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Collecteur pour chaudière et chaudière munie d'un tel collecteur La présente invention a pour objet un collecteur pour chaudière de circuit de chauffage (en particulier individuel ou pour une série d'appartements), ledit collecteur comportant une première chambre présentant une face tournée vers le bas, une ouverture pour recevoir un fluide caloporteur provenant de la chaudière et des ouvertures pour diriger ledit fluide vers des circuits de chauffages distincts, et une deuxième chambre présentant une face tournée vers le bas, des ouvertures pour collecter le fluide provenant desdits circuits et une ouverture pour ramener le fluide vers la chaudière.
Les collecteurs actuels présentent de nombreux inconvénients, à savoir difficulté de montage, nombre de pièces important, utilisation d'un nombre important de joints, risque de mauvais montage, coût important, perte de charge importante, encrassement ou entartrage du collecteur, etc.
L'encrassement et l'entartrage des collecteurs connus sont d'autant facilités que les pertes de charges sont importantes et que la conduite de distribution de l'eau sortant de la chaudière est traversée par des conduits ramenant le fluide provenant des circuits vers une conduite de collecte.
La présente invention a essentiellement pour objet un collecteur permettant de résoudre le problème de l'encrassement, le collecteur selon ses formes préférées permettant en outre de solutionner les autres problèmes, puisque le collecteur préféré ne nécessite que des joints pour monter le distributeur-collecteur à la chaudière et aux circuits, ne provoque qu'une faible perte de charge, permet un montage rapide et fiable, etc.
Le collecteur suivant l'invention est caractérisé en ce que la première chambre et/ou la deuxième chambre est munie d'un premier moyen pour limiter la vitesse d'écoulement de fluide le long de la face inférieure et d'un deuxième moyen pour purger la chambre le long de la face inférieure.
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De façon avantageuse, ledit premier moyen est constitué par l'agencement des ouvertures de la chambre, lesdites ouvertures étant agencées de manière à ce que pour une chambre déterminée, le fluide entrant provenant de la chaudière ou du circuit entre dans la chambre à un niveau supérieur à au moins une partie du niveau de la face inférieure, et le fluide sortant de la chambre vers les circuits ou vers la chaudières sort de la chambre à un niveau supérieur à au moins une partie du niveau de la face inférieure.
De préférence, le collecteur comporte un passage pour permettre l'introduction d'un fluide dans une chambre munie dudit moyen pour purger la chambre le long de sa face inférieure, ledit passage étant agencé par rapport audit moyen pour purger de manière à créer un courant de fluide le long de la face inférieure de la chambre entre ledit passage et ledit moyen de purge.
En particulier, la première chambre présente une face inférieure tournée vers le bas, une face supérieure tournée vers le haut, au moins une face latérale s'étendant entre lesdites faces inférieure et supérieure, l'ouverture par laquelle le fluide provenant de la chaudière entre dans la chambre étant située dans une face latérale à un niveau horizontal éloigné du niveau horizontal auquel se trouveledit moyen de purge, tandis que les ouvertures par lesquelles le fluide passe de la chambre vers les circuits sont situés dans la face supérieure.
Selon une forme de réalisation particulière, la première chambre comporte deux extrémités opposées, l'ouverture par laquelle le fluide provenant de la chaudière entre dans la chambre étant située au voisinage d'une desdites extrémités opposées de la chambre, tandis que le moyen de purge de la première chambre est situé au voisinage de l'autre extrémité opposée de la chambre.
Selon un détail d'une forme de réalisation avantageuse, le collecteur comporte un moyen pour assurer une inclinaison de la face inférieure vers le moyen de purge par rapport à un plan horizontal.
Par exemple, le collecteur comporte un moyen pour monter le collecteur au tuyau de sortie de fluide de la chaudière, ledit moyen assurant une inclinaison de
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la face inférieure vers le moyen de purge par rapport à un plan vertical.
L'inclinaison est avantageusement comprise entre 2 et 45 , de préférence entre 3 et 15 . Cette inclinaison favorise le déplacement des particules vers la purge ou moyen de purge.
Selon une forme de réalisation préférée d'un collecteur suivant l'invention, la première chambre et/ou la deuxième chambre présente un ou des passages pour introduire du fluide caloporteur provenant d'une source pour assurer un niveau minimal de fluide dans les circuits, un ou des passages pour relier le collecteur à un vase d'expansion, et un ou des passages pour relier le collecteur à une soupape de sécurité.
Selon une forme de réalisation avantageuse, la chambre du collecteur munie d'un moyen de purge comporte un moyen assurant une inclinaison d'au moins une partie de la face inférieure de ladite chambre vers le moyen de purge par rapport à un plan horizontal. De préférence, le collecteur comporte un moyen pour monter le collecteur au tuyau de sortie de fluide de la chaudière, ledit moyen assurant une inclinaison (a) d'au moins une partie de la face inférieure de ladite chambre vers le moyen de purge par rapport à un plan vertical.
De façon avantageuse, l'inclinaison (a) est comprise entre 2 et 45 , de préférence entre 3 et 15 . Selon une forme de réalisation préférentielle, la chambre munie du moyen de purge est la première chambre du collecteur, ladite première chambre comportant une face supérieure et une face inférieure distante l'une de l'autre d'une distance variant entre une distance sensiblement minimale au voisinage de l'ouverture pour recevoir le fluide caloporteur provenant de la chaudière, et une distance sensiblement maximale au voisinage du moyen de purge.
En particulier, la première chambre s'étend entre une première extrémité au voisinage de laquelle se trouve l'ouverture d'introduction du fluide caloporteur provenant de la chaudière, et une deuxième extrémité au voisinage de laquelle se trouve le moyen de purge, la face inférieure de ladite chambre étant inclinée par rapport à la face supérieure de sorte que la distance moyenne séparant les faces
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inférieure et supérieure au voisinage de la première extrémité est plus petite que la distance séparant la face supérieure de la partie de la face inférieure en communication avec le moyen de purge.
L'invention a encore pour objet une chaudière d'un fluide caloporteur pour une série de circuits de chauffage adjacents, ladite chaudière étant munie d'un collecteur suivant l'invention. Selon une forme particulière de la chaudière, elle comporte un vase d'expansion et une soupape de sécurité, ledit vase d'expansion et ladite soupape de sécurité étant connectés à la première chambre du collecteur. De façon avantageuse, les passages de la première chambre pour la relier au vase d'expansion et à la soupape sont situés à un niveau horizontal supérieur au niveau de purge de la chambre.
Des particularités et détails de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.
Dans ces dessins : La figure 1 est une vue en perspective d'un collecteur suivant l'invention ; La figure 2 est une vue de dessus avec arrachement du collecteur de la figure 1 ; La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III du collecteur de la figure 2, La figure 4 est une vue avant du collecteur de la figure 1, et La figure 5 est une vue schématique d'une installation de chauffage comprenant une chaudière suivant l'invention.
Le collecteur de la figure 1 est constitué d'un dispositif creux 1 de section transversale avantageusement carrée ou rectangulaire, muni à ses deux extrémités d'une paroi 2,3. Le dispositif est divisé en deux chambres distinctes C 1, C2 par une paroi intermédiaire 4. Le dispositif présente une face inférieure 5, une face supérieure 6, et deux faces latérales 7,8 s'étendant entre lesdites faces inférieure et supérieure. Les faces inférieure et supérieure de la chambre C2 sont parallèles entre elles, tandis que la face inférieure de la chambre CI est inclinée par rapport à la face supérieure de cette chambre.
Les parois extrêmes
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2,3 et la paroi intérieure 4 sont avantageusement parallèles entre elles et s'étendent par exemple dans un plan sensiblement vertical lorsque le collecteur est monté sur une chaudière. Les parois 50,51 latérales sont également avantageusement parallèles entre elles.
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Le dispositif présente une série de passages ou d'ouvertures, à savoir : * un passage 10 pour introduire un fluide provenant de la chaudière dans la chambre CI ; * des passages 11, 12,13 pour amener du fluide de la chambre CI vers les circuits X1, X2, X3 de chauffage ; 'un passage 14 pour introduire de l'eau dans la chambre CI * un passage 15 pour purger la chambre C 1 ou pour évacuer de l'eau hors de la chambre CI ; * un passage 16 pour relier la chambre Cl à une soupape de sécurité S ; * un passage 17 pou relier la chambre C 1 à un vase d'expansion V ; * un passage 18 pour évacuer du fluide de la chambre C2 vers la chaudière ;
* des passages 19,20 pour introduire dans la chambre C2 l'eau provenant des circuits X1, X2, X3.
La chambre CI a un volume plus important que la chambre C2. Ceci permet une vitesse d'écoulement du fluide dans la chambre CI plus faible que dans la chambre C2, et un équilibrage du dispositif par rapport au passage 10, cet équilibrage assurant que sensiblement pas d'effort ou de couple de torsion ne soit engendré au niveau du raccord du passage 10 à la chaudière.
Le passage 10 situé dans une face latérale 7 introduit l'eau dans la chaudière à un niveau situé au-dessus de la face intérieure inférieure de la chambre CI, tandis que les passages 11, 12,13 sont situés à la face supérieure 6 de la chambre C 1. Ceci assure qu'en régime normal le fluide caloporteur subit dans la chambre CI un changement de direction de mouvement (mouvement sensiblement
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horizontal au niveau du passage 10 et mouvement sensiblement vertical au niveau des passages 11, 12 et 13).
Ainsi, en régime normal, la zone de la chambre située sous le niveau du passage 10 (et donc adjacent du fond 5 de la chambre Cl) n'est sensiblement pas soumis à des turbulences, une telle zone étant propice pour le dépôt de particules et pour éviter que de telles particules ne soient par la suite emportées par le fluide.
Le passage 10 est situé au voisinage de l'extrémité de la chambre adjacente de la paroi 4, tandis que le passage 15 est situé dans la paroi inférieure 5 de la chambre au voisinage de son autre extrémité. La distance dl séparant les faces inférieure et supérieure de la chambre CI au voisinage de l'ouverture 10 est inférieure à la distance d2 séparant les faces inférieure et supérieure de la chambre Cl au voisinage du passage de purge 15.
Le fond ou paroi inférieure 5 de la chambre CI est avantageusement incliné par rapport à un plan horizontal H pour permettre que les particules déposées sur le fond s'écoulent ou se déplacent vers le passage 15. L'angle de l'inclinaison a est par exemple compris entre 5 et 10 .
Les passages 16 et 17 sont par exemple réalisés dans la paroi latérale 4 à un niveau supérieur au niveau où est situé le passage 15, ceci pour éviter que des particules puissent entraîner un mauvais fonctionnement de la soupape de sécurité ou du vase d'expansion.
Le passage 14 pour amener de l'eau d'un réseau de distribution dans la chambre C 1 (c'est-à-dire pour ajouter de l'eau au circuit) est avantageusement situé au voisinage de la paroi 4, par exemple le long de la face inférieure 5. Ceci permet en fonctionnement normal du dispositif de chauffage d'ajouter de l'eau dans la chambre au moins sensiblement sans créer de turbulences dans la chambre au voisinage du passage 15. D'autre part, ce passage 14 permet lors d'une procédure d'entretien de la chaudière d'introduire dans la chambre CI de l'eau
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ou tout autre liquide de lavage pour créer un courant de fluide entre le passage 14 et le passage 15, un tel courant étant avantageux pour faciliter l'évacuation des particules par le passage 15.
La face supérieure 6 de la chambre C2 présente les passages 19,20 pour recevoir l'eau ou le fluide caloporteur provenant des circuits, tandis que la face inférieure 5 de la chambre C2 présente le passage pour amener l'eau vers la chaudière.
La face supérieure 6 de la chambre 5 est avantageusement inclinée par rapport à un plan horizontal, cette face est par exemple parallèle à la face inférieure 5.
Ceci facilite l'obtention de courants d'eau sensiblement distincts entre le passage 10 et les passages 11, 12,13 (réduit le risque de turbulence, en particulier au voisinage du passage 15.
Les passages du dispositif suivant l'invention sont avantageusement prolongés par des raccords ou embouts, de préférence filetés sur leur face extérieure ou sur leur face intérieure ou muni de brides avec ou sans anneau de serrage, pour faciliter le montage du dispositif. Le raccord du passage 10 permet alors d'adapter l'inclinaison de la face inférieure 5 de la chambre CI par rapport à un plan horizontal.
La figure 5 montre schématiquement une installation dans laquelle est montée une chaudière selon l'invention. Le côté arrière de la chaudière est montré à la figure 5. Cette chaudière est munie du dispositif suivant l'invention représenté à la figure 1, d'un vase d'expansion V et d'une soupape de sécurité. Le passage de purge est alors muni d'un robinet ou d'une vanne 30 pour commander la purge. Dans cette installation, le collecteur est monté directement sur la chaudière de sorte que les risques de placer des vannes entre, d'une part, la chaudière CH et d'autre part, le collecteur 1, le vase d'expansion et la soupape de sécurité S sont minimes.
L'eau sortant de la chambre CI du collecteur est envoyée dans les circuits X1, X2, X3 grâce à une pompe de circulation que comporte la chaudière. Sur lesdits circuits sont installés des radiateurs RR. L'eau des circuits XI, X2
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s'écoule dans un conduit commun pour la ramener à la chambre C2 du collecteur. Le X3 se termine quant à lui directement au niveau de la chambre C2.
Pour éviter que la pompe de circulation ne fonctionne lorsque tous les circuits sont bouchés ou obturés, il peut être avantageux de placer un conduit entre un passage (par exemple II) de la chambre Cl et un passage (par exemple 20) de la chambre C2, ledit conduit étant alors muni d'une vanne de sécurité qui se met en position ouverte (position permettant le passage de fluide) dès que la pression dans la chambre C 1 dépasse une pression déterminée ou dès que la différence de pression entre la chambre Cl et la chambre C2 dépasse une différence de pression déterminée. Ce conduit avec vanne de sécurité lorsqu'il est monté d'origine ou en usine sur le collecteur permet d'éviter le placement inadéquat de la boucle de sécurité dans les installations existantes ou du type connu.
Lorsque le collecteur muni d'un tel conduit avec vanne de sécurité est monté en usine sur la chaudière, la vanne lorsqu'elle passe en position ouverte commande un dispositif d'arrêt de fonctionnement de la chaudière.
Dans une forme de réalisation possible, les passages 11, 12, 13 sont munis d'un élément filtrant, par exemple d'un treillis filtrant, destiné à arrêter des particules de très faible granulométrie. Lors de l'arrêt de la chaudière et de sa pompe de circulation, par exemple la nuit, les particules retenus par lesdits filtres ont le temps de se déposer sur le fond 5 du collecteur, lesdites particules étant ensuite facilement évacuées par le passage 15. Lorsque les passages 11, 12, 13 sont munis de tels filtres, le dépôt de calcaire semble s'opérer de façon préférentielle dans la chambre Cl. Ceci devrait alors permettre d'éviter un dépôt de calcaire en des endroits difficiles à nettoyer.
Dans le cas d'un dépôt de calcaire dans la chambre Cl, il suffit de faire passer dans la chambre CI entre le passage 14 et le passage 15, une solution contenant de l'acide citrique ou de l'acide acétique, du vinaigre, du Coca@, ou toute autre solution agressive pour le calcaire.
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Le collecteur suivant l'invention peut ëtre réalisé en des matières diverses, telles qu'aluminium, matières synthétiques, acier, etc., et peut être muni d'un témoin d'encrassement, un tel témoin étant par exemple constitué par un tube souple transparent monté sur le raccord du passage de purge 15.
Le système de purge du collecteur peut être commandé de manière automatique, par exemple par un système détectant la présence de particules dans le raccord monté sur le passage de purge, ou par un système comportant une minuterie commandant la purge après une période d'utilisation de la chaudière, par exemple une fois par semaine d'utilisation de la chaudière, la fréquence de purge étant fonction de la dureté de l'eau utilisée dans le circuit de chauffage.