<EMI ID=1.1>
La présente invention concerne une chaudière convenant notamment à des installations de chauffage domestique.
Comme on le sait , un problème fortement ressenti actuellement est celui des économies d'énergie, et notamment celui
de réduire le plus possible tout gaspillage dans les chaudières des installations de chauffage domestique.
En fait, les chaudières de chauffage usuelles ont un rendement thermique relativement faible et on n'a jusqu'ici
-obtenu que des améliorations marginales de ces rendements.
la présente invention vise à procurer une chaudière, convenant notamment aux installations de chauffage domestique, qui permet d'augmenter le rendement thermique de la chaudière d'une manière très appréciable, en n'utilisant que des solu.tions simples et faciles à mettre en oeuvre.
Dans ce but, on a donc recherché une chaudière capable d'utiliser dans une large mesure la puissance calorifique des fumées de combustion, indépendamment du type de combustible utilisé.
On a par ailleurs recherché une chaudière extrêmement fiable et sûre en fonctionnement, pouvant être aisément et rapidement entretenue et dont la réalisation soit simple et
peu onéreuse.
La présente invention fournit une chaudière, convenant notamment à des installations de chauffage domestique, qui comporte des parois délimitant une chambre de chauffage et, à l'intérieur de cette chambre, au moins une cuve pour y contenir un liquide à chauffer et ménageant un volume intermédiaire entre ces parois et la cuve, et qui est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, à l'intérieur de cet espace intermédiaire, une multiplicité de tubes entourant la cuve et raccordant la partie inférieure de celle-ci à sa partie supérieure en relation de by-pass avec elles.
On va maintenant décrire de façon détaillée des exemples de réalisations d'une chaudière selon l'invention, en liaison avec le dessin joint sur lequel :
- la figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une première réalisation de la chaudière selon l'in- <EMI ID=2.1>
vention ;
- la fi-gure 2 est une coupe prise selon la ligne II-II . de la figure 1
- la figure 3 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une deuxième réalisation de cette chaudière ;
- la figure 4 est une coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une troisième réalisation de cette chaudière
- la figure 6 est une coupe prise selon la ligne VI-VI de la figure 5 ;
- la figure 7 montre schématiquement une quatrième réalisation de cette chaudière, installée dans une cheminée ;
- la figure 8 est une vue en élévation en coupe partielle de la chaudière de la figure 7 ; et
- la figure 9 est une vue en coupe prise selon la ligne IX-IX de la figure 8.
On se reporte maintenant aux figures, et notamment aux figures 1 et 2 du dessin. La chaudière 1 , convenant notamment aux installations de chauffage domestique, comporte une cuve cylindrique 2 ayant un axe central vertical et à l'intérieur. de laquelle circule un liquide de chauffage, notamment de l'eau, chauffé à l'intérieur de la cuve elle-même et circulant entre une canalisation de retour 3 et une canalisation de départ 4. La cuve est entourée par une jaquette extérieure 5, recouverte d'une couche d'isolation thermique 6 ; la jaquette délimité, . en liaison avec la cuve, un espace creux 7 qui est balayé verticalement par les gaz de combustion chauds s'élevant selon le trajet indiqué par les flèches.
Les gaz proviennent .du foyer de la chaudière dont la partie supérieure de la chambre de combustion est repérée en 8; ils se rassemblent dans le volume supérieur 9 de l'espace délimité, par. la jaquette 5 et ils s'échappent par un collecteur d'évacuation 10.
Un tube de tirage 11 est aligné avec l'axe de la cuve 2 et communique avec l'intérieur du collecteur 10.
Tout autour de la cuve 2 sont disposés de nombreux <EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
rangée annulaire de trous 13 à la périphérie inférieure jusqu'à une deuxième rangée annulaire de troua 14 disposés au voisinage de la périphérie supérieure de la cuve 2, le raccordement s'effectuant par des raccords coudés 15 et 16. Une telle disposition des tubes 12 est une caractéristique impor.-tante de cette chaudière par rapport aux chaudières usuelles similaires.
On se reporte maintenant aux figures 3 et 4 ; la chaudière repérée dans son ensemble en 20, comporte une cuve
<EMI ID=5.1>
liquide de chauffage entre une canalisation de retour 22 et une canalisation de départ 23.
<EMI ID=6.1>
recouverte d'une couche isolante 25. La jaquette délimite, en . liaison avec la cuve, un espace creux 26 qui est balayé verticalement par les fumées ou gaz de combustion montant dans le sens indiqué par les flèches.
Comme dans la réalisation précédente, ces gaz proviennent du foyer de la chaudière, indiqué schématiquement en 27, et se rassemblent dans la partie supérieure 28 de l'espace
<EMI ID=7.1>
collecteur d ' évacuation 29. Un tube de tirage 30 est aligné avec l'axe de la cuve 21 à l'intérieur de celle-ci, et communique avec le collecteur 29.
La jaquette extérieure 24 comporte deux manchons cylin-
<EMI ID=8.1>
centrique 32, qui sont séparés par un intervalle 33 à l'intétieur duquel circule un liquide caloporteur, tel que de l'eau, ce liquide provenant de la cuve 21 par l'intermédiaire d'une première rangée radiale de raccords 34 raccordant ensemble
<EMI ID=9.1>
Une deuxième rangée radiale de raccords 35 raccorde l'intervalle 33 à. la cuve 21.
<EMI ID=10.1> <EMI ID=11.1>
constitue la paroi extérieure, cet espace étant balayé par
<EMI ID=12.1>
Dans cet espace creux 26 sont installée selon des axes verticaux parallèles au corps dé la cuve 21, de nombreux tubes. de dérivation. 36 qui forment un faisceau cylindrique de tubes, disposée en une seule rangée et adaptés pour entourer l'enve- loppe cylindrique de la cuve 21 ; ce faisceau tubulaire communique avec la cuve par les trous 37 d'une première rangée annulaire de trous disposés dans la périphérie inférieure et une deuxième rangée annulaire de trous 38 disposés. à la partie supérieure, ces rangées étant situées à proximité des raccords
34 et 35.
En se reportant maintenant aux figures 5 et 6, la chaudière repérée dans son ensemble en 41 comporte une cuve centrale 42 avec un axe pratiquement vertical, cette cuve pouvant avoir en coupe transversale une forme circulaire, carrée ou différente, selon les spécifications.
Une cuve extérieure 43 entoure en pratique latéralement la cuve 42 et communique avec cette dernière par des tubes d'interconnexion 44 disposés à la fois en haut et en bas, un liquide pouvant ainsi circuler entre les deux cuves 42 et 43.
Un liquide d'échange thermique circule à l'intérieur des cuves 42 et 43, ce liquide étant en général de l'eau, et étant. amené, par des raccordements habituels, à une installation de chauffage de locaux ou à une installation d'eau chaude sanitaire.
les cuves 42 et 43 délimitent ensemble un espace annulaire creux 45 qui est, en pratique, balayé par les fumées de combustion y circulant.
De façon avantageuse, bien que ce ne soit pas nécessaire, les cuves 42 et 43 sont placées à l'intérieur d'une enveloppe extérieure 46, de préférence en un matériau réfractaire et thermiquement isolant, qui délimite une ouverture .d'échappement supérieure 47 pour permettre aux fumées de combustion de passer dans la cheminée d'évacuation.
Une caractéristique 'importante de l'invention réside en ce que la surface latérale de la cuve intérieure 42 est <EMI ID=13.1>
qui sont déportes par rapport à cette surface pour créer une zone de chauffage préférentielle du liquide d'échange thermi-
<EMI ID=14.1>
mique procurée par la surface des éléments tubulaires 50 par rapport au liquide d'échange thermique, qu'ils contiennent, il se crée un fort gradient de température qui, en pratique, augmente le débit du liquide, ce qui accroît encore le taux d'échange thermique. Pour accroître encore ce dernier, on équipe également la surface latérale interne de la cuve extérieure 43 d'une seconde multiplicité d'éléments tubulaires 51 dont la fonction est tout à fait similaire à celle des éléments tubulaires 50.
<EMI ID=15.1>
qui sont logés dans l'espace annulaire creux 45, sont réunis ensemble par une plaque ou coque annulaire 60 ayant une double fonction, à savoir celle de fournir des quantités supplémentaires de chaleur par conduction aux éléments tubulaires
50 et 51, et celle, de servir de plaque rayonnante pour mieux récupérer la capacité calorifique des fumées de combustion.
Les figures 7 à 9 représentent une réalisation de l'invention convenant particulièrement pour être installée dans l'âtre d'une cheminée, et dans laquelle la chaudière, repérée dans son ensemble en 61, comporte une cuve 62 destinée à contenir un liquide caloporteur tel que de l'eau.
La cuve 62 a un axe pratiquement vertical et a, de préférence, bien que ce ne soit pas nécessaire, une forme carrée, ou de façon générale polygonale en vue en plan, de.façon à être aisément logée dans l'âtre d'une cheminée usuelle 63.
La même eau normalement utilisée dans l'installation de chauffage central circule à travers la cuve 62 entre une canalisation de retour 65 et une canalisation de départ 64.
Un conduit 66 traverse axialement la cuve 62 'et sert de dispositif de tirage aux fumées chaudes en formant un élément d'échange thermique avec la cuve elle-même.
La surface extérieure de la cuve 62 est équipée d'une multiplicité de tubes 70 s'étendant en pratique depuis des <EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
lement de l'eau, est balayé par les fumées de combustion chaudes et atteint rapidement un$ température élevée du -fait de la grande -surface de contact.
Une caractéristique de la chaudière selon l'invention est que des tubes inférieurs 80 sont branchés, au moins en . partie, sur des tubes'parallèles déportés 70 et s'étendant en dessous de la cuve 62.'
De façon plus spécifique, les tubes inférieurs 80 ne se raccordent qu'aux tubes déportés 70 prévus sur les parois latérales et sur la partie arrière de la cuve 62, en ne touchant pas aux tubes 70 prévus sur la partie avant de la
cuve 62.
Les tubes précités 80 sont raccordés l'un à l'autre en dessous de la cuve 62 et sont séparés par une distance suffisente pour permettre à ces tubes de créer un élément de grille, constituant en fait l'âtre de la cheminée ou le support des produits à y brûler.
En se reportant plus en détail à une réalisation préférée bien que non limitative, les tubes inférieurs 80 des parois latérales sont raccordés aux tubes inférieurs 80 des parois opposées, tandis que les tubes inférieurs 80 de la partie arrière sont tous raccordés au dernier des tubes inférieurs reliant entre eux les tubes des parois latérales.
Tout d'abord, cette disposition a l'avantage de former une grille pouvant supporter les produits à brûler et, ce qui est encore plus important, permet de récupérer la chaleur résiduelle des braises, du fait que le contact direct des produits en combustion avec les tubes d'échange thermique 80 permet à la chaleur de passer. directement dans le liquide caloporteur, au lieu d'être évacuée à l'extérieur.
On notera que la chaudière, selon l'invention, en procurant un ensemble de tubes de dérivation, permet un degré d'échange thermique élevé, qui crée dans le fluide d'échange
<EMI ID=18.1> <EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
lèlement l'un à l'autre, et ce débit accru sert à améliorer le rendement d'échange thermique.
Dans la mise en pratique de l'invention, les produits utilisés, à condition qu'ils soient compatibles avec l'application prévue, les dimensions et les formes peuvent être quelconques, de façon à être les mieux appropriés aux spécifi-
- cations particulières.
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<EMI ID=22.1>
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domestique, comportant des parois délimitant une chambre de chauffage et, à l'intérieur de celle-ci, au moins une cuve propre à contenir un liquide à chauffer et ménageant un espace intermédiaire entre ces parois et la cuve, caractérisée en ce
<EMI ID=24.1>
outre, une multiplicité de tubes entourant la cuve et raccordant la partie inférieure de celle-ci à sa partis inférieure
en relation de by-pass avec elles.
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to a boiler suitable in particular for domestic heating installations.
As we know, a problem that is strongly felt today is that of energy savings, and in particular
minimize waste in the boilers of domestic heating installations.
In fact, the usual heating boilers have a relatively low thermal efficiency and we have so far
-obtained only marginal improvements in these yields.
the present invention aims to provide a boiler, suitable in particular for domestic heating installations, which makes it possible to increase the thermal efficiency of the boiler in a very appreciable manner, by using only simple and easy to set solutions. artwork.
For this purpose, we have therefore sought a boiler capable of using to a large extent the calorific power of the combustion fumes, regardless of the type of fuel used.
We have also sought an extremely reliable and safe boiler, which can be easily and quickly maintained and whose construction is simple and
inexpensive.
The present invention provides a boiler, particularly suitable for domestic heating installations, which has walls delimiting a heating chamber and, inside this chamber, at least one tank for containing a liquid to be heated and providing a volume. intermediate between these walls and the tank, and which is characterized in that it further comprises, inside this intermediate space, a multiplicity of tubes surrounding the tank and connecting the lower part thereof to its upper part in bypass relationship with them.
We will now describe in detail examples of embodiments of a boiler according to the invention, in conjunction with the attached drawing in which:
- Figure 1 is an elevational view in partial section of a first embodiment of the boiler according to the <EMI ID = 2.1>
vention;
- Figure 2 is a section taken on the line II-II. of figure 1
- Figure 3 is an elevational view in partial section of a second embodiment of this boiler;
- Figure 4 is a section taken on the line IV-IV of Figure 3;
- Figure 5 is an elevational view in partial section of a third embodiment of this boiler
- Figure 6 is a section taken on the line VI-VI of Figure 5;
- Figure 7 schematically shows a fourth embodiment of this boiler, installed in a chimney;
- Figure 8 is an elevational view in partial section of the boiler of Figure 7; and
FIG. 9 is a sectional view taken on the line IX-IX in FIG. 8.
Referring now to the figures, and in particular to Figures 1 and 2 of the drawing. The boiler 1, suitable in particular for domestic heating installations, comprises a cylindrical tank 2 having a vertical central axis and inside. from which circulates a heating liquid, in particular water, heated inside the tank itself and circulating between a return pipe 3 and a departure pipe 4. The tank is surrounded by an outer jacket 5, covered with a thermal insulation layer 6; the delimited jacket,. in connection with the tank, a hollow space 7 which is swept vertically by the hot combustion gases rising along the path indicated by the arrows.
The gases come from the hearth of the boiler, the upper part of the combustion chamber of which is marked at 8; they gather in the upper volume 9 of the space delimited, par. the jacket 5 and they escape through an exhaust manifold 10.
A draft tube 11 is aligned with the axis of the tank 2 and communicates with the interior of the manifold 10.
Numerous <EMI ID = 3.1> are placed all around tank 2
<EMI ID = 4.1>
annular row of holes 13 at the lower periphery to a second annular row of holes 14 arranged in the vicinity of the upper periphery of the tank 2, the connection being effected by elbow fittings 15 and 16. Such an arrangement of the tubes 12 is an important characteristic of this boiler compared to similar conventional boilers.
We now refer to Figures 3 and 4; the boiler, identified as a whole at 20, has a tank
<EMI ID = 5.1>
heating liquid between a return line 22 and a flow line 23.
<EMI ID = 6.1>
covered with an insulating layer 25. The jacket delimits, in. connection with the tank, a hollow space 26 which is swept vertically by the fumes or combustion gases rising in the direction indicated by the arrows.
As in the previous embodiment, these gases originate from the boiler hearth, indicated diagrammatically at 27, and collect in the upper part 28 of the space
<EMI ID = 7.1>
evacuation collector 29. A draft tube 30 is aligned with the axis of the tank 21 inside the latter, and communicates with the collector 29.
The outer jacket 24 has two cylindrical sleeves
<EMI ID = 8.1>
centric 32, which are separated by a gap 33 inside which circulates a heat transfer liquid, such as water, this liquid coming from the tank 21 by means of a first radial row of fittings 34 connecting together
<EMI ID = 9.1>
A second radial row of fittings 35 connects the gap 33 to. tank 21.
<EMI ID = 10.1> <EMI ID = 11.1>
constitutes the outer wall, this space being swept by
<EMI ID = 12.1>
In this hollow space 26 are installed along vertical axes parallel to the body of the tank 21, many tubes. bypass. 36 which form a cylindrical bundle of tubes, arranged in a single row and adapted to surround the cylindrical envelope of the tank 21; this tubular bundle communicates with the tank through the holes 37 of a first annular row of holes arranged in the lower periphery and a second annular row of holes 38 arranged. at the top, these rows being located near the fittings
34 and 35.
Referring now to Figures 5 and 6, the boiler identified as a whole at 41 comprises a central tank 42 with a substantially vertical axis, this tank may have in cross section a circular, square or different shape, according to the specifications.
An external tank 43 in practice laterally surrounds the tank 42 and communicates with the latter by interconnection tubes 44 arranged both at the top and at the bottom, a liquid thus being able to circulate between the two tanks 42 and 43.
A heat exchange liquid circulates inside the tanks 42 and 43, this liquid generally being water, and being. brought, by usual connections, to a space heating installation or to a domestic hot water installation.
the tanks 42 and 43 together define a hollow annular space 45 which is, in practice, swept by the combustion fumes circulating there.
Advantageously, although it is not necessary, the tanks 42 and 43 are placed inside an external envelope 46, preferably made of a refractory and thermally insulating material, which delimits an upper exhaust opening 47 to allow combustion fumes to pass through the exhaust chimney.
An important characteristic of the invention is that the lateral surface of the inner tank 42 is <EMI ID = 13.1>
which are offset from this surface to create a preferential heating zone for the heat exchange liquid
<EMI ID = 14.1>
mique provided by the surface of the tubular elements 50 relative to the heat exchange liquid, which they contain, a strong temperature gradient is created which, in practice, increases the flow rate of the liquid, which further increases the rate of heat exchange. To further increase the latter, the internal lateral surface of the external tank 43 is also fitted with a second multiplicity of tubular elements 51 whose function is quite similar to that of the tubular elements 50.
<EMI ID = 15.1>
which are housed in the hollow annular space 45, are joined together by an annular plate or shell 60 having a double function, namely that of supplying additional quantities of heat by conduction to the tubular elements
50 and 51, and that, to serve as a radiant plate to better recover the calorific capacity of the combustion fumes.
Figures 7 to 9 show an embodiment of the invention particularly suitable for being installed in the hearth of a fireplace, and in which the boiler, identified as a whole at 61, comprises a tank 62 intended to contain a heat transfer liquid such only water.
The tank 62 has a substantially vertical axis and preferably has, although it is not necessary, a square shape, or generally polygonal in plan view, so as to be easily accommodated in the hearth of a usual chimney 63.
The same water normally used in the central heating installation circulates through the tank 62 between a return line 65 and a start line 64.
A conduit 66 passes axially through the tank 62 'and serves as a device for drawing hot fumes by forming a heat exchange element with the tank itself.
The outer surface of the tank 62 is equipped with a multiplicity of tubes 70 extending in practice from <EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
water is swept away by hot combustion fumes and quickly reaches a high temperature due to the large contact surface.
A feature of the boiler according to the invention is that lower tubes 80 are connected, at least in. part, on offset parallel tubes 70 and extending below the tank 62. '
More specifically, the lower tubes 80 are only connected to the offset tubes 70 provided on the side walls and on the rear part of the tank 62, while not touching the tubes 70 provided on the front part of the
tank 62.
The aforementioned tubes 80 are connected to each other below the tank 62 and are separated by a sufficient distance to allow these tubes to create a grid element, in fact constituting the hearth of the chimney or the support products to burn there.
Referring in more detail to a preferred embodiment, although not limiting, the lower tubes 80 of the side walls are connected to the lower tubes 80 of the opposite walls, while the lower tubes 80 of the rear part are all connected to the last of the lower tubes. connecting the tubes of the side walls together.
First of all, this arrangement has the advantage of forming a grid capable of supporting the products to be burned and, what is even more important, makes it possible to recover the residual heat from the embers, since the direct contact of the products in combustion with the heat exchange tubes 80 allow heat to pass. directly into the heat transfer liquid, instead of being discharged outside.
It will be noted that the boiler, according to the invention, by providing a set of bypass tubes, allows a high degree of heat exchange, which creates in the exchange fluid.
<EMI ID = 18.1> <EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
one to the other, and this increased flow serves to improve the heat exchange efficiency.
In the practice of the invention, the products used, provided that they are compatible with the intended application, the dimensions and the shapes may be any, so as to be best suited to the specifications.
- specific cations.
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
domestic, comprising walls delimiting a heating chamber and, inside thereof, at least one tank capable of containing a liquid to be heated and providing an intermediate space between these walls and the tank, characterized in that
<EMI ID = 24.1>
in addition, a multiplicity of tubes surrounding the tank and connecting the lower part thereof to its lower parts
in bypass relationship with them.