FR2760522A1

FR2760522A1 - Heater designed for mounting on outlet flue from boiler or fireplace

Info

Publication number: FR2760522A1
Application number: FR9702773A
Authority: FR
Inventors: Conte Dominique Le
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 1998-09-11
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: IE980157A1; FR2760522B1

Abstract

The heater, designed to recuperate heat from an outlet flue, consists of at least one reservoir (11) for a heat carrying agent, e.g. water, has at least one channel (23) connecting an inlet (6) and an outlet (7) and lying parallel to their axes. The axial channel (23) is of variable diameter, having a curved portion (27) of greater diameter at its inlet end, and the reservoir (11) can be located inside an outer envelope (2) which also carries the smoke between the inlet and outlet ends, is joined to the reservoir by supports (12), and has inlet (21) and outlet (22) pipes for the heat carrying agent passing through it.

Description

La présente invention concerne une chaudière destinée à être montee sur un conduit d'évacuation de fumées de combustion. La chaudière selon l'invention est notamment destinée à être montée sur le conduit d'évacuation d'une cheminée ou d'un four, par exemple. The present invention relates to a boiler intended to be mounted on a flue evacuation pipe. The boiler according to the invention is in particular intended to be mounted on the exhaust duct of a chimney or an oven, for example.

Les chaudières qui sont destinées à être montées sur un conduit d'évacuation de fumées de combustion sont délimitées par une enveloppe comportant dans sa partie basse, une entrée pour l'admission desdites fumées et, dans sa partie haute, une sortie qui est raccordée à une cheminée pour le rejet à l'air libre desdites filnlees (es chaudières comportent également des moyens prévus pour assurcr l'échange thermique entre de l'eau en circulation dans ladite enveloppe et lesdites filmees
Ces moyens d'échange sont par exemple constitués d'un serpentin dolll les spires sont centrées sur l'axe de symétrie de l'enveloppe passant par ladite entree et ladite sortie. Ledit serpentin est raccordé à une entrée et à une sortie d'eau Quant aux fumées de combustion, elles sont aspirées dans ladite enveloppe vers le haut, du tait de la différence de pression entre ladite entrée et ladite sortie. On pourra se reporter au document de brevet français FR-A-2 514 475 pour la description détaillée de tels moyens d'échange.The boilers which are intended to be mounted on a flue evacuation pipe are delimited by an envelope comprising in its lower part, an inlet for the admission of said fumes and, in its upper part, an outlet which is connected to a chimney for the rejection in the open air of said filnlees (the boilers also comprise means provided for ensuring the heat exchange between water circulating in said envelope and said films
These exchange means consist, for example, of a dolll coil the turns are centered on the axis of symmetry of the envelope passing through said inlet and said outlet. Said coil is connected to a water inlet and outlet. As for the combustion fumes, they are drawn up into said casing, due to the difference in pressure between said inlet and said outlet. Reference may be made to French patent document FR-A-2 514 475 for the detailed description of such exchange means.

Un inconvénient majeur des chaudières comportant des moyens d'echange du type précité réside dans l'encombrement et la masse importante desdits moyens. A major drawback of boilers comprising exchange means of the aforementioned type lies in the size and the large mass of said means.

lesquels engendrent un coût de fabrication et de montage élevé.which generate a high manufacturing and assembly cost.

Le but de la présente invention est de proposer une chaudière destince a étre reliée par une entrée à une source de chaleur pouvant produire des ft,mees de combustion, et comportant une sortie pour l'évacuation desdites fiimees, ladite chaudière comportant au moins un réservoir prévu pour recevoir un fluide caloporteur, tel que de l'eau, qui permette de remédier à l'inconvénient précite
A cet effet, une chaudière selon l'invention est telle que ledit ou I'un au moins desdits réservoirs est pourvu d'au moins un canal le traversant de part en part et communiquant avec ladite entrée et ladite sortie pour les fumées, la direction dudit ou de chaque canal étant parallèle à l'axe joignant ladite entrée et ladite sortie
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit ou chaque canal est limité sur sa longueur par une paroi fermée, de telle manière qu'il communique avec ladite entree et ladite sortie pour les fumées par deux ouvertures, chaque ouverture étant formée dans la partie du réservoir correspondant qui est située en regard de ladite entrée ou de ladite sortie
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit ou l'un au moins desdits réservoirs comporte dans sa partie médiane un seul canal, ou canal médian, lequel est centré sur l'axe joignant ladite entrée et ladite sortie pour les fumées.The object of the present invention is to provide a boiler intended to be connected by an inlet to a heat source capable of producing combustion gases, and comprising an outlet for the evacuation of said files, said boiler comprising at least one tank. designed to receive a heat transfer fluid, such as water, which overcomes the aforementioned drawback
To this end, a boiler according to the invention is such that said or at least one of said tanks is provided with at least one channel passing right through and communicating with said inlet and said outlet for smoke, the direction of said or each channel being parallel to the axis joining said inlet and said outlet
According to another characteristic of the invention, said or each channel is limited along its length by a closed wall, in such a way that it communicates with said inlet and said outlet for flue gases by two openings, each opening being formed in the part of the corresponding tank which is located opposite said inlet or said outlet
According to another characteristic of the invention, said or at least one of said tanks comprises in its median part a single channel, or median channel, which is centered on the axis joining said inlet and said outlet for flue gases.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit canal médian présente une section de passage maximale en son extrémité en regard de ladite entrée pour les fumées. According to another characteristic of the invention, said median channel has a maximum passage section at its end opposite said inlet for the flue gases.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi du canal médian présente, d'une part, une forme sensiblement tronconique convergente à partir de son extrémité en regard de ladite entrée et en direction de ladite sortie et, d'autre part une forme cylindrique à proximité de son extrémité en regard de ladite sortie
Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi dudit canal median présente, à partir de ladite extrémité en regard de ladite entrée, une courbure rentrante, de telle sorte que la pente de ladite paroi décroît en direction de ladite sortie.According to another characteristic of the invention, the wall of the median canal has, on the one hand, a substantially frustoconical shape converging from its end opposite said inlet and towards said outlet and, on the other hand, a shape cylindrical near its end opposite said outlet
According to another characteristic of the invention, the wall of said median channel has, from said end opposite said inlet, a reentrant curvature, so that the slope of said wall decreases in the direction of said outlet.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres. The features of the invention mentioned above, as well as others.

apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints. parmi lesquels:
la Fig. I est une vue en coupe longitudinale d'une chaudière selon l'invention qui est raccordée à des moyens de chauffage par combustion et à des moyens d'évacuation des fumées produites par ladite combustion, et
la Fig. 2 est une vue en coupe transversale de ladite chaudière selon le plan ll-ll de la Fig I
La chaudière I représentée à la Fig. I est délimitée par une enveloppe 7. par exemple de forme cylindrique. Celle-ci est destinée à être montée par à partie inférieure sur un conduit d'évacuation 3 de fumées de combustion produites par un four ou un foyer de cheminée 4, par exemple. De plus, I'enveloppe 2 est raccordée par sa partie supérieure à une cheminée 5 prévue pour rejeter à l'air libre lesdites fimlees
L'enveloppe 2 comporte une entrée 6 pour l'admission des fumées provenant du conduit d'evacuation 3, et une sortie 7 pour I'échappeinent desdites tunlces en direction de la cheminée 5 Dans cet exemple de réalisation, I'enveloppe 2 prescrite un rétrécissement de sa section en ses parties inférieure et supérieure, de telle sorte qu'elle définit un epaulement 8, 9 en chacune d'entre elles On appellera paroi laterale
10 de l'enveloppe 2 la partie de celle-ci qui relie lesdits épaulements 8 et 9 entre eux
Un réservoir I I destiné a contenir un fluide caloporteur I la, tel que de I'eau, est monté de manière centrée à l'intérieur de l'enveloppe 2, par l'intermédiaire de moyens de support 12. Les dimensions du réservoir 11 sont telles qu'il définit à l'intérieur de l'enveloppe 2 un espace annulaire 13 entre la paroi latérale 10 de l'enveloppe 2 et la paroi 14 du réservoir 11 en regard. De plus, les extrémités inférieure et supérieure 15 et 16 du réservoir 11 définissent respectivement des espaces transversaux circulaires 17 et 1 8 avec les épaulements 8 et 9 en regard de l'enveloppe 2.Will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the accompanying drawings. among which:
Fig. I is a view in longitudinal section of a boiler according to the invention which is connected to combustion heating means and to means for discharging the fumes produced by said combustion, and
Fig. 2 is a cross-sectional view of said boiler according to the plane II-II of FIG.
The boiler I shown in FIG. I is delimited by an envelope 7. for example of cylindrical shape. This is intended to be mounted at the bottom on an exhaust pipe 3 for combustion fumes produced by an oven or a chimney hearth 4, for example. In addition, the envelope 2 is connected by its upper part to a chimney 5 provided for discharging said films into the open air.
The envelope 2 has an inlet 6 for the admission of smoke from the exhaust duct 3, and an outlet 7 for the exhaust of said tunnels in the direction of the chimney 5 In this embodiment, the envelope 2 prescribes a narrowing of its section in its lower and upper parts, so that it defines a shoulder 8, 9 in each of them We will call side wall
10 of the envelope 2 the part thereof connecting said shoulders 8 and 9 to each other
A tank II intended to contain a heat transfer fluid I a, such as water, is mounted centrally inside the casing 2, by means of support means 12. The dimensions of the tank 11 are as it defines inside the envelope 2 an annular space 13 between the side wall 10 of the envelope 2 and the wall 14 of the reservoir 11 opposite. In addition, the lower and upper ends 15 and 16 of the reservoir 11 respectively define circular transverse spaces 17 and 18 with the shoulders 8 and 9 facing the casing 2.

Dans l'exemple de la Fig 1, I'espace annulaire 13 présente une section de passage sensiblement constante. In the example of FIG. 1, the annular space 13 has a substantially constant passage section.

Chaque moyen de support 12 est par exemple constitué d'un tube qui est monté, en l'une de ses extrémités 19, sur l'une des extrémités 15 ou 16 du réservoir Il et, en son autre extrémité 20, sur la face interne de l'épaulement 8 ou 9 en regard de ladite extrémité 15 ou 16 du réservoir Il. Each support means 12 is for example constituted by a tube which is mounted, at one of its ends 19, on one of the ends 15 or 16 of the reservoir II and, at its other end 20, on the internal face of the shoulder 8 or 9 opposite said end 15 or 16 of the tank II.

Le réservoir Il est pourvu sur sa paroi latérale 14 d'un conduit d'entrée 2 1 et d'un conduit de sortie 22 qui traversent la paroi latérale 10 de l'enveloppe 2, de telle manière que lesdits conduits 21 et 22 soient respectivement situés près des extrémités basse et haute 1 5 et 16 dudit réservoir 11. Des moyens (non représentés) sont prévus en aval du conduit de sortie 22, par exemple, de manière à permettre la circulation d'eau dans le réservoir 11. The reservoir It is provided on its side wall 14 with an inlet duct 2 1 and an outlet duct 22 which pass through the side wall 10 of the casing 2, so that said ducts 21 and 22 are respectively located near the lower and upper ends 1 5 and 16 of said tank 11. Means (not shown) are provided downstream of the outlet conduit 22, for example, so as to allow the circulation of water in the tank 11.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le réservoir Il présente dans sa partie médiane un canal 23 qui le traverse de part en part, dans l'axe de l'entrée 6 et de la sortie 7 de l'enveloppe 2 Comme on peut le voir à la Fig I. le canal médian 23 communique avec lesdits canaux transversaux 17 et 18
Avantageusement, la section de passage du canal médian 23 est minimale à l'extrémité haute 16 du réservoir 11
Dans cet exemple de réalisation, la section de passage du canal médian 23 est sensiblement égale à la section de passage de l'entrée 6 de la chaudière 1. à l'extrémité basse 15 du réservoir 11 De plus, la section de passage du canal 23 décroît d'une manière continue en direction de l'extrémité haute 16 dudit réservoir Il, et ce sur une longueur réduite dudit canal 23 Le canal 23 présente ensuite une section de passage sensiblement constante jusqu'à ladite extrémité haute 16 Par conséquent, la section de passage du canal médian 23 est maximale à l'extrémité basse du réservoir I I
On appellera respectivement partie inférieure 24 et partie supérieure 25 du canal médian 23 lesdites parties de section décroissante et sensiblement constante
Comme on peut le voir dans l'exemple de la Fig 2, le réservoir Il est délimité exterieurement par une surface cylindrique correspondant à sa paroi latérale 14. According to an essential characteristic of the invention, the reservoir It has in its central part a channel 23 which passes right through it, in the axis of the inlet 6 and the outlet 7 of the envelope 2 As can be see it in Fig I. the median channel 23 communicates with said transverse channels 17 and 18
Advantageously, the passage section of the median channel 23 is minimal at the upper end 16 of the reservoir 11
In this exemplary embodiment, the passage section of the middle channel 23 is substantially equal to the passage section of the inlet 6 of the boiler 1. at the lower end 15 of the tank 11 In addition, the passage section of the channel 23 decreases continuously towards the upper end 16 of said reservoir II, and this over a reduced length of said channel 23 The channel 23 then has a substantially constant passage section up to said upper end 16 Consequently, the passage section of the median channel 23 is maximum at the lower end of the reservoir II
The lower part 24 and upper part 25 of the middle channel 23 will respectively be called said parts of decreasing and substantially constant section.
As can be seen in the example in FIG. 2, the tank It is delimited externally by a cylindrical surface corresponding to its side wall 14.

La paroi 26 du canal médian 23 présente une forme sensiblement tronconique convergente dans ladite partie inférieure 24, et une forme cylindrique dans ladite partie supérieure 25. Dans l'exemple représenté à la Fig. 1, la paroi 26 du canal médian 23 présente dans ladite partie inférieure 24 une courbure 27 légèrement rentrante, de telle sorte que la pente de ladite courbure 27 décroît en direction de l'extrémité haute 16 du réservoir 11. The wall 26 of the median channel 23 has a substantially frustoconical shape converging in said lower part 24, and a cylindrical shape in said upper part 25. In the example shown in FIG. 1, the wall 26 of the median channel 23 has in said lower part 24 a slightly reentrant curvature 27, so that the slope of said curvature 27 decreases towards the upper end 16 of the reservoir 11.

La chaudière 1 selon l'invention fonctionne de la manière suivante. The boiler 1 according to the invention operates in the following manner.

Lorsque le four ou le foyer de cheminée 4 sont le siège d'une réaction de combustion (voir les flammes 28 repésentées à la Fig. 1), les fumées qui sont produites par ladite combustion pénètrent en permanence dans la chaudière 1 par son entrée 6 (voir les flèches A à la Fig. 1) et commencent à circuler dans l'espace circulaire inférieur 17. Puis lesdites fumées se répartissent à l'intérieur de la chaudière
I de telle manière qu'elles circulent dans le canal médian 23 et l'espace annulaire 13 suivant une direction ascendante (voir les flèches B), du fait de la différence de pression entre l'entrée 6 et la sortie 7 de l'enveloppe 2
Lors de leur ascension dans le canal médian 23 et l'espace annulaire 13, les fumées réchauffent l'eau 1 la contenue dans le réservoir Il, et elles circulent ensuite dans l'espace circulaire supérieur 18 pour être finalement évacuées à l'air libre par l'intermédiaire de la sortie 7 de l'enveloppe et de la cheminée 5 (voir flèches C).When the furnace or the chimney hearth 4 is the seat of a combustion reaction (see the flames 28 shown in FIG. 1), the fumes which are produced by said combustion penetrate permanently into the boiler 1 through its inlet 6 (see arrows A in Fig. 1) and begin to circulate in the lower circular space 17. Then said fumes are distributed inside the boiler
I in such a way that they circulate in the median channel 23 and the annular space 13 in an upward direction (see arrows B), due to the pressure difference between the inlet 6 and the outlet 7 of the envelope 2
During their ascent in the median channel 23 and the annular space 13, the fumes heat the water 1 contained in the tank II, and they then circulate in the upper circular space 18 to be finally discharged into the open air via outlet 7 of the enclosure and chimney 5 (see arrows C).

On notera que, à tirage constant, le canal médian 23 permet d'augmenter la surface 14, 15, 16, 26 du réservoir 11 en contact avec les fumées aspirées par tirage, c'est-à-dire la surface d'échange thermique entre lesdites fumées et l'eau I la contenue dans ledit réservoir 1 I Par conséquent, le transfert thermique par convection à la surface du réservoir Il est amélioré
De plus. le canal médian 23 permet de réduire l'épaisseur du volume d'eau
Il la à chauffer du fait de la circulation des fumées au sein dudit volume Il a Ledit canal 23 est tel qu'il induit une diminution de la résistance thermique dans ledit volume
Il a, à tirage constant. It will be noted that, at constant draw, the median channel 23 makes it possible to increase the surface 14, 15, 16, 26 of the reservoir 11 in contact with the fumes drawn in by draw, that is to say the heat exchange surface between said smoke and the water I contained in said tank 1 I Consequently, the heat transfer by convection on the surface of the tank It is improved
Moreover. the middle channel 23 makes it possible to reduce the thickness of the volume of water
It has to be heated due to the circulation of fumes within said volume. It has said channel 23 is such that it induces a reduction in the thermal resistance in said volume.
It has, at constant draw.

II en decoule que le transfert thermique entre les fumées et l'eau I la du réservoir I I est amélioré, avec une chaudière 1 selon l'invention. It follows that the heat transfer between the fumes and the water I from the tank I I is improved, with a boiler 1 according to the invention.

On notera que le réservoir d'eau Il d'une chaudière 1 selon l'invention pourrait être pourvu de plusieurs canaux 23 qui le traversent de part en part, de manière à augmenter la surface d'échange entre les espaces respectivement réservés aux fumées de combustion et à l'eau I la, et à diminuer la résistance au réchauffement de l'eau Il a dans ledit réservoir 11. It will be noted that the water tank II of a boiler 1 according to the invention could be provided with several channels 23 which pass right through it, so as to increase the exchange surface between the spaces respectively reserved for the smoke of combustion and water I la, and to decrease the resistance to water heating It a in said tank 11.

On notera également qu'une chaudière 1 selon l'invention pourrait comporter plusieurs réservoirs il du type de celui précité. It will also be noted that a boiler 1 according to the invention could comprise several tanks il of the type of the aforementioned.

Claims

1) Boiler (I) intended to be connected by an inlet (6) to a heat source (28) capable of producing combustion fumes, and comprising an outlet (7) for the evacuation of said fumes, said boiler (1) comprising at least one reservoir (II) designed to receive a heat transfer fluid, such as water, characterized in that said or at least one of said reservoirs (11) is provided with at least one channel (23) the crossing right through and communicating with said inlet (6) and said outlet (7) for the showers, the direction of said or each channel (23) being parallel to the axis joining said inlet (6) and said outlet (7 ).

2) Boiler (I) according to claim 1, characterized in that said or each channel (23) is limited along its length by a wall (26, 27) closed, so that it communicates with said inlet (6) and said outlet (7) for the fumes by two openings. each opening being formed in the part (15 or 16) of the corresponding tank (II) which is located opposite said inlet (6) or said

Exit (7).

3) Boiler (1) according to claim I, characterized in that said or at least one of said tanks (II) has in its central part a single channel, or median channel (23), which is centered on the axis joining said inlet (6) and said outlet (7) for the fumes

4) Boiler (I) according to claim 3, characterized in that said median channel (23) has a maximum passage section at its end (15) opposite said inlet (6) for the fumes

5) Boiler (1) according to claim 4, characterized in that the wall (26) of the median channel (23) has, on the one hand a substantially frustoconical shape converging from its end (1 5) opposite said inlet (6) and in the direction of said outlet (7) and, on the other hand, a cylindrical shape near its end (16) opposite said loudness (7)

6) Boiler (I) according to claim 5, characterized in that the wall (26) of said median channel (73) has, from said end (15) opposite said inlet (6), a re-entrant curvature (27) , so that the slope of said wall (26) decreases towards said outlet (7)