FR2504659A1 - Security valve for gas heater combustion chamber - has vented sealed box equalising pressure on chamber flexible wall - Google Patents

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Abstract

The water heater has a cylindrical layer of water tubes (9) arranged concentrically around the gas burner (6) with a supple exterior shell (1) enveloping the water tubes and exiting on a chimney (8) that collects and evacuates combustion products. The supple shell is enclosed in a sealed box with a volume to carry a pressure equaliser and to recycle the combustion products. The pressure equaliser is a small orifice (23) that communicates the tubular air intake (21) and the intermediate chamber (14) delimited by the supple shell and by the sealed box (12,16).

Description

L'invention se rapporte aux chaudières domestiques de chauffage central à eau chaude chauffées par le gaz et concerne plus pré cri sèment un dispositif de sécurité pour chambre de combustion à paroi souple.The invention relates to domestic hot water central heating boilers heated by gas and more specifically relates to a safety device for a combustion chamber with a flexible wall.

La chambre de combustion renferme un brûleur à air soufflé dont les gaz sont émis radialement et traversent une nappe cylindrique de tubes d'eau avec lesquels s'effectuent les échanges thermiques.The combustion chamber contains a blown air burner, the gases of which are emitted radially and pass through a cylindrical sheet of water tubes with which the heat exchanges take place.

Les tubes sont évidemment dimensionnés et disposés de façon à obtenir un écoulement laminaire des gaz, et des surfaces d'échange importantes avec eux. Ces tubes sont eux-mêmes logés dans une chambre étanche constituée d'une coquille dont la partie superieure communique avec un conduit d'évacuation. Les produits de combustion sont donc recueillis par cette coquille qui forme une enveloppe autour de la chambre de combustion.The tubes are obviously dimensioned and arranged so as to obtain a laminar flow of gases, and large exchange surfaces with them. These tubes are themselves housed in a sealed chamber consisting of a shell, the upper part of which communicates with a discharge duct. The combustion products are therefore collected by this shell which forms an envelope around the combustion chamber.

Cette coquille peut être realisée en une matière souple ou semi-rigide légère du geinre toile caoutchoutee ou feuille plastique qui, -en empêchant la réflexion des ondes de pression sonores issues des phénomènes thermodynamiques lies aux gradients thermiques élevés provenant delta combustion- évite la formation et l'entretien d'oscillations sonores.This shell can be made of a flexible or semi-rigid light material such as rubber canvas or plastic sheet which, by preventing the reflection of sound pressure waves originating from thermodynamic phenomena linked to high thermal gradients from delta combustion, avoids the formation and maintenance of sound oscillations.

Mais cette paroi souple, bien que présentant des caractéristiques d'étanchéité et de tenue en température au moins équivalentes aux matériaux solides comme les toiles métalliques, peut si elle n'est pas protégée subir des chocs et des avaries allant même jusqu'au perçage par exemple au moment de l'installation de l'appareil, si bien que les produits de combustion risqueraient de se répandre dans le local avec les risques que cela comporte.However, this flexible wall, although having sealing and temperature resistance characteristics at least equivalent to solid materials such as wire cloth, may if it is not protected, be subjected to shocks and damage even going as far as drilling by example when installing the appliance, so that the products of combustion could spread in the room with the risks that this entails.

Pour eviter cet inconvénient sur le plan de la securité, l'invention a pour objet un boîtier étanche qui s'adapte autour de la paroi souple formant la chambre de combustion et qui permet d'éviter que les produits de combustion ne se répandent dans le local en cas d'altération ou de déchirure de ladite paroi souple.To avoid this drawback in terms of safety, the invention relates to a sealed housing which fits around the flexible wall forming the combustion chamber and which makes it possible to prevent the combustion products from spreading in the local in case of deterioration or tearing of said flexible wall.

Suivant l'invention, la coquille à paroi souple est enfermée dans un boîtier étanche de forme générale psrallelepipedique et de volume suffisant comportant un moyen pour égaliser les pressions de part et d'autre de ladite coquille et pour recycler les produits de combustion en cas de déchirure de la paroi souple.According to the invention, the flexible-walled shell is enclosed in a generally psrallelepipedic sealed enclosure of sufficient volume comprising means for equalizing the pressures on either side of said shell and for recycling the combustion products in the event of tearing of the flexible wall.

D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation en référence aux dessins annexés qui représentent - figure 1 : une vue schématique en coupe d'une chambre de
combustion munie du boîtier de sécurité.Other particular characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings which represent - Figure 1: a schematic sectional view of a
combustion fitted with safety box.

- figure 2 : une vue en coupe suivant la ligne AA de la figure 1.- Figure 2: a sectional view along line AA of Figure 1.

- figure 3 : une vue de côté en coupe transversale de la figure 1.- Figure 3: a side view in cross section of Figure 1.

La figure 1 montre une chambre de combustion délimitée par une coquille cylindrique 1 réalisée en une matière souple ou semirigide montée sur un socle inférieur 2 percé d'orifices appropriés pour le pass-age des conduits 3 et 4 d'arrivée et de depart d'eau, ainsi que de la tubulure 5 d'admission du melange gazeux au brûleur radial 6 au centre de la chambre de combustion. La coquille cylindrique 1 supportée par une armature non représentée est en outre coiffée d'un capot 7 percé d'un orifice 8 d'évacuation des produits de combustion.FIG. 1 shows a combustion chamber delimited by a cylindrical shell 1 made of a flexible or semi-rigid material mounted on a lower base 2 pierced with orifices suitable for the passage of the conduits 3 and 4 of arrival and departure from water, as well as the manifold 5 for admitting the gas mixture to the radial burner 6 at the center of the combustion chamber. The cylindrical shell 1 supported by a frame not shown is further capped with a cover 7 pierced with an orifice 8 for evacuating the combustion products.

A l'intérieur de la coquille sont disposés verticalement les tubes d'eau 9 qui forment une nappe cylindrique tout autour du brûleur 6, leur forme et leur espacement étant détermines pour présenter des surfaces d'échange importantes avec les gaz de combustion. L'eau circule dans les tubes de la nappe à partir d'un anneau répartiteur inferieur 10 vers un anneau répartiteur supérieur 11 et inversement, grâce à un jeu de chicanes non représentées localisées dans les anneaux.Inside the shell are arranged vertically the water tubes 9 which form a cylindrical sheet all around the burner 6, their shape and their spacing being determined to present large exchange surfaces with the combustion gases. Water circulates in the tubes of the sheet from a lower distributor ring 10 to an upper distributor ring 11 and vice versa, thanks to a set of baffles not shown located in the rings.

Un boîtier 12 qui pourrait être cylindrique mais que l'on préfère de forme générale parallélépipédique pour diminuer l'encombrement de l'appareil est fixé directement sur le dosseret 13 de l'appareil (figures 2 et 3) et entoure la coquille 1 de façon à former autour d'elle une chambre intermédiaire étanche 14. Le fond dudit boîtier sert de support a l'ensemble : coquille 1, nappe de tubes d'eau 9 et brûleur radial 6. Un tube 15 d'amenée d'air au brûleur 6 est monté dans la chambre intermédiaire 14 parallèlement à l'axe de la coquille 1. Les côtés du boîtier 12 sont munis de renforts 30 qui rigidifient la tôle, et l'empêchent de vibrer en particulier au demarrage de la combustion et au cours de toute perturbation éventuelle de la combustion.A housing 12 which could be cylindrical but which is generally of rectangular shape to reduce the size of the device is fixed directly to the backrest 13 of the device (Figures 2 and 3) and surrounds the shell 1 so forming around it a sealed intermediate chamber 14. The bottom of said housing serves as a support for the assembly: shell 1, sheet of water tubes 9 and radial burner 6. A tube 15 for supplying air to the burner 6 is mounted in the intermediate chamber 14 parallel to the axis of the shell 1. The sides of the housing 12 are provided with reinforcements 30 which stiffen the sheet, and prevent it from vibrating in particular at the start of combustion and during any possible combustion disturbance.

Le boîtier 12 est coiffe d'un touvercle 16 sur lequel est fixé une unique boite de distribution ou boite à air 7 qui a une forme oblongue plate (figure 2) et qui s'emboite à la foins sur la bordure supérieure du capot 7 de la coquille 1, mais aussi sur le bord supérieur du tube 15. Un ressort de compression 18, disposé entre la face inférieure 19 de la boite à air 17 et le capot 7, maintient ledit capot en appui sur la coquille 1.The housing 12 is capped with a cover 16 on which is fixed a single distribution box or air box 7 which has a flat oblong shape (FIG. 2) and which fits into the hay on the upper edge of the cover 7 of the shell 1, but also on the upper edge of the tube 15. A compression spring 18, disposed between the underside 19 of the air box 17 and the cover 7, keeps said cover in abutment on the shell 1.

Le boitier 12 et son couvercle 16 forment avec la coquille 1, la nappe de tubes d'eau 9, le brûleur 6 et le tube 15, un bloc rigide. Cette adaptation du couvercle 16 muni de la boîte a air 17 se fait évidemment de façon étanche grâce à des joints d'étanchéité. The housing 12 and its cover 16 form with the shell 1, the sheet of water tubes 9, the burner 6 and the tube 15, a rigid block. This adaptation of the cover 16 provided with the air box 17 is obviously done in a sealed manner thanks to seals.

Le couvercle 16 du boîtier 12 est percé d'un orifice 20, au droit de l'orifice 8 du capot 7, sur lequel vient s'adapter de manière étanche la tubulure 21 d'admission d'air frais. Coaxialement à t'intérieur de celle-ci, est disposee de façon connue une autre tubulure 22 de plus faible diamètre pour l'évacuation des gaz brûlés. Cette tubulure 22 se prolonge à l'intérieur de la boite à air 17 et s'emboîte dans l'orifice 8 du capot 7 de façon à raccorder directement la chambre de combustion avec l'ex térieur. L'air est donc admis dans la boite à air 17 par l'espace annulaire entre l'orifice 20 et la tubulure d'évacuation des gaz brûlés 22, et pénètre dans le tube 15.The cover 16 of the housing 12 is pierced with an orifice 20, in line with the orifice 8 of the cover 7, on which the air intake manifold 21 is fitted in leaktight manner. Coaxially inside the latter, is arranged in known manner another tube 22 of smaller diameter for the evacuation of the burnt gases. This tube 22 extends inside the air box 17 and fits into the orifice 8 of the cover 7 so as to directly connect the combustion chamber with the exterior. Air is therefore admitted into the air box 17 through the annular space between the orifice 20 and the exhaust gas discharge pipe 22, and enters the tube 15.

La face inférieure 19 de la boite à air 17 comporte un petit orifice 23 qui met en communication l'intérieur de la boite à air c' est-à-dire la tubulure 21 d'admission d'air avec la chambre intermédiaire 14. Cet orifice a une double fonction de sécurite. Tout d'abord, en cas de refoulement des produits de combustion dans la tubulure 22 du par exemple à un vent violent, l'orifice 23 permet d'egaliser les pressions entre la chambre de combustion à l'intérieur de la coquille souple 1 et la chambre intermédiaire 14 de façon à éviter que ladite coquille souple ne se gonfle trop et éclate. De plus si pour une raison quelconque la coquille souple 1 est percée, les produits de combustion se répandent dans la chambre intermédiaire 14 et sont ensuite aspires dans le tube 15 par l'intermédiaire de l'orifice 23 avant d'être recyclés vers le brûleur 6, ce qui provoque le decollement des flammes, leur extinction et la mise en sécurité de l'appareil.The underside 19 of the air box 17 has a small orifice 23 which communicates the interior of the air box, that is to say the air intake manifold 21 with the intermediate chamber 14. This orifice has a double security function. First of all, in the event of the combustion products being pushed back into the pipe 22 due, for example, to a strong wind, the orifice 23 makes it possible to equalize the pressures between the combustion chamber inside the flexible shell 1 and the intermediate chamber 14 so as to prevent said flexible shell from swelling too much and bursting. In addition if for any reason the flexible shell 1 is pierced, the combustion products spread in the intermediate chamber 14 and are then sucked into the tube 15 via the orifice 23 before being recycled to the burner 6, which causes the detachment of the flames, their extinction and the safety of the device.

Par ailleurs, le boitier 12 forme autour de la chambre de combustion une enceinte étanche qui a un volume suffisant pour permettre à la coquille souple 1 de se dilater en particulier au moment de la mise en route de l'appareil et de jouer par consequent son rôle d'amortisseur d'oscillations sonores ou d'absorbeur d'oscillattions
L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation représenté mais en englobe aussi toutes les variantes constructives. Furthermore, the box 12 forms around the combustion chamber a sealed enclosure which has a sufficient volume to allow the flexible shell 1 to expand in particular when the appliance is started up and consequently play its role of sound oscillation absorber or oscillation absorber
The invention is not limited to the embodiment shown but also encompasses all the constructive variants thereof.

Claims (9)

Revendications.Claims. 1. Dispositif de sécurité pour chambre de combustion comportant1. Safety device for combustion chamber comprising une nappe cylindrique de tubes d'eau disposée concentriquement a cylindrical sheet of water tubes arranged concentrically à un brûleur à air soufflé et une coquille extérieure souple with a supply air burner and a flexible outer shell enveloppant les tubes d'eau et débouchant sur une cheminée enveloping the water tubes and opening onto a chimney pour le recueil et l'évacuation des produits de combustion for collecting and evacuating combustion products caractérisé en ce que la coquille souple (1) est enfermée characterized in that the flexible shell (1) is enclosed dans un boitier étanche (12 - 16) de volume suffisant pouvant in a waterproof case (12 - 16) of sufficient volume that can comporter un moyen pour égaliser les pressions de part et include a means to equalize the pressures on the part and d'autre de ladite coquille et pour recycler les produits de on the other side of said shell and to recycle the products of combustion. combustion. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le2. Device according to claim 1 characterized in that the moyen est constitué par au moins un petit orifice (23) mettant means is constituted by at least one small orifice (23) putting en communication la tubulure d'admission d'air (21) avec la in communication with the air intake manifold (21) with the chambre intermédiaire (14) délimitee par la coquille souple intermediate chamber (14) delimited by the flexible shell (1) et le boltier (12-16). (1) and the boltier (12-16). 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que3. Device according to claim 1 characterized in that le boite etanche (12 - 16) est de forme générale parallélé-  the waterproof box (12 - 16) is generally parallel in shape pipedique ou cylindrique. piped or cylindrical. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que4. Device according to claim 1 characterized in that le boitier étanche (12 - 16) fixe directement sur le dosseret (13) the waterproof case (12 - 16) fixed directly on the backsplash (13) de l'appareil sert également de support à l'ensemble de la of the device also serves as a support for the entire chambre de combustion. combustion chamber. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la5. Device according to claim 1 characterized in that the chambre intermédiaire (14) délimitée par la coquille souple (1) intermediate chamber (14) delimited by the flexible shell (1) et le boîtier (12 - 16) est traversée par un tube (15) d'admission and the housing (12 - 16) is crossed by an intake tube (15) d'air au brûleur radial (6), s'étendant parallelement à la air to the radial burner (6), extending parallel to the chambre de combustion. combustion chamber. 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le6. Device according to claim 1 characterized in that the boitier étanche comporte un couvercle (16)sous lequel est-prévu waterproof case has a cover (16) under which is provided une boite à air (17) traversée par la tubulure (22) d'évacuation an air box (17) through which the evacuation pipe (22) passes des produits de combustion.  combustion products. 7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la7. Device according to claim 5 characterized in that the boite à air (17) s'emboîte à la fois sur le capot (7) de la air box (17) fits at the same time on the cover (7) of the coquille souple et sur le bord supérieur du tube (15). flexible shell and on the upper edge of the tube (15). 8. Dispositif selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce8. Device according to claims 5 and 6 characterized in that qu'un ressort de compression (18), intercalé entre la face a compression spring (18), inserted between the face inférieure (19) de la boite à air (17) et le capot (7), lower (19) of the air box (17) and the cover (7), maintient ledit capot en appui sur la coquille souple (1). maintains said cover in abutment on the flexible shell (1). 9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les9. Device according to claim 1 characterized in that the côtés du boîtier (12) comportent des renforts (30) pour ri sides of the housing (12) have reinforcements (30) for ri gidifier la tôle.  gidify the sheet.
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