 1 ou 2 faisant partie du même conduit. Cette subdivision en compartiments est réalisée à l'aide de cloisons planes 9,10 qui s'étendent paral- lèlement à la direction longitudinale des tronçons doubles T. Comme bien visible sur la figure 1, dans chacun des compartiments courants débouchent deux tronçons rec- tilignes élémentaires 1 ou 2, savoir un tronçon d'arri- vée d'eau et un tronçon de départ d'eau. Les cloisons 9 et 10 qui garnissent respective- ment les deux étages 41 et 42 sont de préférence alter- nées transversalement, comme illustré, mais une telle alternance n'est pas indispensable. Après établissement des raccords respectifs entre les différents tronçons 1 et 2 de la manière ex- plicitée ci-dessus, la circulation de l'eau dans ces différents tronçons peut être effectuée selon les flèches F 1 et F 2 pour chacun des deux conduits d'une extrémité à l'autre du corps de chauffe, les flèches F 1 correspondant ici à l'eau de chauffage et les flèches F 2, à l'eau sanitaire. Dans l'exemple illustré, les circulations se font à contre-courant, mais elles pourraient également être prévues avec des courants de même sens. On voit également sur la figure 1 que le compar- timent 411 correspondant à une extrémité du boîtier 4 dessert exclusivement un tronçon rectiligne 1: il est affecté à l'arrivée de l'eau de chauffage dans le corps de chauffe, laquelle est introduite dans ce compartiment 4 il à travers un embout 11. Dans le mode de réalisation qui a été illustré sur les figures 2 à 5, la portion courante de chaque tronçon double T se présente sous la forme d'un cylindre dont la directrice est une courbe fermée continue C (figures 4 et 5) ne présentant pas d'angle rentrant et symétrique par rapport à un plan vertical longitudinal. Cette courbe C présente avantageusement la forme générale d'une ellipse aplatie. Dans ce cas, le profil de chacun des deux tron- çons rectilignes 1 et 2 correspond à une moitié, du pro- fil global, se trouvant d'un côté du grand axe de ladite courbe. Comme visible sur la figure 4, un tel profil, en forme de D, présente des points anguleux et il est dif- ficile d'obtenir une liaison étanche entre le pourtour d'une pièce ainsi profilée et une ouverture complémen- taire évidée dans une tôle. C'est pourquoi, selon une disposition avanta- geuse de l'invention, on réalise chaque assemblage étanche entre une lumière ( 6,8) évidée dans une paroi ou cloison ( 7,5) du boîtier 4 et une extrémité (A,B) de tronçon introduite dans cette lumière selon une courbe continue sans point anguleux présentant exactement la forme et les dimensions de la courbe C ci-dessus. Ce résultat est obtenu automatiquement au niveau des lumières 6, puisque les tronçons doubles T sont en- core complets à ce niveau. Pour obtenir le même résultat au niveau des lu- mières 8 traversant la cloison intermédiaire 5, on déforme les extrémités longues A de façon à rétablir le profil désiré au droit de son embouchure, ainsi que visible sur les figures 1 à 4. A cet effet, de préférence, on procède comme suit. Les tronçons doubles T sont établis de la manière explicitée dans la demande de brevet FRANCE nô 89 04609 de la demanderesse en ce sens que chaque tron- çon double comprend dans sa zone médiane une lame métal- lique 12 parsemée de bossages 13 dont les sommets vien- nent en contact avec les parois extérieures en regard 14 (figure 5). On plie alors vers l'extérieur chaque portion 121, de la lame métallique centrale 12, qui déborde longitudinalement au-delà de l'extrémité courte B et on déforme le bord de ce pan incliné plié de façon à lui donner le profil de la moitié du contour global du tronçon T. Dans ces conditions, chacune des ouvertures 6 et 8 évidées dans les cloisons 7 et 5 et destinées à rece- voir jointivement une extrémité longue A ou courte B de tronçon tubulaire, présente un contour elliptique ou analogue qui est relativement facile à former et le long duquel on peut obtenir par soudage ou analogue une liai- son très étanche. On voit encore sur les figures 2, 3 et 4, des bossages 15 formés par paires dans les parois latérales du boîtier 4 et définissant entre eux des gorges propres à recevoir jointivement des bords de cloisons 9 ou 10, sur les mêmes figures 2, 3 et 4, la consti- tution du bottier 4 en deux demi-coquilles 16 et 17 présentant des bords évasés 18 rapportés les uns contre les autres avec interposition de la cloison intermédiai- re 5, sur les figures 2, 3 et 5, un mode de réali- sation des plaques d'entretoisement 3, qui sont avanta- geusement constituées par des feuilles minces en acier inoxydable dont la surface est parsemée de portions crevées ou semi-découpées 19 formant des canaux à parois discontinues qui présentent une bonne surface d'échange thermique sans pour autant opposer une forte perte de charge aux gaz chauds dont les calories doivent être transmises à l'eau à chauffer. En général, et comme dit plus haut, l'ensemble du corps de chauffe s'étend horizontalement et il en est de même de chacun des deux boitiers latéraux 4. En d'autres termes, la plus grande dimension de chaque boîtier, parallèle aux cloisons intermédiaires 5, s'étend de l'avant à l'arrière de la chaudière. On tire avantageusement parti de cette orienta- tion pour faire déboucher horizontalement vers l'arrière du corps de chauffe la totalité des quatre raccords des- servant celui-ci en eau. C'est ainsi que le compartiment 411 dans lequel est admise l'eau de chauffage est relié à un tel raccord arrière il par un tube 20 (figures 2 et 3) traversant horizontalement toutes les cloisons 9 et que le compar- timent 42 N (non représenté, N désignant le nombre de compartiments dp boîtier 4 considéré affectés à l'eau de puisage) est également desservi par un tel raccord ar- rière 21. Cette mesure permet de brancher très facilement le corps de chauffe, à la façon d'un tiroir, sur des canalisations en attente, par simple déplacement hori- zontal de ce corps vers l'arrière, de façon à faire coopérer les embouts 11 et 20 avec des embouts complé- mentaires prévus aux extrémités desdites canalisations 5 et équipés de joints d'étanchéité appropriés. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement de corps de chauffe pour chaudières mixtes dont la constitution résulte suffisamment de ce qui précède.10 Ces corps de chauffe présentent de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, notamment en ce qui concerne la simplicité de la fabrication, l'étanchéité et la robustesse. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réali- sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Corps de chauffe pour chaudière mixte à eau chaude destinée à chauffer de l'eau dans deux conduits distincts comprenant des tronçons rectilignes ( 1,2) juxtaposés deux à deux faisant partie respectivement des deux conduits, les tronçons doubles obtenus (T) étant montés parallèlement les uns aux autres avec interposi- tion de plaques métalliques transversales ( 3), les tronçons rectilignes consécutifs de chaque conduit étant raccordés deux à deux à leurs extrémités à l'aide de raccords appropriés, caractérisé en ce que les embou- chures des deux tronçons rectilignes ( 1,2) composant chaque tronçon double (T) sont décalées longitudinale- ment l'une par rapport à l'autre en définissant ainsi une extrémité longue (A) et une extrémité courte (B) et en ce qu'il est prévu à chaque extrémité du faisceau composé par les tronçons doubles parallèles (T) un boîtier transversal de raccordement ( 4) dont l'intérieur est divisé en deux étages ( 41,42) affectés respective- ment aux deux conduits par raccordement étanche exclusif à ces deux étages respectivement des extrémités longues (A) et des extrémités courtes (B) définies ci-dessus, chaque étage étant lui-même subdivisé en compartiments ( 411 '412; 421 '422 ''-) affectés chacun au raccorde- ment individuel d'un tronçon rectiligne au tronçon rectiligne contigu faisant partie du même conduit. 2 Corps de chauffe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion courante de chaque tronçon double (T) se présente sous la forme d'un cylin- dre dont la directrice est une courbe fermée continue C symétrique par rapport à un plan vertical longitudinal, en ce que chaque tronçon double (T) est aménagé de façon à présenter un contour transversal s'étendant selon la courbe C, non seulement au niveau du bout de chacune de ses extrémités courtes (B), mais également au niveau du 1 1 bout de chacune de ses extrémités longues (A), et en ce que le boîtier ( 4) est évidé dans sa paroi ( 7) disposée du côté des tronçons et dans sa cloison intermédiaire ( 5) séparant les deux étages, par des lumières ( 6, 8) dont le bord s'étend selon la courbe C, lumières propres à recevoir jointivement, respectivement, les bouts d'extrémités courtes et les bouts d'extrémités longues. 3 Corps de chauffe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le boîtier ( 4) est constitué par deux demi-coquilles métalliques ( 16,17) dont les bords ( 18) évasés vers l'extérieur sont rapportés l'un contre l'autre avec interposition d'une plaque perforée constituant la cloison intermédiaire ( 5). 4 Corps de chauffe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des doubles bossages ( 15) formés dans la paroi latérale du boîtier ( 4) définissent à l'intérieur de ce boîtier des gorges servant de logements jointifs à des bords de cloisons planes ( 9,10) délimitant les différents com- partiments de ce bottier. Corps de chauffe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ses différents embouts de raccordement ( 11,20) aux cana- lisations extérieures de desserte en eau débouchent tous horizontalement, et parallèlement les uns aux autres, vers l'arrière dudit corps.