EP0744582A1 - Dispositif de sécurité contre le refoulement des produits de combustion dans les chauffe-bains et chaudières à gaz - Google Patents

Dispositif de sécurité contre le refoulement des produits de combustion dans les chauffe-bains et chaudières à gaz Download PDF

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EP0744582A1
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EP
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draft
safety device
combustion products
gas
orifice
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Mohamed Benabdelkarim
Fabrice Toublant
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Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Original Assignee
Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • F24H9/2042Preventing or detecting the return of combustion gases

Definitions

  • the invention relates to a safety device reacting to the discharge of combustion products in bath heaters and gas boilers and relates more specifically to a particular positioning of the temperature sensor in the device.
  • the temperature differential between low-power operation under abnormal discharge conditions and normal high-power operation must be as wide as possible to compensate for the variation in ambient temperature in summer. .
  • a main object of the present invention therefore consists of a safety device against the backflow of combustion products in bath heaters and gas boilers comprising a heat-sensitive element placed in the flow of delivery of combustion products in the draft hood of the device during insufficient draft or blockage of the smoke evacuation duct, device according to which the heat-sensitive element is positioned outside the draft hood, behind the device and at the level of a hole provided on the back side.
  • the orifice is in the extension of a central blade disposed inside the draft-cutting box directly above the smoke evacuation duct.
  • the central blade has the shape of a longitudinal cup whose concavity is turned upwards.
  • Figures 1 and 2 schematic views in vertical section, respectively from the side and from the front, of the device in normal operation.
  • FIGs 4 and 5 schematic views identical to Figures 1 and 2, showing the device in the event of abnormal operation.
  • a boiler equipped with a burner 1, a hot skirted heating body 2 surmounted by a draft-reducing unit 3 and a flue exhaust duct 4.
  • the draft hood has in known manner lateral air inlets 5 and deflectors 6 above these air inlets.
  • a central blade 7 directly above the conduit 4, which extends over the entire depth of the apparatus, up to an orifice 8 located in the extension, provided on the rear face 9 of the draft hood as illustrated in FIG. 3.
  • the central blade 7 has the shape of a longitudinal cup whose concavity is turned upwards.
  • thermosensitive element 10 or sensor is mounted behind the boiler and outside the draft hood, at the orifice 8.
  • FIGS 1 and 2 show the boiler in normal operation.
  • the combustion products follow a path materialized by the arrows 11, between the heating body 2 and the exhaust duct 4, while a natural draft of fresh air is established in particular behind the appliance and enters inside by the orifice 8 as shown by the arrows 12.
  • the thermo-element is outside the thermal radiation emitted by the draft-reducing unit 3. It is also found in a large flow of fresh air thanks to which it is kept at a temperature very close to room temperature.
  • the natural draft behind the appliance is particularly due to the fact that the top of the boiler is hotter than the bottom.
  • the heat-sensitive element 10 is located at the level of the central vane 7 enables it to be in an overpressure zone relative to the housing of the draft hood in normal operation.
  • the central vane is an obstacle to the flow of fumes which bypass it then are sucked through the duct 4.
  • the relative acceleration of these fumes above the dawn creates a depression in the center of it. ci, in its hollow part, which means that the internal zone of the draft hood close to the orifice 8 is in depression relative to the outside of the rear face 9, that is to say relative to in the zone where the thermosensitive element is located 10.
  • the safety margin in relation to variations in ambient temperature is notably increased, which makes it possible to avoid untimely tripping of the device.
  • thermosensitive element thus placed behind the draft hood, can quickly put the boiler in safety, whatever the power adjusted between a minimum power and a maximum power. This avoids the use of two sensors or a single sensor but at two cut-off levels.

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Abstract

L'élément thermosensible (10) réagissant au refoulement des produits de combustion au coupe-tirage de l'appareil, lors d'un tirage insuffisant ou d'un bouchage du conduit (4) d'évacuation des fumées, est positionné en dehors du boîtier coupe-tirage (3), derrière l'appareil, et au niveau d'un orifice (8) prévu sur la face arrière. Application aux chauffe-bains et chaudières à gaz. <IMAGE>

Description

  • L'invention se rapporte à un dispositif de sécurité réagissant au refoulement des produits de combustion dans les chauffe-bains et chaudières à gaz et porte plus précisément sur un positionnement particulier du capteur de température dans l'appareil.
  • Il est bien connu d'utiliser des dispositifs de sécurité qui réagissent, par exemple quand le tirage thermique dans l'appareil est accidentellement ou momentanément insuffisant, pour le mettre à l'arrêt. Pour cela il est habituel de placer un élément thermosensible, par exemple un bulbe ou un interrupteur, à un endroit du coupe-tirage où il sera susceptible d'être atteint par un flux de fumées refoulées. Quand le fonctionnement est normal le capteur est dans un flux d'air frais et n'agit pas. Par contre en cas de fonctionnement anormal lors du bouchage du conduit d'évacuation, il se trouve soumis à un flux de produits de combustion à température plus élevée.
  • Pour que le système fonctionne sans disjonction intempestive, il faut que le différentiel de température entre un fonctionnement à petite puissance dans des conditions anormales de refoulement et un fonctionnement normal à grande puissance, soit le plus large possible pour compenser la variation de température ambiante en été.
  • Or jusqu'à présent l'élément thermosensible était placé sur l'aube droite ou l'aube gauche du coupe-tirage, et soumis de ce fait au rayonnement thermique du boîtier de ce coupe-tirage qui le portait à des températures proches de celles des produits de combustion lors d'un refoulement à petite puissance. En été, avec des températures ambiantes de l'ordre de 30°C, ces systèmes se mettent intempestivement en sécurité.
  • Pour pallier à cet inconvénient, la Demanderesse a mis au point un dispositif particulier, utilisant toujours un capteur de température apte à déceler les surchauffes intempestives, mais placé dans une position très particulière mettant à profit le tirage naturel d'air frais dans l'appareil.
  • Un objet principal de la présente invention consiste donc en un dispositif de sécurité contre le refoulement des produits de combustion dans les chauffe-bains et chaudières à gaz comportant un élément thermosensible placé dans le flux de refoulement des produits de combustion au coupe-tirage de l'appareil lors d'un tirage insuffisant ou d'un bouchage du conduit d'évacuation des fumées, dispositif selon lequel l'élément thermosensible est positionné en dehors du boîtier coupe-tirage, derrière l'appareil et au niveau d'un orifice prévu sur la face arrière.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'orifice se trouve dans le prolongement d'une aube centrale disposée à l'intérieur du boîtier coupe-tirage à l'aplomb du conduit d'évacuation des fumées.
  • Avantageusement, l'aube centrale a la forme d'une coupelle longitudinale dont la concavité est tournée vers le haut.
  • Les caractéristiques particulères et avantages de l'invention seront perçus à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation dans lequel on se réfère aux dessins annexés qui représentent :
  • Figures 1 et 2 des vues schématiques en coupe verticale, respectivement de côté et de face, de l'appareil en fonctionnement normal.
  • Figure 3 une vue partielle en perspective de la partie centrale du boîtier coupe-tirage.
  • Figures 4 et 5 des vues schématiques identiques aux figures 1 et 2, montrant l'appareil en cas de fonctionnement anormal.
  • On a représenté partiellement aux figures 1 et 2, une chaudière équipée d'un brûleur 1, d'un corps de chauffe à jupe chaude 2 surmonté d'un boîtier coupe-tirage 3 et d'un conduit 4 d'évacuation des fumées. Le boîtier coupe-tirage dispose de façon connue d'entrées d'air latérales 5 et de déflecteurs 6 au-dessus de ces entrées d'air. Il y a également dans le boîtier, une aube centrale 7 à l'aplomb du conduit 4, qui s'étend sur toute la profondeur de l'appareil, jusqu'à un orifice 8 situé dans le prolongement, prévu sur la face arrière 9 du boîtier coupe-tirage comme l'illustre la figure 3. L'aube centrale 7 a la forme d'une coupelle longitudinale dont la concavité est tournée vers le haut.
  • L'élément thermosensible 10 ou capteur est monté en arrière de la chaudière et en dehors du boîtier coupe-tirage, au niveau de l'orifice 8.
  • On voit aux figures 1 et 2 la chaudière en fonctionnement normal. Dans ce cas les produits de combustion suivent un cheminement matérialisé par les flèches 11, entre le corps de chauffe 2 et le conduit d'évacuation 4, tandis qu'un tirage naturel d'air frais s'établit notamment derrière l'appareil et pénètre à l'intérieur par l'orifice 8 comme le montrent les flèches 12. Ainsi positionné, le thermo-élément est en dehors du rayonnement thermique émis par le boîtier coupe-tirage 3. Il se trouve aussi dans un flux d'air frais important grâce auquel il est maintenu à une température très proche de la température ambiante. Le tirage naturel derrière l'appareil est dû particulièrement au fait que le haut de la chaudière est plus chaud que le bas. En outre le fait que l'élément thermosensible 10 se trouve au niveau de l'aube centrale 7 lui permet d'être dans une zone de surpression par rapport au boîtier du coupe-tirage en fonctionnement normal. En effet en tirage naturel, l'aube centrale est un obstacle au flux des fumées qui la contournent puis sont aspirées par le conduit 4. L'accélération relative de ces fumées au-dessus de l'aube crée une dépression au centre de celle-ci, dans sa partie creuse, ce qui fait que la zone interne du boîtier coupe-tirage à proximité de l'orifice 8 est en dépression par rapport à l'extérieur de la face arrière 9, c'est-à-dire par rapport à la zone où se trouve l'élément thermosensible 10. Il n'y a donc aucun risque que les produits de combustion s'échappent par l'orifice et aillent réchauffer ledit capteur.
  • Dans le cas illustré aux figures 4 et 5, d'un refoulement, d'un tirage insuffisant ou d'un bouchage du conduit 4, le boîtier 3 du coupe-tirage se trouve en surpression par rapport à l'élément thermosensible 10. Un flux de fumées chaudes va donc s'échapper par l'orifice 8 comme le montrent les flèches 11. La mise en sécurité de l'appareil se fait alors par l'ouverture du contact du capteur dès que la température de celui-ci a dépassé un seuil prédéterminé.
  • Grâce à cette position particulière de l'élément thermosensible, la marge de sécurité par rapport aux variations de température ambiante est notablement augmentée ce qui permet d'éviter les disjonctions intempestives de l'appareil.
  • L'élément thermosensible ainsi placé derrière le coupe-tirage, peut mettre rapidement la chaudière en sécurité, quelle que soit la puissance ajustée entre une puissance minimum et une puissance maximum. Cela évite l'emploi de deux capteurs ou d'un seul capteur mais à deux niveaux de coupure.

Claims (3)

  1. Dispositif de sécurité contre le refoulement des produits de combustion dans les chauffe-bains et chaudières à gaz comportant un élément thermosensible placé dans le flux de refoulement des produits de combustion au coupe-tirage de l'appareil lors d'un tirage insuffisant ou d'un bouchage du conduit d'évacuation des fumées, caractérisé en ce que l'élément thermosensible (10) est positionné en dehors du boîtier coupe-tirage (3), derrière l'appareil et au niveau d'un orifice (8) prévu sur la face arrière (9).
  2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (8) se trouve dans le prolongement d'une aube centrale (7) disposée à l'intérieur du boîtier coupe-tirage (3) à l'aplomb du conduit (4) d'évacuation des fumées.
  3. Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aube centrale (7) a la forme d'une coupelle longitudinale dont la concavité est tounée vers le haut.
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