Brevet FR2723434A1 — publié le 19960209

La présente invention concerne une chaudière avec un échangeur de chaleur rempli d'eau et chauffé par un brûleur, suivant le préambule de la revendication indépendante. De telles chaudières comportent normalement une sonde thermométrique contrôlant la température de l'eau dans la chaudière et qui fait partie d'un système régulateur de la température de sortie, la température effective de l'eau étant mesurée par la sonde qui la compare à une consigne, et l'écart relevé étant utilisé pour moduler la marche du brûleur ou corriger son facteur d'utilisation des impulsions pour augmenter ou diminuer plus ou moins la température de sortie. De plus, des chaudières connues comprennent aussi une sonde thermométrique de sécurité qui bloque le brûleur de la chaudière au moment où la température de l'eau dans la chaudière atteint ou dépasse une valeur inadmissible à la suite d'une panne de la sonde standard, le blocage du brûleur ne pouvant être annulé ensuite que par l'intervention manuelle d'un technicien. A l'avenir, de telles chaudières doivent être équipées, conformément à des normes nouvellement établies, d'un dispositif de sûreté à manque d'eau, c'est-à-dire que le brûleur doit être arrêté si la température dans l'échangeur de chaleur atteint une valeur inadmissible parce que la chaudière n'est remplie d'eau que partiellement. Ce cas se présente plus souvent qu'on ne le pense, par exemple par suite de fuites dans le système de chauffage branché sur la chaudière. C'est par exemple le cas de chaudières mises hors service pendant la période d'été faute d'appel de chaleur, mais le chauffage -continue à marcher plus ou moins à vide par suite de fuites dans le système de chauffage, par exemple sur des régulateurs thermostatiques ou des conduites. Si, en automne, le chauffage reprend dans les premières nuits froides, la chaudière n ' est plus remplie suffisamment d'eau, ce qui a déjà donné lieu à des accidents graves. Or, la norme admet que le disjoncteur à maximum de température existant assume aussi la fonction de dispositif de sûreté à manque d'eau. A ce propos, il est prévu, pour contrôler le fonctionnement de ce dispositif, de remplir d'eau la chaudière, de la vider et de la chauffer ensuite, l'alimentation d'eau étant coupée. Dans ce cas, le dispositif de sûreté à manque d'eau doit réagir. La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif de sûreté à manque d'eau en utilisant le disjoncteur à maximum de température existant. Ce but est atteint, conformément à l'invention, sur une chaudière du type précité par les caractéristiques significatives énumérées dans la revendication indépendante. A l'aide d'une poche, un volume d'eau est réalisé qui ne peut pas être vidé et qui est chauffé très rapidement par le brûleur en marche, ce qui provoque la transformation rapide de l'eau en vapeur. La vapeur fait alors réagir le disjoncteur à maximum de température. D'autres réalisations et des perfectionnements particulièrement avantageux de l'invention résultent des revendications subséquentes et de la description suivante de deux exemples de réalisation de l'invention. La fig. 1 montre une coupe schématique d'une chaudière sectionnée en fonte et la fig. 2, une coupe schématique d'une chaudière en tôle d'acier soudée. Dans les deux figures, les mêmes références concernent les mêmes détails. Une chaudière sectionnée en fonte 1 comprend un échangeur de chaleur 2 composé de différents éléments en fonte 3 formant une chambre de combustion 4 chauffée par un brûleur à mazout 5. La paroi 16 de la chambre de combustion est entourée complète ment par un volume d'eau 10 formé par la totalité des éléments de la chaudière, les parois avant et arrière étant formées par les sections en bout du corps de la chaudière. Chaque élément en fonte 3 comprend en bas des pieds 6 et en haut, des appuis 7. Au-dessus de la chambre de combustion 4 et au-dessous des appuis 7 se trouvent plusieurs conduits d'évacuation 8 et 9 où s'écoulent les gaz brûlés venant du brûleur avant de sortir par une tubulure de raccordement. Les volumes d'eau 10 de toutes les sections de la chaudière communiquent entre eux par un raccord de retour 11 et un raccord d'alimentation 12, ce dernier étant doté d'une sonde thermométrique 13. Cette sonde est conçue comme une sorte de douille plongeuse remplie d'un milieu se dilatant sous l'effet de la chaleur. Elle est reliée à un régulateur 15 par une conduite capillaire 14. Le régulateur 15 communique avec le brûleur 5 par une liaison active 21. La sonde thermométrique 13 est baignée par l'eau de la chaudière 1, s'écoulant après chauffage par la paroi 16 de la chambre de combustion et par les conduits d'évacuation 8 et 9, vers la conduite d'alimentation 12 proprement dite. En plus de cette sonde thermométrique, une ou plusieurs autres sondes de ce genre peuvent être prévues, soit en combinaison avec un disjoncteur à maximum de température, soit une sonde contrôlant la température de sortie aux fins de régulation. Cette sonde thermométrique fait partie d'un dispositif de sûreté à manque d'eau et peut aussi faire partie du disjoncteur à maximum de température. Une paroi adjacente à la paroi 16 de la chambre de combustion et léchée par l'eau comporte des nervures 17 venues de fonderie qui forment des poches d'eau 18 disposées spécialement dans l'espace de chaque section où s'écoule l'eau. Ces nervures sont destinées à former des poches d'eau dans la chaudière en position debout suivant la fig. 1, lesquelles ne peuvent pas être vidées. Elles restent remplies d'eau même si la chaudière est vidée par un raccord disposé en bas, non représenté. S'il n'y a pas assez d'eau dans la chaudière, les poches 18 sont tout de même toujours remplies d'eau qui, au moment de la mise en marche du brûleur 5, se transforme assez rapidement en vapeur qui s'échappe à travers les canalisations 19 entre les conduits d'évacuation et arrive au raccord d'alimentation et, par là, à la sonde thermométrique 13. Le milieu contenu dans la sonde 13 se dilate et agit ainsi, à travers la conduite capillaire 14, sur le régulateur 15 qui établit une comparaison avec une consigne 20. Si cette consigne est atteinte ou dépassée, le régulateur 15 arrête et bloque le brûleur 5. La fig. 2 présente une chaudière 1 en tôle d'acier soudée dont l'échangeur de chaleur 2 entoure uniformément, mais en une seule pièce, la chambre de combustion 4. Le brûleur 5 est dans ce cas un brûleur à gaz/air atmosphérique. Ce qui importe cependant c'est que le volume d'eau 10 entoure complètement la chambre de combustion 4. Au haut (22) d'un écoulement d'eau à la face supérieure de cette chambre sont prévues, dans l'échangeur de chaleur, les deux nervures 17 formant ainsi la poche 18 qui reste remplie d'eau même si l'eau est complètement évacuée de l'échangeur de chaleur. La sonde thermométrique 13 est disposée directement au-dessus de la poche d'eau. Par la conduite capillaire 14, elle est reliée au régulateur 15 taré sur la consigne 20 déterminant l'arrêt de la chaudière. Il est aussi possible de prévoir les nervures 17 latéralement sur la paroi 16 de la chambre de combustion, à condition d'être positionnées le plus près possible du brûleur 5. Si l'on ne veut pas munir des chaudières de poches d'eau à l'aide de moules modifiés en conséquence, il est aussi possible de placer un objet permettant la réalisation de ladite poche, par exemple une coupe en tôle, dans l'eau en écoulement audessus ou sur le côté de la chambre de combustion. Revendications I. Chaudière (1) avec un échangeur de chaleur (2) fait notamment d'éléments de chaudière en fonte (3), remplis d'eau et chauffés par un brûleur (5), et avec un dis joncteur à maximum de température (13) qui arrête le brûl eur (5) au moment où une température maximale est dépassée, chaudière caractérisée par le fait qu'il est prévu à proxi mité du brûleur (5) une poche d'eau (18), et que le dis joncteur à maximum de température (13) est disposé de sorte à être léché par la vapeur formée éventuellement par l'eau dans la poche (18). 2. Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la poche d'eau (18) est formée par des nervures (17) rapportées ou venues de fonderie. 3. Chaudière suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la poche d'eau (18) est prévue au haut (22) d'un écoulement d'eau à la race supérieure de la chambre de combustion (4). 4. Chaudière suivant l'une des revendications 1 à 3, caracté risée par le fait que dans un écoulement d'eau au-dessus de la chambre de combustion, une coupe est prévue faisant fonction de poche d'eau (18).