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"Chaudière à gaz"
La présente invention concerne une chaudière à gaz
comprenant un brûleur raccordé à un trajet d'alimentation en gaz;
une chambre de combustion dans laquelle est disposé face au
brûleur un échangeur thermique gaz de combustion/eau raccordé à
des trajets d'arrivée d'eau froide et de départ d'eau chaude d'un
circuit de chauffage; un trajet de chauffage d'eau sanitaire qui
est en liaison thermique avec l'échageur thermique ga~ de
combustion/eau; des composants de distribution et de réglage par
lesquels passent les trajets précités; et une batterie de points
de raccordement de ces trajets avec l'extérieur.
Une telle chaudière est connue d'après le FR-A-
2 119 738.
les composants de distribution et de réglage comprennent
par exemple une pompe - ou circulateur - en amont de l'échangeur
gaz de combustion/eau, un dégazeur en amont de la pompe, un détec-
teur de débit d'eau dans l'échangeur gaz de combustion/eau, un
boîtier de commande du régime de combustion monté sur le trajet
d'alimentation en gaz, etc.
Dans les chaudières connues, ces composants sont
disper3és dans un bo~tier de la chaudière, et ils sont raccordés
entre eux par des canalisations d'eau ou de gaz respectivement.
Le montage de la chaudière est très difficile à automa-
tiser. De plus, pour les opération~ d'entretien, le démontage de
l'un des composants oblige à débrancher des raccordements de
canalisation, et, le plus souvent à travailler d'une mainière très
peu commode qui résulte de la mauvaise disposition.
On connaît aussi d'après le EP-A- 584 un bloc d'instal-
lation pour dispositif de chauffage de fluide, dans lequel deux
coquilles embouties sont soudées l'une à l'autre pour définir
entre elles de~ canaux, et sur lesquelles peuvent se visser des
composants tels que pompe, thermostat, ou vanne trois voies. Un
tel bloc ne convient que pour un séul fluide car l'étanchéité est
peu fiable d'un canal à l'autre. Les canaux ne peuvent pas se
croiser, ce qui rend ce bloc inutilisable dans une chaudière du
type indiqué au début.
~8~3~38
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Suivant l'invention, la chaudière est caractérisée en ce
que le trajet d'alimentation en-gaz, les trajets d'arrivée d'eau
froide et de départ d'eau chaude, et le trajet de chauffage d'eau
sanitaire comportent chacun au moi-ns une partie intégrée sous
forme de passages internes dans une embase commune sur laquelle se
raccordent d'une part la canalisation de gaz menant au brûleur et
les canalisations d'arrivée d'eau froide et de départ d'eau chaude
du circuit de chauffage liées à l'échangeur thermique gaz de
combustion/eau et d'autre part la batterie de points de raccorde-
ment, et en ce que les composants de distribution, d'échange et deréglage comprennent une partie individuelle fixée de façon
amovible sur l'embase.
Ainsi, on peut regrouper autant de composants qu'on le
désire sur l'embase, qui constitue une sorte de culasse commune
pour les composants. Lors des travaux d'entretien, il est
possible de démonter la partie amovible individuelle de chaque
composant par rapport à l'embase, ce qui donne directement accès à
l'intérieur du composant sans avoir à toucher aux raccordements de
canalisation portés par l'embase. Un temps considérable est donc
gagné par comparaison avec la méthode qu'imposait la technique
antérieure, qui consistait à d'abord extraire le composant de la
chaudière, pUi8 à démonter le composant.
L'emplacement prévu pour l'emba~e dans la chaudière est
très accessible. Tous les composants portés par l'embase sont
donc très accessibles, ce qui simplifie encore le travail.
En cours de fabrication, le montage des composants sur
l'embase est très facile à automatiser, et notamment à robotiser,
à la suite de quoi l'embase munie de ces composants peut être
installée dans la chaudière.
D'autres particularités et avantages de l'invention
ressortiront encore de la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non
limitatifs:
- la figure 1 est un schéma fonctionnel d'une chaudière
murale à gaz selon l'invention;
X
~ .
~.~88038
.
- la ~igure ~ est une vue sch~matique de la
chaudi~re selon le plan ~I-II de la figure 1 ;
- la ~igure ~ est une vue de face de l~embAse
munie de ses composants ;
- la figure 4 est une vue de face de l~embase
avant montage des composants ;
- les figure 5 à 9 sont des vues en coupe selon
Ies lignes V-v, vI-VI~ vII-vII, vIII-VIII~ et
respectivement IX-IX de la figure 3 ~
- la figure 10 est une vue sch~matique des
passages internes de l~embase, sensiblement selon la ligne
X-X de la figure 5 ;
- la figure 11 est une vue sch~matique frontale
du bloc de raccordement! partiellement en coupe j et
- la figure 12 est une vue sch~matique du blac~ ~
en coupe selon un plan horizontal. :
Dans 1 7 exemple repr~sent~ aux figures 1 et 2~ la
chaudiere~ dont le boi-tier 1 est par exemple en tole~ est
destin~e à reposer sur l'aile inf~rieure 3a~ sensiblement
horizontale, d'un ch~ssis arri~re 3 ~figure 2) destin~ a
~tre fix~e contre un mur vertical 2.
Le bo~tier 1 de la chaudi~re, faisant office de
b~ti, comprend un ch~ssis interm~diaire 4, adjacent en
service au ch~ssis arri~re 3, et qui supporte un bruleur 6.
Le br41eur 6 est surmont~ par une chambre de combustion 7
entour~e par une gaine 8 r~sistant a la chaleur et
thermiquement isolante. ~u sommet de la chambre de
combustion 7 est dispos~ un ~changeur gaz de combustion/eau
9 au-dessus duquel est am~nag~ un dispositif - ou
antirefouleur - 11 destin~ a la bonne ~vacuation des gaz de
combustion.
Le trajet "eau" de l'~changeur 9 est mont~ entre
un conduit d'arriv~e d~eau ~roide 12 et un conduit de
d~part d'eau chaude 13. Le conduit de d~part d~eau chaude
1~ communique avec un robinet de raccordement 14 commandant
le d~bit vers un circuit d'alimentation en eau chaude pour
_
.
: . - . :
, . :
- . . .,
~ ~8~3038
des radiateurs de chauffage.
La chaudi~re comprenJ ~galement un robinet de
raccordement 16 qui en service communique avec un circuit
de retour d'eau froide en provenance des radiateurs de
chauffage. Le robinet 16 est raccord~ s~lectivement au
conduit d~arriv~e d'eau froide 12 à travers une vanne à
trois voies 17 mont~e entre le robinet 16 et un d~gazeur
18~ lequel communique avec l~admission d'une pompe - ou
circulateur - 19 qui d~bite dans le conduit 12.
Lorsque le conduit 12 est isol~ du robinet 16 par
la vanne 17~ le conduit 12 communique avec un by-pass 20
dans lequel d~bite le conduit de d~part d'eau chaude 13 ~
travers l'un des trajets d~un ~changeur de chaleur eau/eau
21. Quand la vanne 17 coupe la communication entre le
robinet 16 et le conduit 12~ le conduit 13 ne peut plus
d~biter dans le circuit raccord~ au robinet 14 puisque
celui-ci est obtur~ a l'autre extr~mit~ par la vanne 17. La
pompe 19 assure alors un ~coulement en circuit f erm~ à
travers le conduit d'arriv~e d'eau ~roide 12, l~changeur
9, le conduit de d~part d'eau chaude 13~ changeur 21~ le
by-pass 20~ la vanne 17 et le d~gazeur 1~.
La commande de la vanne 17 est assur~e de mani~re
automatique par un d~tecteur de d~bit 22 mont~ en s~rie
avec l~autre voie de l~changeur 21 sur un trajet de
chauffage d~eau sanitaire 2~ qui s'~tend entre un robinet
de raccordement arriv~e 24 et un robinet de raccordement
d~part 26. Le d~tecteur 22 est situ~ entre le robinet
d'arriv~e d~eau froide 24 et l'~changeur 21.
Ainsi~ en l'absence de d~bit dans le traiet 23
la vanne 17 prend sa position repr~sent~e à la f igure 1
dans laquelle les conduits 12 et 13 communiquent avec le
circuit de chauffage par radiateurs. Quand un utilisateur
ouvre un robinet d'eau chaude de l'installation sanitaire~
un d~bit d'eau s'in~taure dans le trajet 23~ et celui-ci
est d~tect~ par le d~tecteur 22 qui commande le passage de
la vanne 17 dans sDn autre positian. D~s lors~ le circuit
038
ferm~ pr~cit~ s~tablit et l'eau sanitaire se r~chauf~e
dans l~changeur 21.
La chaudi~re comprend en outre un d~tecteur de
d~bit 27 qui est raccord~ d~une part au conduit 12 et
d~autre part au by-pass 20~ c~est-~-dire au conduit 1~ ~
travers l~changeur 21. Le d~tecteur 27 est sensible ~ la
diff~rence de pre~sion existant entre ces deux points pour
interrompre l~alimentation en gaz lorsque cette diff~rence
est nulle~ c~est-à-dire lorsque le d~bit est nul dans
l'~hangeur 9~
L'alimentation en gaz du bruleur 6 est assur~e
par un trajet d~alimentation en gaz 2~ qui communique avec
un robinet de raccordement 29 au r~seau de distribution~ a
travers un bo1tier de r~glage du r~gime de combustion 31
Le bruleur 6 comprend en outre un dispositif de veilleuse
32 raccord~ au boltier 31 par un conduit de veilleuse 33.
Conform~ment à l'invention~ les composants de
distribution~ d'~change et de r~glage, qui comprennent la
vanne 17, le d~gazeur 18, le circulateur 19~ 1'4changeur
21~ les d~tecteurs de d~bit 22 et 27~ et le boltier 31 sont
port~s par une embase commune 34 qui~ comme le montre
sch~matiquement la figure 2 est port~e verticalement par le
ch~ssis interm~diaire 4 entre le bruleur 6 et un bloc de
raccordement 35 port~ par l~aile 3a du chassis 3 à la base
de la chaudi~re, et qui porte les robinets de raccordement
14~ 167 24~ 26, 29~
En r~f~rence aux figures 3 à 10~ on va maintenant
d~crire plus en d~tail l~embase 34 et les composants
qu'elle porte.
L'embase est une pi~ce de fonderie ~voir figures
5 a 9) sur la face ant~rieure de laquelle se fixe une
partie individuelle amovible de chaque composant~ Une fois
cette fixation r~alis~e~ l'embase 34 compl~te les
composants pour leur donner leur qualit~ d'ensemble
fonctionnel~ De plus~ l~embase et chaque composant sont
congus de fa~on que les raccordements fluidiques de chaque
' ' ~
3038
composant avec le reste de la chaudi~re se fassent dans la
partie du composant qui est constitu~e par l~embase~ de
sorte que la partie amovible des composants peut ~tre
s~par~e de l~embase~ par exemple pour l~entretien~ sans
porter atteinte aux raccordements fluidiques.
De plus~ l~embase ~4 renferme des passages
internes qui r~alisent les communications n~cessaires entre
les divers composants~ et ~galement entre les composants et
les robinets de raccordement 14~ 16~ 24~ 26~ 29. Les
passages internes r~alisent ~galement des d~parts pour les
conduits 12~ 13 raccord~s à la chambre de combustion. Les
conduits de gaz 28 et 33 n~ont pas ~t~ r~alis~s sous forme
de passages internes de l~embase car ces conduits dDivent
pouvoir ~tre adapt~s ~ la nature du gaz utilis~.
En ce qui concerne le circulateur 19 ~figure 7)
sa partie individuelle amovible comprend le moteur de pompe
36 et la roue de pompe 37. La face 38 du boltier du moteur
qui est adiacente à la roue 37 est consue pour fermer
herm~tiquement une chambre de pompage 39 qui est constitu~e
par un ~videment de la face avant de l~embase. Un orifice
d'admission 41 d~bouche axialement dans le fond de la
chambre 39 en provenance d~une cavit~ 42 que comporte
l'embase derri~re l~videment 39 et qui appartient au
d~gazeur 18. La chambre de pompage 39 communique ~galement
avec un orifice de refoulement 43~ moul~ ~galement dans
l~embase 34 et qui constitue un d~part du conduit 12.
~ u sommet de la chambre 42 est raccord~ a titre
de partie individuelle amovible du d~gazeur 18~ un purgeur
automatique 4~ qui ~limine les bulles d'air quand elles se
pr~sentent.
La vanne à trois voies 17 comprend un si~ge de
vanne 46 r~alis~ dans la masse de 17embase 34, de fason à
~tre tourn~ vers l~avant. Le si~ge 46 entoure le d~bouch~
d~un passage interne 47 de 17embase 34 qui provient du
robinet de raccordement 16. La cavit~ qui constitue la
chambre 42 s'~tend jusqu~à un al~sage 48 au fond duquel se
~.X~3038
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trouve le siège 46, et qui débouche dans la face avant de
l'embase.
La partie individuelle amovible de la vanne 17 comprend
une soupape 49 dont l'obturateur est monté entre le siège 46 et un
siège 51 qui fait face au siège 46 et qui est porté par une bague
52 rapportée dans l'alésage 48 et constituant guide perforé pour
la tige 53 de la soupape 49.
La partie amovible de la vanne trois voies 17 comprend
en outre un demi-corps 54 qui est vissé sur la face avant de
l'embase 34 de façon à entourer à la fois l'alésage 48 et une
lumière 56 (figure 9) communiquant avec le by-pass 20 constitué
par un autre passage interne de l'embase 34. Ainsi, quand la
soupape 49 est appliquée sur son siège 46, l'espace 42 communique
avec l'alésage 48, l'intérieur du corps 54, la lumière 56 et le
by-pass 20 de fac,on à réaliser le circuit fermé décrit plus haut,
tandis que lorsque la soupape 49 est appliquée contre son siège
51, le passage 47 communique avec la chambre 42 du dégazeur pour
alimenter l'échangeur 9 avec l'eau froide arrivant des radiateurs
de chauffage.
Le tige 53 de la soupape 49 traverse de manière étanche
le corps 54. Un dispositif de rappel 57 prenant appui sur le
corps 54 à l'extérieur de celui-ci tend en permanence à appliquer
la soupape 49 contre son siège 51. Le corps 54 porte une chape 58
dans laquelle e~t monté à pivotement un levier de renvoi 59 dont
une extrémité s'appuie sur l'extrémité libre de la tige de soupape
53.
L'autre extrémi-té du levier 59 est en appui sur une tige
61 montée à coulisse à travers un demi-corps individuel amovible
62 du détecteur de débit 22. Dans le demi-corps 62, la tige 61
est reliée mécaniquement à une membrane 63 dont le bord périphé-
rique est pincé de manière étanche entre le demi-corps 62 et une
portée plane correspondante de l'embase 34. Cette portée plane
entoure un évidement 64 que présente l'embase sur sa face avant
sous le demi-corps 62 lorsque celui-ci est en place. Un
. ' '~
. ~ .
~ ~380;~8
passage d~arriv~e d~eau froide sanitaire 66, qui provient
du robinet de raccordement ~4 et qui constitue l~un des
passages internes de l'embase 34, d~bouche au centre du
fond de l'~videment 64. L'~videment 64 communique ~galement
avec le passage interne constituant le traiet 2~ par
l'interm~diaire d'un aiutage 67. Cet ajutage est d'un type
connu capable de provoquer une perte de charge sensible
pour un tr~s faible dPbit sans occasionner une perte de
charge excessive lorsque le d~bit est plus important. Le
passage 23 communique avec l'int~rieur du corps 62 par
l'interm~diaire d'un persage 68 d~bouchant dans la port~e
plane entourant l'~videment 64, et par un conduit 69
pratiqu~ dans le demi-corps 62 entre le d~bouch~ du per~age
68 et l'int~rieur du demi-corps 62. La membrane 6~.
convenablement conform~e, r~alise l'~tanch~it~ autour de la
jonction entre le per~age b8 et le conduit 69. Ainsi~ il y
a sous la membrane 63 la pression de l'eau froide
sanitaire telle qu'elle arrive dans la chaudi~re, et au-
dessus de la membrane 63 la pression en aval de l'aiutage
67. En l'absence de d~bit, les deux pressions sont ~gales
et le dispositif de rappel 57 met la soupage 49 en position
haute, c'est-a-dire raccorde l'~changeur 9 au circuit
radiateurs. C'est la situation repr~sent~e a la figure 9.
Lorsque de l'eau chaude sanitaire est demand~e, la pression
au-dessus de la membrane 63 se trouve diminu~e par la perte
de charge dans l'aiutage 67 et la membrane est repouss~e
vers le haut ce qui d~place la soupape 49 vers le bas
(figure 7) et r~alise le circuit ferm~ de production d'eau
chaude sanitaire.
La partie individuelle amovible du d~tecteur de
d~it 27 comprend un demi-corps 71 qui pince une membrane
72 sur une port~e que pr~sente l'embase 34 sur sa face
avant autour d'un ~videment 73~ L'~videment 73 communique
par un passage interne 74 avec l'espace de refoulement du
circulateur 19~ Par un syst~me de per~age 76 et de conduit
77 tout-~-fait similaires au per~age 68 et au cunduit 69
3038
d~crits ~ propos du d~tecteur 22, l~int~rieur du demi-corps
71 est en communication avec le passage interne constituant
le by-pas~ 2~ Une tige 7~ est coupl~e m~caniquement a la
membrane 72 et traverse de façon ~tanche le demi-corps 71
pour actionner '-n contact 7Y commandant la coupure de
1~alimentation en gaz par le boltier 31 lorsque
l~quipre~sion, significative d~absence de d~bit dans
l~changeur 9, est r~alis~e de part et d~autre de la
membrane 72.
Le bo~tier de commande du regime de combustion 31
(figure 6~ ne sera pas d~crit en d~tail car sa structure
propre n'est pas affect~e par l~invention. Il suffit de
noter que le boltier 31 est fix~ sur une platine 81 de
l'embase 34 et qu'un passage interne 82 relie le bo.tier 31
au robinet de raccordement 29.
L'~changeur 21 (figure 5) est du type à plaques
superpos~es amovibles~ qui sont viss~es sur une platine 83
de la face avant de l'embase 34. Les quatre ouvertures B4,
86, 87~ 88 (figure 10~ qui relient l'~changeur 21
respectivement au passage 23, au passage 20, au conduit 13
et au robinet de raccordement Z6 sont r~alis~es a travers
la platine 83. Le conduit 13 traverse l~embase 34 sous
forme de passage interne de cette derni~re.
On va maintenant d~crire, en r~rence aux
figures 11 et 12, le bloc de raccordement 35 par
l'interm~diaire duquel l'embase 34 est raccord~e au r~seau
"ga~", au r~seau "chauffage" et au r~seau "eau sanitaire"
des locaux. Sur le chantier de construction, on fixe au mur
le ch~assis 3 ~quip~ du bloc de raccordement 35. Le plombier
peut donc raccorder le bloc 35 aux r~seaux pr~cit~s en
l'absence de la chaudi~re proprement dite. Celle-ci n'est
mise en place qu'ult~rieurement, lorsque les risques de vol
sur chantier sont ~cart~s.
Le bloc 35 comprend un corps 135 constitu~ par
une pi~ce de fonderie, qui sert de corps commun a tous les
robinets de raccordement 14, 26, 29, 24, 16 et qui
~ ' , .~ '
:
~ 2~38038
comporte, venues de moulage! les cavit~s n~ces~aires pour
r~aliser les passages reliant ces robinets avec des points
de branchement 91 et 91b avec les diff~rents r~seaux
ext~rieurs, à savoir respectivement D = d~part eau chaude
chauffage ; ECS = eau chaude sanitaire , G = gaz ; EFS =
eau froide sanitaire , R = retour eau chauffage ~ EU c
d~part vers le r~seau d'~vacuation des eaux us~es. Le point
de branchement 91a est destin~ à ~tre reli~ par un conduit
92 (figure 2) à un vase d~expansion 93 pr~vu pour le r~seau
"chauffage" dans la r~gion sup~rieure du chassis 3. Un
passage interne 90 du corps 135 fait communiquer le point
de raccordement 91a avec la cavit~ du robinet 14.
Les points de branchement ~1~ 91a et 91b sont
am~nag~s sur la face arri~re 94 du bloc 35, c'est-à-dire la
face tourn~e en service vers le mur 2. Les organes de
commande manuelle 96 des robinets 14, 26~ 24, 16 sont
port~s par la face avant ~7 du bloc 35, oppos~e à la face
arri~re pr~cit~e.
La face inf~rieure 98 du bloc 35 porte des
purgeurs 99 associ~s aux robinets 14, 26, 24, 16, l~organe
de commande manuelle 101 du robinet 29~ et l'organe de
commande manuelle 102 d'une vanne 103 commandant
l?~coulement a travers un passage interne 104 m~nag~ dans
le corps 135 entre le point de branchement 91 associ~ au
robinet 24 d'arri~e d'eau froide sanitaire et le robinet
16 d'arriv~e d'eau de chauffage, de fason à permettre,
lorsque le robinet 103 est ouvert~ le remplissage du r~seau
"chauffage" du local à travers le passage 104 à partir du
r~seau "eau froide sanitaire". Le robinet 103 comporte un
clapet antiretour int~gr~ 106 emp~chant le passage d'eau du
r~seau "chauffage" vers le r~seau "eau froide sanitaire".
Le r~seau "chauffage" peut par contre se d~charger dans le
r~seau "eaux us~es" a condition de d~passer un seuil de
pression fix~ par une soupape de limitation de pression 107
commandant l'~coulement à travers un passage externe 108
m~nag~ dans le corps 135 entre le robinet 16 et le point
_,...
.. . .
:.
' -' : . , :
,, ' , '
~ ~8803B
91b de raccordement au r~seau "eaux us~es".
La face sup~rieure 14q ~figure 11~ du bloc 35~ en
service plane et horizontale~ est travers~e par cinq
orifices 112 communiquant chacun avec l~un des cin~ points
S de branchement 91 à travers l~un respectif des robinets 14
~6~ 2~ 24~ 16 et des passages internes respectifs du bloc
35~ venus de moulage.
Les cinq orifices 112 sont plac~s de mani~re à
coïncider avec cinq orifices constituant le d~ouch~ des
passages 13~ 23~ ~C~ 66! 47 respectivement à travers une
face inf~rieure plane et horizontale de l~embase 34.
~ utour de chaque orifice 112~ la face 109
pr~sente une gorge annulaire 114 dans laquelle est log~ un
joint torique 116.
Comme expos~ plus haut~ le bloc 35 est li~ à
l'aile 3a du ch~assis 3. En service~ l~em~ase 34~ faisant
partie de la chaudi~re proprement dite reposant de mani~re
amovible sur l~aile ~a~ s'appuie par sa face inf~rieure 113
sur la face sup~rieure 109 du ~loc 35 en comprimant les
joints 116. ~u simple fait de ce montage par juxtaposition~
chaque orifice 112 est reli~ de mani~re ~tanche avec le
passage interne correspondant de l'embase 34. ~insi, apres
que les raccordements de plomberie ont ~t~ effectu~s entre
les diff~rents r~seaux et le bloc 35 port~ par le chassis 3
en l~absence de la chaudi~re proprement dite~ le montage
ult~rieur de cette derni~re r~alise automatiquement son
raccordement complet.
Comme on l'aura compris tout au long de la
description~ l'embase et le bloc de raccordement selon
l'invention facilitent consid~rablement le montage et
l'entretien~ et ~liminent un grand nombre de ris~ues de
panne et notamment de risques de fuites.
.,
,
