FR2651869A1 - ELECTRIC BOILER WITH CYCLONIC TURBULENCE. - Google Patents
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Abstract
Description
M La présente invention concerne une chaudière électrique comportant auThe present invention relates to an electric boiler comprising at least
moins un réservoir cylindrique vertical contenant un liquide caloporteur, et au moins un corps de chauffe plongeant dans ce liquide, ce réservoir comportant au moins un orifice d'arrivée du liquide caloporteur et au moins un orifice de sortie de ce liquide, lesdits orifices d'arrivée et de at least one vertical cylindrical reservoir containing a heat transfer fluid, and at least one heating element immersed in this liquid, this reservoir comprising at least one heat transfer liquid inlet orifice and at least one outlet orifice of this liquid, said orifices of arrival and
sortie étant connectés à un réseau d'utilisation. output being connected to a usage network.
On connaît divers types de chaudières qui comportent généralement un réservoir de stockage du liquide caloporteur et un thermo-plongeur agencé pour assurer le chauffage de ce liquide. Ces chaudières contiennent souvent un volume d'eau relativement important et ont de ce fait une inertie thermique élevée. En outre, leur encombrement est tel qu'elles ne peuvent pas être montées facilement dans un appartement de petites dimensions et ne peuvent pas être utilisées comme appareils de Various types of boilers are known which generally comprise a heat transfer liquid storage tank and a thermo-plunger arranged to ensure the heating of this liquid. These boilers often contain a relatively large volume of water and thus have a high thermal inertia. In addition, their size is such that they can not be mounted easily in a small apartment and can not be used as
chauffage individuel.individual heating.
La présente invention se propose de pallier à ces inconvénients en réalisant une chaudière de très petites dimensions, qui se prête bien à une utilisation en tant qu'appareil de chauffage individuel pouvant être monté dans un petit appartement et notamment dans les éléments de The present invention proposes to overcome these disadvantages by producing a boiler of very small dimensions, which lends itself well to use as an individual heating apparatus that can be mounted in a small apartment and in particular in the elements of
meubles d'une cuisine.furniture of a kitchen.
Ce but est atteint par la chaudière selon l'invention caractérisée en ce que les orifices d'arrivée et de sortie sont respectivement couplés à une tubulure d'amenée et à une tubulure d'évacuation qui sont disposées tangentiellement par rapport au réservoir cylindrique, et en ce que ladite tubulure d'amenée est voisine du fond du réservoir et ladite tubulure d'évacuation est voisine du haut du réservoir, de telle manière qu'il se forme à l'intérieur dudit réservoir une turbulence cylindrique orientée de This object is achieved by the boiler according to the invention characterized in that the inlet and outlet orifices are respectively coupled to a feed pipe and a discharge pipe which are arranged tangentially with respect to the cylindrical tank, and in that said feed pipe is close to the bottom of the tank and said drain pipe is close to the top of the tank, such that a cylindrical turbulence oriented
bas en haut.bottom up.
Selon un mode de réalisation avantageuse, la chaudière est caractérisée en ce que le réservoir comporte plusieurs entrées dont chacune est connectée à une tubulure d'amenée tangentielle par rapport aux parois - 2 - According to an advantageous embodiment, the boiler is characterized in that the tank comprises a plurality of inlets each of which is connected to a supply pipe tangential with respect to the walls.
intérieures du réservoir.inside the tank.
Ce réservoir peut également comporter plusieurs sorties dont chacune est connectée à une tubulure d'évacuation tangentielle par rapport aux parois intérieures du réservoir. Selon une forme de réalisation préférée, la tubulure d'amenée forme un angle aigu avec une droite parallèle à l'axe du réservoir. Dans ce cas, This tank may also include several outlets, each of which is connected to a tangential evacuation pipe relative to the inner walls of the tank. According to a preferred embodiment, the feed pipe forms an acute angle with a straight line parallel to the axis of the tank. In that case,
l'angle est avantageusement compris entre 0 et 80 . the angle is advantageously between 0 and 80.
De façon préférentielle, la chaudière comporte plusieurs réservoirs Preferably, the boiler comprises several reservoirs
montés en batterie.mounted in battery.
Selon un autre mode de réalisation, ces réservoirs peuvent être montés According to another embodiment, these tanks can be mounted
en serie.serial.
Selon un autre mode de réalisation avantageuse, ces réservoirs sont According to another advantageous embodiment, these reservoirs are
montés en parallèle.mounted in parallel.
Selon une forme de réalisation préférée, chaque réservoir contient une batterie de corps de chauffe allongés disposés de façon centrale dans le According to a preferred embodiment, each reservoir contains an elongated battery of heating bodies arranged centrally in the
volume de liquide contenu dans ce réservoir. volume of liquid contained in this tank.
De façon préférentielle, la chaudière peut comporter quatre réservoirs disposés symétriquement selon les côtés d'un carré et les tubulures d'amenée d'une part et les tubulures d'évacuation d'autre part sont Preferably, the boiler may comprise four tanks arranged symmetrically along the sides of a square and the supply pipes on the one hand and the evacuation pipes on the other hand are
respectivement connectées en deux points du circuit d'utilisation. respectively connected at two points of the use circuit.
Selon une forme de réalisation préférée, les tubulures tangentielles sont According to a preferred embodiment, the tangential tubings are
réparties de façon régulière autour des parois du réservoir. distributed evenly around the walls of the tank.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description The present invention will be better understood with reference to the description
d'un exemple de réalisation et du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une chaudière électrique selon l'invention, - 3 - - la figure 2 représente une vue en perspective illustrant une forme de réalisation préférée de la chaudière électrique selon l'invention, - la figure 3 représente une vue de dessus de la chaudière électrique selon la figure 2, - la figure 4 représente une vue en élévation d'une autre construction de la chaudière électrique selon l'invention, et - la figure 5 représente une vue de dessus de la réalisation selon la of an exemplary embodiment and the appended drawing in which - Figure 1 shows a perspective view of a first embodiment of an electric boiler according to the invention, - 3 - - Figure 2 shows a perspective view illustrating a preferred embodiment of the electric boiler according to the invention, - Figure 3 shows a top view of the electric boiler according to Figure 2, - Figure 4 shows an elevational view of another boiler construction according to the invention, and - Figure 5 shows a top view of the embodiment according to the
figure 4.figure 4.
En référence à la figure 1, la chaudière électrique 10 représentée comporte essentiellement un réservoir cylindrique vertical 11 contenant un liquide caloporteur et au moins un corps de chauffe 12 plongé dans ce liquide. Selon la réalisation représentée, le corps de chauffe se compose de trois thermo-plongeurs 13 qui sont montés à la base d'un élément de fermeture 14 fixé à l'extrémité supérieure du réservoir 11 pour assurer une fermeture étanche de ce réservoir. Dans le présent cas, le dispositif de fermeture 14 comporte un socle inférieur 15 fileté, destiné à être With reference to FIG. 1, the electric boiler 10 shown essentially comprises a vertical cylindrical tank 11 containing a heat transfer liquid and at least one heating body 12 immersed in this liquid. According to the embodiment shown, the heating body is composed of three thermo-divers 13 which are mounted at the base of a closure element 14 fixed to the upper end of the tank 11 to ensure a tight closure of the tank. In the present case, the closure device 14 comprises a lower threaded base 15, intended to be
vissé dans le col du réservoir 11, équipé d'un filetage 16 complémentaire. screwed into the neck of the tank 11, equipped with a thread 16 complementary.
Pour permettre la circulation du liquide caloporteur à l'intérieur du réservoir 10, ce dernier est équipé d'une tubulure d'amenée 17 voisine du fond du réservoir et d'une tubulure d'évacuation 18 voisine du fond de ce réservoir. La tubulure d'amenée 17 définit l'entrée dans le réservoir Il et la tubulure d'évacuation 18 définit la sortie de ce réservoir. On notera que l'entrée et la sortie sont tangentielles et orientées de telle manière que la circulation à l'intérieur du réservoir s'effectue sous la forme d'une turbulence cylindrique orientée de bas en haut. Dans ce but, l'axe 19 de la tubulure d'amenée 17 forme avec une verticale 20, un angleO\qui est To allow the circulation of the heat transfer fluid inside the tank 10, the latter is equipped with a supply pipe 17 close to the bottom of the tank and a discharge pipe 18 near the bottom of this tank. The feed pipe 17 defines the inlet in the tank 11 and the discharge pipe 18 defines the outlet of this tank. It will be noted that the inlet and the outlet are tangential and oriented in such a way that the circulation inside the reservoir is in the form of a cylindrical turbulence oriented from bottom to top. For this purpose, the axis 19 of the feed pipe 17 forms with a vertical 20, an angle O \ which is
de préférence compris entre 0 et 80 et avantageusement voisin de 60 . preferably between 0 and 80 and advantageously close to 60.
L'axe de la tubulure d'évacuation 18 peut former un angle droit avec la verticale. -4- Dans cette forme de réalisation, la chaudière électrique comporte un seul réservoir cylindrique dans lequel sont logés les corps de chauffe nécessaires pour assurer l'apport en énergie électrique suffisante pour engendrer un réchauffement rapide et efficace du liquide caloporteur contenu dans ce réservoir. La réalisation selon la figure 1 et qui constitue la forme préférentielle de la chaudière électrique selon l'invention, comporte quatre réservoirs Il contenant chacun un liquide caloporteur et destiné à recevoir chacun au moins un thermo-plongeur pour assurer le réchauffement du liquide caloporteur. Chacun de ces réservoirs comporte une tubulure d'amenée 17 et une tubulure d'évacuation 18 qui sont de préférence agencées de manière à permettre une pénétration sensiblement tangentielle du liquide caloporteur dans le réservoir et une évacuation également tangentielle de ce liquide hors du réservoir. Les quatre réservoirs i 1 sont couplés entre eux par l'intermédiaire d'une part de leur tubulure d'amenée 17 et d'autre part par leur tubulure d'évacuation 18. Toutes les tubulures d'amenée 17 sont connectées à un conduit d'amenée 21 et toutes les tubulures d'évacuation sont connectées à un conduit de sortie 22. Ces deux conduits sont raccordés à un réseau d'utilisation comportant de préférence un certain nombre d'échangeurs de chaleur constitués par des radiateurs de chauffage. Comme précédemment, les tubulures d'amenée sont disposées de telle manière que la circulation à l'intérieur des réservoirs se fasse selon une trajectoire sensiblement hélicoïdale The axis of the evacuation pipe 18 may form a right angle with the vertical. In this embodiment, the electric boiler comprises a single cylindrical tank in which are housed the heating elements necessary to ensure the supply of sufficient electrical energy to generate a rapid and efficient heating of the coolant contained in the tank. The embodiment according to FIG. 1, which constitutes the preferred form of the electric boiler according to the invention, comprises four tanks 11 each containing a heat transfer liquid and intended to receive each at least one heat sink for heating the heat transfer liquid. Each of these reservoirs comprises a supply pipe 17 and a discharge pipe 18 which are preferably arranged so as to allow a substantially tangential penetration of the heat transfer liquid into the tank and an evacuation also tangential of this liquid out of the tank. The four tanks i 1 are coupled together by means of their feed pipe 17 and on the other hand by their discharge pipe 18. All the feed pipes 17 are connected to a pipe d 21 and all the evacuation tubes are connected to an outlet duct 22. These two ducts are connected to a network of use preferably comprising a certain number of heat exchangers constituted by heating radiators. As before, the feed pipes are arranged in such a way that the circulation inside the reservoirs takes place along a substantially helical path
allant de la tubulure d'amenée à la tubulure d'évacuation. ranging from the supply pipe to the evacuation pipe.
Comme le montre plus particulièrement la figure 3, les différents réservoirs i 1 sont disposés en étoile et raccordés au conduit de sortie 22 As shown more particularly in FIG. 3, the various tanks i 1 are arranged in a star and connected to the outlet duct 22.
par les tubulures d'évacuation 18.by the evacuation pipes 18.
Les figures 4 et 5 illustrent une variante selon laquelle le réservoir 11 comporte plusieurs tubulures d'amenée et au moins une tubulure d'évacuation. Les tubulures d'amenée 30 sont disposées de telle manière qu'elles débouchent à l'intérieur du réservoir en des points décalés angulairement de 1200. En outre ces tubulures d'amenée sont disposées sensiblement tangentiellement par rapport à la paroi intérieure du Figures 4 and 5 illustrate a variant according to which the reservoir 11 comprises a plurality of supply pipes and at least one evacuation pipe. The supply pipes 30 are arranged in such a way that they open into the tank at points angularly offset by 1200. In addition, these supply pipes are arranged substantially tangentially with respect to the inner wall of the tank.
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réservoir Il et enfin leur axe forme un angles< qui est compris entre 0 et 80 et de préférence voisin de 60 par rapport à la verticale. Cet agencement permet de créer à l'intérieur du réservoir une circulation hélicoïdale illustrée schématiquement par les flèches 31. Cette circulation hélicoïdale a pour principal avantage d'améliorer le passage du liquide caloporteur sur les thermo-plongeurs et d'accroître de ce fait le rendement de la chaudière en réduisant considérablement le temps reservoir II and finally their axis forms an angle <which is between 0 and 80 and preferably close to 60 relative to the vertical. This arrangement makes it possible to create inside the tank a helical circulation illustrated schematically by the arrows 31. This helical circulation has the main advantage of improving the passage of the coolant on the thermo-divers and thereby increasing the efficiency. of the boiler by significantly reducing the time
nécessaire pour porter le liquide caloporteur à la température souhaitée. necessary to bring the coolant to the desired temperature.
La tubulure d'évacuation 32 peut être disposée dans un plan horizontal. The discharge pipe 32 may be arranged in a horizontal plane.
Elle est de préférence montée tangentiellement par rapport aux parois du réservoir. Elle peut être dédoublée voire triplée. Toutefois, on notera que l'obtention d'une turbulence hélicoïdale à l'intérieur du réservoir est essentiellement due à la disposition géométrique des tubulures d'amenée It is preferably mounted tangentially with respect to the walls of the tank. It can be split or even tripled. However, it should be noted that obtaining a helical turbulence inside the tank is essentially due to the geometrical arrangement of the supply pipes.
qui jouent le rôle d'injecteurs.who play the role of injectors.
Au point de vue électrique, les différents thermo-plongeurs sont alimentés en puissance à travers un circuit commandé soit par un dispositif programmable soit par des thermostats ou par d'autres capteurs de température. Ces différents corps de chauffe peuvent être commandés individuellement ou en combinaison selon les besoins. Le liquide caloporteur est propulsé par une pompe montée sur le circuit From the electrical point of view, the various thermo-divers are supplied with power through a circuit controlled either by a programmable device or by thermostats or by other temperature sensors. These different heating bodies can be ordered individually or in combination as needed. The heat transfer liquid is propelled by a pump mounted on the circuit
(non représentée) à l'intérieur du ou des réservoirs de la chaudière. (not shown) inside the tank (s) of the boiler.
Lorsque cette chaudière se compose de plusieurs réservoirs comme le montrent les figures 2 et 3, les différentes tubulures d'amenée constituent un répartiteur qui permet d'amener un même débit de fluide dans les différents réservoirs. La circulation hélicoïdale à l'intérieur du réservoir assure le meilleur échange thermique possible entre les thermo-plongeurs et le liquide caloporteur. Elle permet notamment de brasser le liquide et d'éviter le dépôt de bulles de gaz sur les thermoplongeurs en formant ainsi une sorte de gaine isolante séparant les éléments chauffants du liquide caloporteur. L'effet obtenu est que la montée en température est extrêmement rapide avec des puissances When this boiler is composed of several tanks as shown in Figures 2 and 3, the various feed pipes constitute a distributor that allows to bring the same flow of fluid in the different tanks. The helical circulation inside the tank ensures the best possible heat exchange between the thermo-divers and the coolant. It makes it possible in particular to stir the liquid and to avoid the deposit of gas bubbles on the immersion heaters thus forming a sort of insulating sheath separating the heating elements from the coolant liquid. The effect is that the temperature rise is extremely fast with power
électriques relativement modestes.relatively modest electric ones.
-6- La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites mais peut subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art en particulier, la chaudière électrique peut comporter un nombre quelconque de réservoirs et leur disposition peut également être modifiée en fonction de la place disponible. En particulier, les différents réservoirs peuvent être disposés en ligne au lieu d'être disposés en étoile. I1 est possible de les connecter The present invention is not limited to the embodiments described but may undergo various modifications and be in various variants obvious to those skilled in the art in particular, the electric boiler may include any number of tanks and their arrangement can also be modified according to the available space. In particular, the different tanks can be arranged in line instead of being arranged in a star. It is possible to connect them
en série ou de les connecter en parallèle. in series or connect them in parallel.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |