Brevet FR3045791A1 — publié le 20170623

Chaudière à entretien facilité La présente invention s'applique au domaine du chauffage et concerne plus particulièrement une chaudière, c'est-à-dire une installation produisant de l'énergie calorifique à partir d'une combustion, l'énergie thermique produite étant ensuite transférée à un moyen caloporteur, en général un fluide. Lorsque la chaudière est destinée au chauffage de locaux, le fluide caloporteur véhicule l'énergie thermique à l'intérieur d'un espace équipé d'installations aptes à la distribuer, par exemple pour le chauffage de pièces dans une habitation. Les chaudières concernées par l'invention comportent un brûleur qui assure la production de chaleur en mélangeant un combustible, souvent du fuel domestique ou du gaz naturel ou du GPL, à un comburant, en général de l'air. La combustion, réaction qui est exothermique, se produit dans un corps de chauffe de la chaudière, y chauffe l'air présent et génère des fumées. Ces dernières sont principalement constituées de vapeur d'eau lorsque le combustible est un hydrocarbure, comme c'est le cas dans les exemples mentionnés ci-dessus. L'air chauffé et les fumées chauffent le fluide caloporteur au moyen d'un échangeur attaché à la chaudière. En pratique, les chaudières à combustible liquide ou gazeux qui sont concernées par l'invention sont très généralement composées d'un corps de chauffe dans lequel est plongée au moins la partie du brûleur au niveau de laquelle la combustion a lieu. L'échangeur est placé à la périphérie du corps de chauffe, son primaire étant relié d'une part au volume intérieur du corps de chauffe dans lequel la combustion a lieu, et d'autre part à des moyens d'échappement des fumées. Le secondaire est localisé en superficie externe du corps de chauffe pour permettre le raccordement des tuyaux de départ et de retour du circuit véhiculant le fluide caloporteur. Les chaudières, et plus particulièrement les chaudières à combustible liquide tel que le fuel, nécessitent évidemment un entretien régulier pour assurer leur bon fonctionnement, la combustion d'un tel combustible générant un 3045791 2 encrassement progressif qui dégrade à la longue son fonctionnement et diminue son rendement. De fait, le mélange combustible/comburant dans une chaudière nécessite un réglage approprié pour que le rendement de combustion soit maximal et que la combustion soit la meilleure possible, 5 c'est-à-dire ne générant que le moins possible d'imbrûlés et de polluants. Même lorsque les réglages sont correctement effectués, il y a inévitablement génération d'une certaine quantité de produits résiduels inhérents à la réaction de combustion, qui aboutit à un encrassement progressif du corps de chauffe et entraîne avec le temps une dégradation du fonctionnement de la chaudière. 10 Un entretien régulier, en vue de nettoyer périodiquement le corps de chauffe de tous les résidus accumulés lors de la combustion de combustible, est donc nécessaire. Ce qui est vrai pour le corps de chauffe l'est tout autant pour d'autres composants de la chaudière, au premier chef desquels se trouve le brûleur, 15 organe central et techniquement certainement le plus complexe de la chaudière. Le brûleur et l'ensemble des pièces composant l'ensemble brûleur, incluant les moyens de gérer son fonctionnement correct, doivent également faire l'objet d'un entretien régulier, en vue d'une réparation en cas de besoin, et à tout le moins dans le but de contrôler si les réglages adéquats sont toujours 20 en place. Ces tâches d'entretien peuvent s'avérer fastidieuses, voire complexes, selon la conception de la chaudière. C'est notamment le cas si la configuration de la chaudière implique des opérations de démontage compliquées, au cours desquelles il est nécessaire de déposer ou de modifier substantiellement 25 l'agencement relatif de plusieurs parties de la chaudière afin d'avoir accès aux pièces et organes nécessitant un entretien. Le caractère fastidieux des opérations de maintenance et d'entretien résulte notamment du fait que, les chaudières étant des équipements mécaniques présentant un encombrement certain, les pièces et organes qui les constituent 30 peuvent être lourds, et sont parfois encombrants. Dans certains cas, il convient 3045791 3 de les manipuler avec précaution car ils peuvent s' avérer fragiles, sans même parler de leur saleté. Enfin, une fois le démontage et l'entretien effectués, il faut bien entendu refaire les opérations dans l'ordre inverse, c'est-à-dire remonter les pièces et 5 les sous-ensembles participant au bon fonctionnement de la chaudière en s'assurant qu'ils sont dans le bon ordre et dans la bonne position. Ce nécessaire remontage, dans le cas de chaudières dont la conception n'est pas prévue pour optimiser et simplifier la maintenance, ajoute à la complexité du processus d'entretien. 10 La présente invention remédie aux inconvénients de l'art antérieur tels qu'ils ont été exposés ci-dessus, en proposant une conception de chaudière permettant la mise en oeuvre immédiate et aisée de plusieurs dispositions d'entretien, optimisant l'accès au corps de chauffe pour son nettoyage ou positionnant le brûleur de manière particulière pour faciliter sa maintenance. 15 A ces effets, l'invention, qui a trait à une chaudière comprenant classiquement un corps de chauffe comportant un couvercle apte à obturer une ouverture du corps de chauffe et un ensemble brûleur, est en particulier telle que ledit ensemble brûleur et le couvercle sont solidarisés à un support, lequel est relié à des moyens de déplacement entre une position de fermeture du corps de 20 chauffe par le couvercle et une position à distance du corps de chauffe. En d'autres termes, un sous-ensemble ou bloc mobile est formé sur la base dudit support, avec l'ensemble brûleur et le couvercle, bloc qui permet, par l'intermédiaire des moyens de déplacement, de passer facilement entre plusieurs positions commodes pour les opérations de maintenance et/ou de 25 contrôle, et qui seront détaillées dans la suite. Pour optimiser le caractère modulable desdites positions, le couvercle et l'ensemble brûleur sont fixés au support de façon indépendante, l'un au moins étant solidarisé audit support de manière amovible. Il s'agit en réalité de préférence du couvercle, qui peut donc être entraîné à l'écart du corps de 30 chauffe en même temps que le reste du bloc précité, dans une position qui permet le nettoyage du corps de chauffe, mais également être désolidarisé du 3045791 4 support, pour que l'ensemble brûleur puisse être isolé à des fins de maintenance et le couvercle repositionné en fermeture du corps de chauffe. Par ailleurs, selon l'invention, les moyens de déplacement peuvent être pilotés par des moyens d'entraînement, les mouvements relatifs des différentes 5 parties étant alors susceptibles d'être automatisées, ou en tout cas effectués de manière non manuelle pour le confort de l'utilisateur. Des moteurs, vérins, tringleries, poulies, etc. peuvent classiquement être utilisés à cet effet. De préférence, les moyens de déplacement actionnent le support en translation rectiligne, c'est-à-dire que les mouvements du sous-ensemble ou 10 bloc comprenant le support, l'ensemble brûleur et éventuellement le couvercle s'effectuent dans une unique direction, dans deux sens conduisant à fermer le corps de chauffe ou à l'inverse à l'ouvrir, ou à tout le moins à en extraire l'ensemble brûleur si le couvercle est désolidarisé dudit support. Pour améliorer encore les possibilités et positions de vérification et 15 d'entretien, au moins une partie du support peut de préférence, selon la présente invention, être pivotable par rapport aux moyens de déplacement, autour d'un axe d'allure parallèle au plan de l'ouverture du corps de chauffe. De manière distincte de la translation précitée, et à l'issue de la phase d'éloignement, il est ainsi possible de faire pivoter par exemple la partie 20 supportant l'ensemble brûleur pour l'examiner sous une autre orientation. Plus précisément encore, selon une configuration possible, les moyens de déplacement peuvent comporter un bras présentant une partie mobile en translation dans une direction d'allure perpendiculaire à la surface de l'ouverture, au voisinage de l'extrémité libre de laquelle le support est 25 solidarisé. A des fins d'automatisation ou simplement de mécanisation du déplacement, le bras peut comporter un vérin d'entraînement de la partie mobile. Parmi les configurations mécaniques couvertes par l'invention, le bras peut être prévu télescopique, comportant une partie fixe solidarisée à la face 30 extérieure d'une paroi du corps de chauffe, et une partie mobile coulissant par rapport à la partie fixe. Dans l'hypothèse précitée où les moyens 3045791 5 d'entraînement sont constitués d'un vérin, les parties fixe et mobile du bras sont prévues creuses, le vérin étant alors disposé à l'intérieur du volume qu'ils enclosent. Selon l'invention, le support est de préférence constitué d'une plaque plane 5 mobile en translation selon une direction verticale. Il s'agit alors d'une configuration appropriée à un corps de chauffe d'allure verticale, dont l'ouverture obturable par le couvercle est placée en partie supérieure, la direction des déplacements s'effectuant selon l'axe d'allure verticale du corps de chauffe. L'usage d'une simple plaque plane conduit à une facilité 10 d'installation doublée d'une robustesse d'utilisation, et elle résulte d'une fabrication peu onéreuse, l'ensemble de ces caractéristiques pouvant s'analyser de manière très favorable en termes économiques. De préférence, la plaque est divisée en deux parties, une partie fixe reliée au bras et supportée par une équerre, et une partie pivotante supportant le 15 brûleur, des butées mécaniques disposées sur les deux parties assurant la planéité en l'absence de pivotement. Il est à noter que, même si c'est fonctionnellement non indispensable, il est généralement prévu que le couvercle soit aussi fixé uniquement sur la partie pivotante de la plaque formant support. 20 Dans un configuration verticale telle qu'évoquée ci-dessus, la plaque ou platine support est en réalité disposée entre la plus grande partie de l'ensemble brûleur d'une part, qui la surmonte, et le couvercle et le brûleur proprement dit d'autre part, qui sont disposés sous la plaque lorsqu'elle n'est pas pivotée. Il est à noter que le système de l'invention est optionnel, et peut soit être 25 intégré d'usine au générateur soit, alternativement, être proposé sous la forme d'une option post-équipable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, qui se rapporte à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. 30 Cet exemple particulier de configuration est décrit en référence aux figures jointes, pour lesquelles : 3045791 6 la figure 1 représente schématiquement une chaudière en vue de côté en position de fonctionnement normal selon l'invention ; la figure 2 représente schématiquement la chaudière de la figure 1 en une position de contrôle et d'entretien permettant le nettoyage du 5 corps de chauffe ; la figure 3 représente schématiquement la chaudière selon la même vue que les figures précédentes, en une première position de contrôle et d'entretien de l'ensemble brûleur ; et la figure 4 reprend la vue de la figure précédente avec basculement 10 d'une portion de la plaque support en une seconde position de contrôle et d'entretien de l'ensemble brûleur. En référence à ces figures 1 à 4, la chaudière 1 comprend un corps de chauffe 2 doté d'un couvercle 3 apte à obturer une ouverture supérieure 21 du corps de chauffe 2, et un ensemble brûleur 4 surmontant le couvercle 3. Bien que, 15 selon l'invention, le corps de chauffe 2, le couvercle 3 obturant son ouverture 21 et l'ensemble brûleur 4 puissent être disposés verticalement ou horizontalement, les figures représentent une configuration de chaudière disposée selon un axe vertical. L'ensemble brûleur 4 est solidarisé à un support 5, qui sera décrit plus en détail dans la suite, relié à des moyens de 20 déplacement 6 entre une position de fermeture du corps de chauffe 2 par le couvercle 3, qui est celle de la figure 1, et une position à distance du corps de chauffe 2 qui apparaît en figures 2, 3 et 4. Cette figure 2 montre que l'ensemble brûleur 4 peut être éloigné du corps de chauffe 2 en même temps que le couvercle 3, ce dernier se trouvant alors à 25 distance de l'ouverture supérieure 21, laissant la possibilité d'effectuer un nettoyage de l'intérieur de la cuve 2. L'ensemble brûleur 4, qui est également solidarisé au support 5, se trouve alors également éloigné du corps de chauffe, mais le brûleur 41 proprement dit n'est pas accessible. Il le devient lorsque le couvercle 3 est désolidarisé du support 5, comme c'est visible en figure 3. 30 Pour réaliser la configuration désolidarisée du couvercle 3 de la figure 3, le couvercle 3 et l'ensemble brûleur 4 doivent être fixés audit support 5 de façon 3045791 7 indépendante et de manière amovible, le caractère d'amovibilité ayant cependant moins d'intérêt pour l'ensemble brûleur 4, qui reste en général attaché au support 5. La double fixation au support 5 est cependant nécessaire en ce qu'elle doit en pratique permettre un déplacement concomitant ou 5 distinct, au gré de l'utilisateur, du couvercle 3 et de l'ensemble brûleur 4, de manière à offrir une alternative dans les options de nettoyage, d'entretien et de contrôle. L'alternative en question dépend bien évidemment des moyens de déplacement 6, lesquels doivent être conçus pour permettre de soulever la 10 plaque support 5 et ce qui y est arrimé. Dans la configuration représentée aux figures, ces moyens 6 sont pilotés par des moyens d'entraînement 61 qui prennent en charge les efforts nécessités par les mouvements à conférer au bloc supérieur, qui peut s'avérer lourd si il comporte à la fois le couvercle 3 et l'ensemble brûleur 4. 15 Dans l'exemple montré, lesdits moyens de déplacement 6 comportent un bras 62 présentant un tube mobile 621 en translation dans une direction d'allure perpendiculaire à la surface de l'ouverture 21, en l'espèce verticale. Le support 5 est solidarisé à ce tube mobile 621 au voisinage de son extrémité libre 622, c'est-à-dire en l'occurrence au niveau de son extrémité supérieure. 20 En fait, le bras 62 est télescopique, et comporte une partie fixe 623 solidarisée à la face extérieure de la paroi verticale 22 du corps de chauffe 2, sensiblement au milieu de sa hauteur. La partie mobile 621 précitée coulisse, dans l'exemple apparaissant dans les figures, à l'intérieur de la partie fixe 623. La solution utilisée pour les moyens d'entraînement, toujours dans le cadre 25 de la configuration particulière représentée, consiste en un vérin d'entraînement 611 de la partie mobile 621. Les parties fixe 623 et mobile 621 du bras 62 étant tubulaires et creuses, le vérin 611 est disposé à l'intérieur du volume qu'elles constituent, ce qui permet en passant de réduire l'encombrement du bras 62. 30 Par ailleurs, pour étendre encore les possibilités liées aux fonctions mises en oeuvre par l'invention, à savoir faciliter l'entretien, la maintenance et le 3045791 8 contrôle, le support 5 est prévu pivotable autour d'un axe d'allure parallèle au plan de l'ouverture 21, dans ce cas horizontal. Ce degré de liberté supplémentaire procure en réalité un confort d'utilisation dans l'hypothèse où des investigations plus abouties doivent être menées sur le bloc brûleur 4, et 5 notamment sur le brûleur 41 proprement dit, qui peut alors être examiné de manière moins contrainte que lorsqu'il est situé entre la plaque 5 et le couvercle 3. En somme, ce mode de réalisation dans lequel le support 5 comporte une partie pivotable donne une plus grande liberté d'accès aux différentes parties 10 de l'ensemble brûleur 4, voire à la partie externe du couvercle 3 du corps de chauffe 2, s'il en est besoin. En pratique, le support 5 est une plaque plane mobile 51 dont on a vu qu'elle est mobile en translation selon une direction verticale. Pour intégrer l'aspect pivotement de l'ensemble brûleur 4, la plaque 51 est divisée en deux parties, 15 une partie fixe 511 reliée au bras 62 et supportée par une équerre 512 de renfort absorbant la composante verticale de l'effort appliqué sur la plaque 5, due au poids de ce qui y est fixé, et une partie pivotante 513 supportant le brûleur 4 et le cas échéant le couvercle 3. Des butées mécaniques 514 disposées sur les deux parties 511 et 513 assurent la planéité au repos, en 20 l'absence de pivotement, et neutralisent le moment par rapport à l'axe de rotation généré par le poids de ce qui est fixé à la plaque 5. L'exemple illustré par les figures ne peut être considéré comme exhaustif de l'invention, qui englobe au contraire les variantes de forme et de conception notamment des moyens de déplacement et/ou des moyens d'entraînement. 25 REVENDICATIONS1. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2) comportant un couvercle (3) apte à obturer une ouverture (21) du corps de chauffe (2) et un ensemble brûleur (4), caractérisée en ce que l'ensemble brûleur (4) et le couvercle (3) sont solidarisés à un support (5), lequel est relié à des moyens de déplacement (6) entre une position de fermeture du corps de chauffe (2) par le couvercle (3) et une position à distance du corps de chauffe (2). 2. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le couvercle (3) et l'ensemble brûleur (4) sont fixés au support (5) de façon indépendante, l'un au moins étant solidarisé audit support (5) de manière amovible. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de déplacement (6) sont pilotés par des moyens d'entraînement (61). Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de déplacement (6) actionnent le support (5) en translation rectiligne. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins une partie du support (5) est pivotable par rapport aux moyens de déplacement (6), autour d'un axe d'allure parallèle au plan de l'ouverture (21) du corps de chauffe (2). Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisée en ce que lesdits moyens de déplacement (6) comportent un bras (62) présentant une partie mobile (621) en translation dans une direction d'allure perpendiculaire à la surface de l'ouverture (21), au3. 4. 5. 6. 3045791 10 voisinage de l'extrémité libre (622) de laquelle le support (5) est solidarisé. 7. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon la revendication précédente, 5 caractérisée en ce que le bras (62) comporte un vérin (611) d'entraînement de la partie mobile (621). 8. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que le bras (62) est télescopique, comportant une 10 partie fixe (623) solidarisée à la face extérieure d'une paroi du corps de chauffe (2), et une partie mobile (621) coulissant par rapport à la partie fixe (623). 9. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon la revendication précédente, 15 caractérisée en ce que les parties fixe (623) et mobile (621) du bras (62) sont creuses, le vérin (611) étant disposé à l'intérieur du volume qu'ils enclosent. 10. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisée en ce que le support (5) est une plaque plane (51) mobile en translation selon une direction verticale. 11. Chaudière (1) comprenant un corps de chauffe (2), un couvercle (3) et un ensemble brûleur (4) selon la revendication 10, caractérisée en ce que la plaque (51) est divisée en deux parties, une partie fixe (511) 25 reliée au bras (62) et supportée par une équerre (512), et une partie pivotante (513) supportant le brûleur (4), des butées mécaniques (514) disposées sur les deux parties (511, 513) assurant la planéité en l'absence de pivotement.30