FR2748556A1 - PULSATORY COMBUSTION BOILER - Google Patents

Abstract

A water heater consists of a housing (2) with an inlet unit (3) and an outlet unit (4), and contains a burner linked to the outlet unit by a heat exchanger immersed in the water to be heated. The burner has a valve (25) with an annular inlet for the combustible mixture. The housing is divided into three compartments, of which one (20) is connected to the intake unit, a second (21) is connected to the outlet unit and is in the form of a gas expansion chamber, while the third (22) is situated between the other two and contains the burner and heat exchanger. The combustion chamber comprises an explosion chamber (27) which is open at the opposite end to the intake, an has reinforcing and anti-vibration structure at its open end. The heat exchanger consists of a series of tubes (49) in an axial coil between the combustion chamber outlet and the expansion chamber.

Description

CHAUDIERE A COMBUSTION PULSATOIREPULSATORY COMBUSTION BOILER

La présente invention a trait aux chaudières à combustion pulsatoire dont le principe de fonctionnement est connu depuis longtemps mais dont la mise en oeuvre  The present invention relates to boilers with pulsating combustion whose operating principle is known for a long time but whose implementation

pratique pose encore de délicats problèmes technologiques.  practice still raises delicate technological problems.

Ce type de chaudière utilisant notamment du combustible liquide tel que du fioul mais pouvant également fonctionner avec du combustible solide, à savoir du charbon ou du bois pulvérulent, et avec du combustible gazeux, est susceptible de nombreuses applications. Toutefois, c'est principalement dans l'industrie qu'il s'est développé plutôt que dans des applications domestiques, pour la production d'eau chaude principalement, du fait du principal inconvénient de ce mode de chauffage, qui est le bruit et les vibrations engendrés par la combustion pulsatoire et qu'il est très difficile de maîtriser et de maintenir en deçà des contraintes réglementaires ou de  This type of boiler using in particular liquid fuel such as fuel but can also operate with solid fuel, namely coal or pulverulent wood, and with gaseous fuel, is likely to many applications. However, it is mainly in industry that it has developed rather than in domestic applications, mainly for hot water production, because of the main drawback of this heating mode, which is the noise and vibrations caused by pulsating combustion and that it is very difficult to control and maintain within the regulatory or

confort anti-bruit.anti-noise comfort.

En effet, si les brûleurs à combustion pulsatoire présentent des performances thermiques très intéressantes, ils sont en contre-partie le siège de phénomènes de 1 5 résonance engendrant des bruits et des vibrations qu'il est très difficile de cantonner dans des plages admissibles sans réduire concomitamment substantiellement les performances ou d'étouffer sans augmenter de manière disproportionnée à la fois  Indeed, if the burners with pulsating combustion have very interesting thermal performance, they are in return the seat of resonance phenomena generating noise and vibrations that it is very difficult to confined within allowable ranges without reducing concomitantly substantially performance or choke without increasing disproportionately at a time

l'encombrement et le coût de l'installation.  the size and cost of the installation.

L'invention vise donc à proposer d'une manière générale une chaudière du type à combustion pulsatoire, présentant un faible niveau sonore en régime de  The object of the invention is therefore generally to propose a boiler of the type with pulsating combustion, having a low noise level under

fonctionnement tout en conservant de très bonnes performances.  while maintaining very good performance.

A cet effet, I'invention a pour objet une chaudière à combustion pulsatoire pour la fourniture d'eau chaude, du type comprenant un corps de chauffe pourvu d'un pot d'admission et d'un pot d'échappement, dans ledit corps de chauffe étant agencé un ensemble brûleur relié audit pot d'échappement par un système échangeur thermique plongé dans l'eau à réchauffer, ledit ensemble brûleur comportant une valve à clapet annulaire d'admission d'un mélange combustible dans une chambre d'admission munie d'un dispositif de démarrage et débouchant dans une chambre de combustion, caractérisée en ce que ledit corps de chauffe est formé d'une enceinte séparée en trois compartiments dont l'un est relié audit pot d'admission et forme chambre dite de découplage, dont un deuxième est relié audit pot d'échappement et forme chambre de détente des gaz de combustion, le troisième compartiment, interposé entre les deux autres, comportant ledit brûleur et ledit système échangeur thermique, en ce que ladite chambre d'admission est alimentée à partir de ladite chambre de découplage, en ce que ladite chambre de combustion est constituée d'une chambre dite d'explosion, ouverte à son extrémité opposée à la chambre d'admission, d'une structure ajourée de rigidification et anti-vibratoire fixée à i15 I'extrémité ouverte de ladite chambre d'explosion, d'une chambre dite d'expansion agencée dans le prolongement de la chambre d'explosion et définie par une enveloppe entourant à distance l'enveloppe de la chambre d'explosion et en ce que le système échangeur thermique est constitué d'une pluralité de conduits reliant la chambre d'expansion à la chambre de détente et disposés en hélice axialement à l'ensemble  For this purpose, the subject of the invention is a pulsating combustion boiler for supplying hot water, of the type comprising a heating body provided with an intake pot and a muffler, in said body heating means being arranged a burner assembly connected to said exhaust pipe by a heat exchanger system immersed in the water to be heated, said burner assembly comprising an annular valve valve for admitting a fuel mixture into an inlet chamber provided with a starting device and opening into a combustion chamber, characterized in that said heating body is formed of a separate chamber in three compartments, one of which is connected to said intake chamber and said decoupling chamber form, a second of which is connected to said exhaust pipe and forms a combustion gas expansion chamber, the third compartment, interposed between the two others, comprising said burner and said exchanger system thermal device, in that said intake chamber is fed from said decoupling chamber, in that said combustion chamber consists of a so-called explosion chamber, open at its end opposite to the inlet chamber, a perforated stiffening and anti-vibratory structure attached to the open end of said explosion chamber, a so-called expansion chamber arranged in the extension of the explosion chamber and defined by a surrounding envelope to distance the envelope of the explosion chamber and in that the heat exchanger system consists of a plurality of ducts connecting the expansion chamber to the expansion chamber and axially arranged to the assembly assembly

brûleur-échangeur en entourant un prolongement de ladite chambre de détente.  burner-exchanger by surrounding an extension of said relaxation chamber.

Suivant un mode de réalisation préféré, la chambre d'admission est traversée axialement par une tige portant une bougie d'allumage et se prolongeant dans la chambre d'explosion par une collerette située à distance de l'extrémité de la chambre d'admission et assurant les triples fonctions de: constitution d'un point chaud d'inflammation du mélange combustible, établissement d'un écoulement optimal des flux gazeux, constitution d'un écran anti-remontée d'explosion vers la chambre d'admission. Suivant une autre caractéristique de ce mode de réalisation, la chambre d'explosion prolongeant la chambre d'admission a une forme de tulipe coaxiale à cette dernière et son orifice de sortie circulaire est muni de ladite structure ajourée  According to a preferred embodiment, the inlet chamber is traversed axially by a rod carrying a spark plug and extending into the explosion chamber by a collar located at a distance from the end of the intake chamber and performing the triple functions of: constitution of a hot ignition point of the fuel mixture, establishment of an optimal flow of the gas flows, constitution of an anti-backwash explosion screen to the inlet chamber. According to another characteristic of this embodiment, the explosion chamber extending the inlet chamber has a tulip shape coaxial with the latter and its circular outlet orifice is provided with said perforated structure

constituée par exemple d'une grille, résille ou analogue.  constituted for example by a grid, fishnet or the like.

Suivant ce même mode de réalisation, I'enveloppe de la chambre dite d'expansion a une forme de tulipe en parallèle avec l'enveloppe de ladite chambre d'explosion, la paroi d'extrémité de la chambre d'expansion étant disposée sensiblement parallèlement au plan de ladite structure ajourée et étant bombée vers l'extérieur et percée d'orifices de communication avec lesdits conduits d'échange thermique. De préférence, les orifices de communication desdits conduits sont régulièrement distribués près de la périphérie de ladite paroi d'extrémité de la chambre d'expansion, cependant que les tronçons de départ des conduits sont sensiblement  According to this same embodiment, the envelope of the said expansion chamber has a tulip shape in parallel with the envelope of the said explosion chamber, the end wall of the expansion chamber being disposed substantially in parallel. at the plane of said perforated structure and being outwardly curved and pierced with communication orifices with said heat exchange ducts. Preferably, the communication orifices of said ducts are regularly distributed near the periphery of said end wall of the expansion chamber, while the starting sections of the ducts are substantially

dirigés vers le centre de la chambre d'explosion.  directed towards the center of the explosion chamber.

Une telle chaudière est remarquablement peu bruyante tout en présentant un rendement de combustion inégalé par les types actuels de chaudière et pouvant atteindre 106 % sur PCI. Elle est par ailleurs non polluante, robuste et d'entretien simplifié et ne nécessite pas de cheminée car les fumées de sortie sont à faible température et sous pression suffisante pour permettre l'utilisation de simples tubes  Such a boiler is remarkably quiet while offering a combustion efficiency unmatched by current boiler types and up to 106% on PCI. It is also non-polluting, robust and simplified maintenance and does not require a chimney because the exhaust fumes are low temperature and under sufficient pressure to allow the use of simple tubes

d'évacuation, par exemple en PVC.evacuation, for example PVC.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va  Other features and advantages will emerge from the description that will

suivre d'un mode de réalisation de la chaudière de l'invention, description donnée à  follow of an embodiment of the boiler of the invention, description given to

titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels: - Figure 1 est une vue schématique générale, en coupe verticale, d'une chaudière conforme à l'invention; - Figure 2 est une vue agrandie et plus détaillée du corps de chauffe de la chaudière de la figure 1, et - Figure 3 est une vue agrandie de l'ensemble valve-chambre d'admission. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement en coupe verticale, l'ensemble d'une chaudière à combustion pulsatoire selon l'invention, destinée à la  As an example only and with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a general schematic view, in vertical section, of a boiler according to the invention; Figure 2 is an enlarged and more detailed view of the boiler heater body of Figure 1, and Figure 3 is an enlarged view of the valve-inlet chamber assembly. FIG. 1 diagrammatically shows in vertical section the whole of a pulsating combustion boiler according to the invention, intended for

fourniture d'eau chaude sanitaire et/ou de chauffage.  supply of domestic hot water and / or heating.

Cet ensemble, enfermé dans un capotage 1, comprend un corps de  This assembly, enclosed in a cowling 1, comprises a body of

chauffe 2, un pot d'admission 3 et un pot d'échappement 4.  heater 2, an intake pot 3 and a muffler 4.

Le pot d'admission 3 reçoit de l'air comburant et du gaz délivré par une vanne 5 d'une canalisation d'amenée de gaz extérieure 6 et est raccordé par une  The inlet pot 3 receives combustion air and gas delivered by a valve 5 from an external gas supply pipe 6 and is connected by a

conduite 7 à la partie supérieure du corps de chauffe 2.  pipe 7 at the top of the heater body 2.

La structure générale du pot d'admission 3 est conventionnelle et constituée d'un volume compartimenté à l'aide d'un système de chicanes internes 8. A l'extrémité opposée à l'entrée d'air et de gaz, un ventilateur 9 mû par un moteur électrique extérieur 10 est chargé de brasser et de forcer le mélange en direction de la  The general structure of the intake pot 3 is conventional and consists of a compartmentalized volume using an internal baffle system 8. At the opposite end to the air inlet and gas, a fan 9 driven by an external electric motor 10 is responsible for brewing and forcing the mixture towards the

conduite 7, au moment du démarrage de la chaudière, à la manière connue.  line 7, at the start of the boiler, in the known manner.

Le pot d'échappement 4 est également de structure connue et est simplement un volume compartimenté par des chicanes internes 11, relié à sa partie inférieure à la partie inférieure du corps de chauffe 2 par une conduite 12 et à son extrémité supérieure à une conduite 13 d'évacuation des fumées à l'extérieur du capotage 1, ces fumées étant bien entendu reprises par une canalisation (non  The muffler 4 is also of known structure and is simply a compartmentalized volume by internal baffles 11, connected at its lower part to the lower part of the heating body 2 by a pipe 12 and at its upper end to a pipe 13 for evacuation of the fumes outside the cowling 1, these fumes being of course taken up by a pipe (no

représentée) de rejet à l'extérieur du local de la chaudière.  shown) of rejection outside the boiler room.

L'extrémité inférieure du pot 4 forme un réservoir à condensats muni d'un orifice 14 d'évacuation à l'extérieur du capotage 1, via une canalisation 15, ledit  The lower end of the pot 4 forms a condensate tank provided with a discharge orifice 14 outside the cowling 1, via a pipe 15, said pipe

orifice étant obturé par un clapet à flotteur 16.  orifice being closed by a float valve 16.

Le capotage 1 comporte en outre une arrivée d'air 17.  The cowling 1 further comprises an air inlet 17.

Le corps de chauffe 1 est une enceinte cylindrique verticale divisé en trois  The heating body 1 is a vertical cylindrical enclosure divided into three

compartiments superposés par des cloisons internes 18 et 19.  compartments stacked by internal partitions 18 and 19.

Le compartiment supérieur 20, isolé par la cloison 18, forme une chambre  The upper compartment 20, isolated by the partition 18, forms a chamber

dite de découplage communiquant par le conduit 7 avec le pot d'admission 3.  said decoupling communicating via the conduit 7 with the intake pot 3.

Le compartiment inférieur 21, isolé par la cloison 19, forme une chambre de  The lower compartment 21, isolated by the partition 19, forms a chamber of

détente communiquant par le conduit 12 avec le pot d'échappement 4.  trigger communicating through the conduit 12 with the muffler 4.

Le compartiment intermédiaire 22, délimité entre les deux cloisons susdites 18 et 19, est relié, à son extrémité inférieure, à une conduite 23 d'arrivée d'eau froide  The intermediate compartment 22, delimited between the two aforementioned partitions 18 and 19, is connected at its lower end to a pipe 23 of cold water inlet

et, à son extrémité supérieure, à une conduite 24 de sortie d'eau chaude.  and at its upper end, a hot water outlet pipe 24.

Le corps de chauffe comporte (figure 2) un ensemble brûleur d'axe vertical, fixé à la cloison 18 et comprenant une valve d'admission 25, une chambre dite d'admission 26, de forme générale cylindrique d'axe vertical, une chambre dite d'explosion 27 disposée dans le prolongement en dessous de la chambre d'admission et une chambre dite d'expansion 28 disposée dans le prolongement en dessous de la  The heating element comprises (FIG. 2) a burner assembly with a vertical axis fixed to the partition 18 and comprising an inlet valve 25, a so-called inlet chamber 26 of generally cylindrical shape with a vertical axis, a chamber said explosion 27 disposed in the extension below the inlet chamber and a so-called expansion chamber 28 disposed in the extension below the

chambre d'explosion 27.explosion chamber 27.

La valve d'admission 25 est conventionnelle et représentée plus en détail sur  The intake valve 25 is conventional and is shown in more detail on

la figure 3.Figure 3.

Elle comprend une rondelle annulaire déformable 2, disposée en regard d'une série de trous 30 ménagés dans une plaque circulaire 31 séparant la chambre de découplage 20 de la chambre d'admission 26, elle-même délimitée par une pièce tubulaire verticale 32 dont l'extrémité supérieure présente une collerette 33 de  It comprises a deformable annular washer 2 disposed opposite a series of holes 30 formed in a circular plate 31 separating the decoupling chamber 20 from the inlet chamber 26, itself delimited by a vertical tubular piece 32 of which upper end has a flange 33 of

fixation de la plaque 31.fixing the plate 31.

La pièce 32 est fixée à la cloison 18 avec interposition d'un joint torique 34.  The piece 32 is fixed to the partition 18 with the interposition of an O-ring 34.

Dans l'axe de la chambre d'admission 26 est disposée une tige verticale creuse 35 à l'intérieur de laquelle en partie amont de la chambre 26 est agencée une bougie d'allumage électrique 36, alimentée par un cordon électrique 37 et générant des étincelles entre un plot central et la paroi environnante de la tige 35, ajourée en 38 de façon que les étincelles enflammant le mélange (flèches 39) introduit dans la  In the axis of the inlet chamber 26 is disposed a hollow vertical rod 35 inside which in the upstream portion of the chamber 26 is arranged an electric spark plug 36, powered by an electric cord 37 and generating sparks between a central block and the surrounding wall of the rod 35, pierced at 38 so that the sparks igniting the mixture (arrows 39) introduced into the

chambre 26 par le clapet annulaire 29 (en position d'ouverture 29' sur la figure 3).  chamber 26 by the annular valve 29 (in the open position 29 'in Figure 3).

La structure de la valve (29, 30) est classique et n'a pas besoin d'être décrite  The structure of the valve (29, 30) is conventional and does not need to be described

plus en détail dans sa nature et son fonctionnement.  in more detail in its nature and operation.

Par contre, I'agencement de la bougie 36 (en elle-même conventionnelle) à l'intérieur de la tige 35 est une caractéristique de l'invention, de même que le prolongement 40 en dehors de la chambre d'admission 26 de l'extrémité de la tige 35, prolongement 40 qui est en forme de collerette à surface 41 de révolution à courbure évolutrice assurant un écoulement optimal des flux gazeux entre la chambre  On the other hand, the arrangement of the spark plug 36 (in itself conventional) inside the rod 35 is a characteristic of the invention, as is the extension 40 outside the inlet chamber 26 of the invention. end of the rod 35, extension 40 which is in the form of a flange with surface 41 of revolution with an evolving curvature ensuring an optimal flow of gas flows between the chamber

d'admission 26 et la chambre d'explosion sous-jacente 27.  intake 26 and the underlying explosion chamber 27.

La collerette 40, qui est par exemple, comme la tige 35, en acier inoxydable, constitue par ailleurs un point chaud d'inflammation des gaz dans la chambre d'explosion 27, ce point chaud entretenant la suite de combustions brèves, caractéristique du brûleur pulsatoire, après mise en route par la bougie de  The flange 40, which is, for example, like the rod 35, made of stainless steel, also constitutes a hot spot for igniting the gases in the explosion chamber 27, this hot point maintaining the following brief combustion, characteristic of the burner pulsatory, after being started by the candle

démarrage 36.start 36.

La collerette 40 fait également office d'écran anti-remontée des explosions en  The flange 40 also serves as an anti-recovery screen for explosions in

direction de la chambre d'admission 26.  direction of the admission chamber 26.

La chambre d'explosion 27 est de préférence en forme de tulipe, c'est-àdire délimitée par une enveloppe hémisphérique 42 solidaire de la pièce tubulaire 32 sur laquelle elle est enfilée, et prolongée d'une partie cylindrique 43 coaxiale à la chambre 26 et portant au voisinage de son bord circulaire inférieur une structure ajourée 44  The explosion chamber 27 is preferably in the form of a tulip, that is to say delimited by a hemispherical envelope 42 integral with the tubular piece 32 on which it is threaded, and extended by a cylindrical portion 43 coaxial with the chamber 26 and carrying in the vicinity of its lower circular edge a perforated structure 44

dont le plan est sensiblement perpendiculaire à l'axe des chambres 26, 27.  whose plane is substantially perpendicular to the axis of the chambers 26, 27.

La structure 44, par exemple une grille, résille ou analogue, en matériau réfractaire ou en acier inoxydable, est destinée à rigidifier l'extrémité de l'enveloppe  The structure 44, for example a grid, mesh or the like, made of refractory material or stainless steel, is intended to stiffen the end of the envelope

42, 43 et à éviter les mises en résonance et donc les vibrations de cette dernière.  42, 43 and to avoid the resonance and therefore the vibrations of the latter.

Elle est également destinée à servir de filtre dans la circulation des flux  It is also intended to serve as a filter in the circulation of flows

gazeux entre la chambre d'explosion 27 et la chambre d'expansion sousjacente 28.  gas between the explosion chamber 27 and the underlying expansion chamber 28.

La chambre d'expansion 28 est de préférence en forme également de tulipe, c'est-à-dire délimitée par une enveloppe hémisphérique 45 solidaire de la pièce tubulaire 32 et prolongée par une partie cylindrique 46, l'enveloppe 45, 46 entourant  The expansion chamber 28 is preferably also shaped like a tulip, that is to say defined by a hemispherical envelope 45 integral with the tubular piece 32 and extended by a cylindrical portion 46, the envelope 45, 46 surrounding

à distance l'enveloppe 42, 43.remote envelope 42, 43.

Le fond 47 fermant l'enveloppe 42, 43 est dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe des éléments 32, 42, 43 et est légèrement bombé vers l'extérieur. Au voisinage de la périphérie du fond 47 sont percés des orifices 48 régulièrement répartis et dans lesquels débouchent des conduits 49 d'échange thermique. L'ensemble brûleur 50 et l'ensemble d'échange thermique 51 baignent dans I'eau à réchauffer présente dans le compartiment 22. Les départs 52 des conduits 49 piqués sur le fond 47 sont de préférence dirigés vers le centre de la chambre d'explosion 27. Les conduits 49 sont d'une manière générale disposés en hélice 53, les conduits étant simples ou dédoublés et entourant un prolongement cylindrique 54 de la chambre de détente 21 dans laquelle  The bottom 47 closing the envelope 42, 43 is in a plane substantially perpendicular to the axis of the elements 32, 42, 43 and is slightly convex towards the outside. In the vicinity of the periphery of the bottom 47 are pierced orifices 48 regularly distributed and in which open conduits 49 of heat exchange. The burner assembly 50 and the heat exchange assembly 51 are immersed in the water to be heated present in the compartment 22. The outlets 52 of the conduits 49 stitched on the bottom 47 are preferably directed towards the center of the chamber. 27. The ducts 49 are generally arranged in a helix 53, the ducts being simple or split and surrounding a cylindrical extension 54 of the expansion chamber 21 in which

débouchent lesdits conduits.open said conduits.

Le fonctionnement de la chaudière est bien connu en lui-même.  The operation of the boiler is well known in itself.

Ce fonctionnement se caractérise par une suite continue de combustions brèves analogues à celle engendrée dans un moteur diesel et se développant à  This operation is characterized by a continuous sequence of brief combustions similar to that generated in a diesel engine and developing at

intervalles réguliers en s'auto-entretenant.  regular intervals by self-maintenance.

Le rôle du pot d'admission 3 est de fournir au brûleur la quantité nécessaire de mélange air-gaz. Le ventilateur 10, de même que la bougie 36, ne servent qu'au démarrage, le premier pour assurer un premier balayage de mélange gazeux permettant la mise en régime du brûleur, le second pour enflammer la première fois le mélange introduit dans la chambre d'admission 26 via la valve 25 actionnée sous la  The role of the intake pot 3 is to provide the burner with the necessary amount of air-gas mixture. The fan 10, as well as the spark plug 36, are only used at startup, the first to ensure a first gas mixture sweep for burner control, the second to ignite the first time the mixture introduced into the chamber. admission 26 via the valve 25 actuated under the

pression du mélange envoyé par le ventilateur.  mixture pressure sent by the fan.

Dès le démarrage s'établit ainsi une succession de combustions développant une énergie cinétique suffisante pour assurer ledit balayage et prenant le relais du  From the start, a succession of combustions is established, developing a sufficient kinetic energy to ensure said sweep and taking over from

ventilateur 10 qui, de même que la bougie 36, est arrêté.  fan 10 which, like the candle 36, is stopped.

Le phénomène d'auto-entretien de la combustion cyclique dans un brûleur pulsatoire, à partir d'un point chaud assurant l'auto-allumage est bien connu et n'a  The phenomenon of self-maintenance of cyclic combustion in a pulsating burner, from a hot spot ensuring self-ignition is well known and has not

pas besoin d'être décrit en détail.  no need to be described in detail.

En bref, chaque combustion engendrée dans le brûleur va créer lors de l'échappement les conditions d'établissement en amont de la chambre de combustion d'une dépression provoquant l'ouverture de la valve d'admission permettant ainsi I'introduction dans ladite chambre d'une nouvelle quantité de mélange combustible qui va être à son tour comprimé par le retour de pression des gaz d'échappement et  In short, each combustion generated in the burner will create during the exhaust conditions of establishment upstream of the combustion chamber of a depression causing the opening of the intake valve thus allowing the introduction into said chamber a new amount of fuel mixture which will in turn be compressed by the pressure return of the exhaust gas and

enflammé, la valve se refermant lors de cette compression.  inflamed, the valve closing during this compression.

La chaudière représentée et décrite ci-dessus met en oeuvre ce principe, mais dans un contexte géométrique de l'ensemble brûleur 50-échangeur 51 et grâce à un agencement des éléments d'inflammation du mélange (36, 40) tels que le fonctionnement de la chaudière en régime permanent s'opère à un niveau sonore  The boiler shown and described above implements this principle, but in a geometrical context of the burner assembly 50-exchanger 51 and thanks to an arrangement of the ignition elements of the mixture (36, 40) such as the operation of the boiler in steady state operates at a sound level

remarquablement faible tant en ce qui concerne les bruits générés que les vibrations.  remarkably low both in terms of noise generated and vibrations.

Et cela tout en obtenant un rendement thermique excellent pouvant atteindre 106 %  And that while obtaining an excellent thermal efficiency of up to 106%

sur PCI.on PCI.

Ces performances sont atteintes grâce au cumul des agencements suivants. La forme et l'agencement de l'ensemble tige 35-bougie 36-point  These performances are achieved thanks to the combination of the following arrangements. The shape and arrangement of the entire 35-candle 36-point stem

d'accrochage 40 concourent à un remplissage optimal de la chambre d'explosion 27.  fastening 40 contribute to an optimal filling of the explosion chamber 27.

La forme en tulipe renversée de l'enveloppe 43 de la chambre d'explosion 27  The inverted tulip shape of the envelope 43 of the explosion chamber 27

assure, en combinaison avec la collerette anti-retour 40 et la structure anti-  ensures, in combination with the non-return collar 40 and the anti-roll structure

vibratoire 44, une combustion avec transfert des gaz de manière optimale dans la  vibratory 44, a combustion with optimal transfer of gases in the

chambre d'expansion 28 en prolongement de la chambre dite d'explosion 27.  expansion chamber 28 in extension of the so-called explosion chamber 27.

La structure 44 est chargée à la fois de rigidifier l'extrémité de l'enveloppe 43 afin de limiter sa mise en résonance susceptible de créer des bruits et vibrations. La structure 44 assure également une fonction de filtrage et amortissement lors des mouvements de flux gazeux, à la fois lors de la combustion, les flux gazeux s'écoulant de la chambre 27 vers la chambre 28 et lors de la compression d'une nouvelle quantité de mélange combustible dans la chambre 27, les flux gazeux  The structure 44 is responsible for both stiffening the end of the casing 43 to limit its setting in resonance may create noise and vibration. The structure 44 also provides a function of filtering and damping during gas flow movements, both during combustion, the gas flows flowing from the chamber 27 to the chamber 28 and during the compression of a new quantity of combustible mixture in the chamber 27, the gas flows

s'opérant alors de la chambre 28 vers la chambre 27.  then operating from the chamber 28 to the chamber 27.

L'agencement judicieux de la structure ajourée 44 et son positionnement relatif entre le fond (côté admission) de la chambre d'explosion 27 et le fond 47 de la chambre d'expansion 28, contribuent à la limitation du niveau sonore de fonctionnement de la chaudière, de même également que l'enveloppement à distance  The judicious arrangement of the perforated structure 44 and its relative positioning between the bottom (intake side) of the explosion chamber 27 and the bottom 47 of the expansion chamber 28, contribute to the limitation of the operating sound level of the boiler, as well as the remote wrap

de la chambre d'explosion 27 par la paroi 45 de la chambre d'expansion 28.  of the explosion chamber 27 by the wall 45 of the expansion chamber 28.

D'autres agencements spécifiques à l'invention, tels que le nombre et la répartition périphérique des orifices 48 d'évacuation de la chambre 28, le fond bombé 47, I'orientation des départs 52 des conduits 49, le diamètre des conduits 49, la disposition en hélices de ces derniers et le pas des hélices participent à l'obtention  Other arrangements specific to the invention, such as the number and the peripheral distribution of the discharge openings 48 of the chamber 28, the curved bottom 47, the orientation of the outlets 52 of the ducts 49, the diameter of the ducts 49, the propeller arrangement of these and the pitch of the propellers participate in obtaining

des performances remarquables de la chaudière.  outstanding performance of the boiler.

Il en est de même pour ce qui concerne l'agencement du volume de détente 54 disposé à l'intérieur du système hélicoïdal 53 et, d'une manière générale, du dimensionnement particulier des divers éléments constituant l'ensemble brûleur 50, l'ensemble de détente 51, les compartiments 20, 21 et 22, ainsi que les pots  It is the same with regard to the arrangement of the expansion volume 54 disposed within the helical system 53 and, in general, the particular dimensioning of the various elements constituting the burner assembly 50, the assembly 51, the compartments 20, 21 and 22, as well as the pots

d'admission 3 et de détente 4.admission 3 and relaxation 4.

Il est à noter à ce sujet le rôle de la chambre 20, dite de découplage, dont le dimensionnement, lié à celui du conduit 7, est optimisé pour améliorer les performances de la chaudière et mettre en phase les flux pulsatoires d'apport et de  It should be noted in this respect the role of the so-called decoupling chamber 20, the dimensioning of which, linked to that of the duct 7, is optimized to improve the performance of the boiler and to phase the pulsating input and output flows.

demande en mélange combustible.fuel mixture demand.

Il en est de même de la chambre de détente 21 qui permet d'absorber la succession de flux pulsés provenant de l'échangeur 51 par une mise en phase des flux d'admission et d'extraction via le conduit 12. Sur la figure 3, on a représenté en 55 un dispositif auxiliaire d'amortissement élastique et de limitation des vibrations de la plaque 31 faisant office de siège pour le  It is the same for the expansion chamber 21 which makes it possible to absorb the succession of pulsed flows coming from the exchanger 51 by putting in phase the intake and extraction flows via the duct 12. In FIG. , there is shown at 55 an auxiliary device for elastic damping and for limiting the vibrations of the plate 31 acting as a seat for the

clapet 29.valve 29.

Le dispositif 55 comprend une tige 56 solidaire de la collerette 33, une tête 57 vissée à l'extrémité de la tige 56, un ressort 58 interposé entre la tête 57 et une  The device 55 comprises a rod 56 secured to the flange 33, a head 57 screwed to the end of the rod 56, a spring 58 interposed between the head 57 and a

rondelle libre 59 posée sur la plaque 31.  free washer 59 placed on the plate 31.

En cas de surpression dans la chambre 26, la plaque 31 peut se soulever de la collerette 33 légèrement au droit du dispositif 55. De préférence, plusieurs de ces dispositifs 55 sont prévus à la périphérie de la plaque 31, entre deux vis 60 de  In case of overpressure in the chamber 26, the plate 31 can lift from the flange 33 slightly to the right of the device 55. Preferably, several of these devices 55 are provided at the periphery of the plate 31, between two screws 60 of

1 5 fixation de cette dernière sur la collerette 33.  1 5 fixation of the latter on the collar 33.

Outre les performances au niveau sonore et rendement, la chaudière de  In addition to sound and performance performance, the boiler

l'invention présente d'autres avantages.  the invention has other advantages.

Les fumées issues du pot d'échappement 4 sont à faible température, de l'ordre de 80 C, et sous pression suffisante, ce qui permet l'emploi en sortie de chaudière d'un simple tuyau par exemple en chlorure de polyvinyle, pouvant atteindre plusieurs mètres, pour un rejet à l'atmosphère, évitant ainsi la prévision d'une cheminée. La chaudière est non polluante car la chambre de combustion étant immergée  The fumes coming from the muffler 4 are at a low temperature, of the order of 80.degree. C., and under sufficient pressure, which allows the use at the outlet of a boiler of a simple pipe, for example polyvinyl chloride, which can to reach several meters, for a rejection to the atmosphere, thus avoiding the forecast of a chimney. The boiler is non-polluting because the combustion chamber is submerged

ne génère aucune évacuation. Il n'y as pas non plus d'imbrûlés, ni de suie.  does not generate any evacuation. There is also no unburned or soot.

L'ensemble est par ailleurs robuste et simple d'entretien, le seul organe mobile étant le clapet d'admission 29 et aucun encrassement ne se produisant. Les  The assembly is also robust and easy to maintain, the only movable member being the inlet valve 29 and no fouling occurs. The

éléments métalliques sont de préférence en acier inoxydable.  metal elements are preferably made of stainless steel.

A titre indicatif, la fréquence de fonctionnement de la chaudière est de l'ordre  As an indication, the operating frequency of the boiler is of the order

de 70 à 78 pulsations par seconde.from 70 to 78 beats per second.

Le combustible utilisable est du gaz, mais un combustible solide pulvérulent,  The usable fuel is gas, but a powdery solid fuel,

tel que du charbon, peut aussi être utilisé, le circuit d'admission du mélange air-  such as coal, may also be used, the air-mixture admixture

combustible dans la chambre d'admission du brûleur étant aménagé en conséquence.  fuel in the burner inlet chamber being arranged accordingly.

Enfin, I'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne l'agencement des différents éléments du système  Finally, the invention is obviously not limited to the embodiment shown and described above but covers all variants, particularly with regard to the arrangement of the various elements of the system.

brûleur 50 et du système échangeur 51.  burner 50 and exchanger system 51.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Chaudière à combustion pulsatoire pour la fourniture d'eau chaude, du type comprenant un corps de chauffe (2) pourvu d'un pot d'admission (3) et d'un pot d'échappement (4), dans ledit corps de chauffe étant agencé un ensemble brûleur (50) relié audit pot d'échappement (4) par un système échangeur thermique (51) plongé dans l'eau à réchauffer, ledit ensemble brûleur comportant une valve (25) à clapet annulaire (29) d'admission d'un mélange combustible dans une chambre d'admission (26) munie d'une dispositif de démarrage (36) et débouchant dans une chambre de combustion, caractérisée en ce que ledit corps de chauffe (2) est formé d'une enceinte séparée en trois compartiments dont l'un (20) est relié audit pot d'admission (3) et forme chambre dite de découplage, dont un deuxième (21) est relié audit pot d'échappement (4) et forme chambre de détente des gaz de combustion, le troisième compartiment (22), interposé entre les deux autres, comportant ledit brûleur (50) et ledit système échangeur thermique (51), en ce que ladite chambre d'admission (26) est alimentée à partir de ladite chambre de découplage (20), en ce que ladite chambre de combustion est constituée d'une chambre dite d'explosion (27) ouverte à son extrémité opposée à la chambre d'admission (26), d'une structure ajourée (44) de rigidification et anti- vibratoire fixée à l'extrémité ouverte de ladite chambre d'explosion, d'une chambre dite d'expansion (28) agencée dans le prolongement de la chambre d'explosion (27) et définie par une enveloppe (45) entourant à distance I'enveloppe (43) de la chambre d'explosion (27) et en ce que le système échangeur thermique est constitué d'une pluralité de conduits (49) reliant la chambre d'expansion (28) à la chambre de détente (21) et disposés en hélice axialement à l'ensemble brûleur-échangeur en entourant un prolongement (54) de ladite chambre de  A pulsating combustion boiler for supplying hot water, of the type comprising a heating body (2) provided with an intake pot (3) and a muffler (4), in said body heating means being arranged a burner assembly (50) connected to said exhaust pipe (4) by a heat exchanger system (51) immersed in the water to be heated, said burner assembly comprising a valve (25) with an annular valve (29) for admitting a fuel mixture into an inlet chamber (26) provided with a starting device (36) and opening into a combustion chamber, characterized in that said heating body (2) is formed of a chamber separated into three compartments, one of which (20) is connected to said intake pot (3) and forms a so-called decoupling chamber, a second (21) of which is connected to said exhaust pipe (4) and forms a chamber of expansion of the combustion gases, the third compartment (22), interposed between the two others, comprising said their (50) and said heat exchanger system (51), in that said inlet chamber (26) is fed from said decoupling chamber (20), in that said combustion chamber comprises a chamber said explosion (27) open at its end opposite the inlet chamber (26), a perforated structure (44) for stiffening and anti-vibration fixed to the open end of said explosion chamber, d a so-called expansion chamber (28) arranged in the extension of the explosion chamber (27) and defined by an envelope (45) remotely surrounding the envelope (43) of the explosion chamber (27) and in that the heat exchanger system consists of a plurality of ducts (49) connecting the expansion chamber (28) to the expansion chamber (21) and axially propeller-arranged to the burner-heat exchanger assembly by surrounding a extension (54) of said chamber détente (21).relaxation (21). 2. Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre d'admission (26) est traversée axialement par une tige (35) portant une bougie d'allumage (36) et se prolongeant dans la chambre d'explosion (27) par une collerette (40) située à distance de l'extrémité de la chambre d'admission (26) et assurant les triples fonctions de: constitution d'un point chaud d'inflammation du mélange combustible, établissement d'un écoulement optimal des flux gazeux, constitution  2. Boiler according to claim 1, characterized in that the inlet chamber (26) is traversed axially by a rod (35) carrying a spark plug (36) and extending into the explosion chamber (27). by a flange (40) located at a distance from the end of the inlet chamber (26) and providing the triple functions of: constituting a hot point of ignition of the fuel mixture, establishing an optimum flow of the flows gaseous constitution d'un écran anti-remontée d'explosion vers la chambre d'admission (26).  an anti-lift explosion screen to the inlet chamber (26). 3. Chaudière suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la chambre d'explosion (27) prolongeant la chambre d'admission (26) a une forme de tulipe coaxiale à cette dernière et son orifice de sortie circulaire est munie de ladite  3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the explosion chamber (27) extending the inlet chamber (26) has a tulip shape coaxial with the latter and its circular outlet orifice is provided with said structure ajourée (44).perforated structure (44). 4. Chaudière suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ladite  4. Boiler according to claim 3, characterized in that said structure ajourée (44) a la forme d'une grille, résille ou analogue.  perforated structure (44) in the form of a grid, mesh or the like. 5. Chaudière suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que  Boiler according to one of Claims 1 to 4, characterized in that l'enveloppe (43) de la chambre dite d'expansion (28) a une forme de tulipe en  the envelope (43) of the so-called expansion chamber (28) has a tulip shape in parallèle avec l'enveloppe (43) de ladite chambre d'explosion (27).  parallel with the casing (43) of said explosion chamber (27). 6. Chaudière suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la  Boiler according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the paroi d'extrémité (47) de la chambre d'expansion (28) étant disposée sensiblement parallèlement au plan de ladite structure ajourée (44) et étant bombée vers l'extérieur et percée d'orifices (48) de communication avec lesdits conduits d'échange  end wall (47) of the expansion chamber (28) being disposed substantially parallel to the plane of said perforated structure (44) and being outwardly curved and pierced with orifices (48) communicating with said ducts; 'exchange thermique (49).thermal (49). 7. Chaudière suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les orifices (48) de communication desdits conduits (49) sont régulièrement distribués près de la  7. Boiler according to claim 6, characterized in that the orifices (48) for communicating said conduits (49) are regularly distributed near the périphérie de ladite paroi d'extrémité (47) de la chambre d'expansion (28).  periphery of said end wall (47) of the expansion chamber (28). 8. Chaudière suivant la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que les tronçons de départ (52) des conduits (49) sont sensiblement dirigés vers le centre de  8. Boiler according to claim 6 or 7, characterized in that the starting sections (52) of the ducts (49) are substantially directed towards the center of la chambre d'explosion (27).the explosion chamber (27). 9. Chaudière suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la  Boiler according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the valve d'admission (25) comporte au moins un dispositif (55) d'amortissement élastique de la plaque (31) faisant office de siège pour le clapet d'admission (29),  intake valve (25) comprises at least one elastic damping device (55) for the plate (31) serving as seat for the intake valve (29), interposé entre ladite plaque (31) et le support (33) de cette dernière.  interposed between said plate (31) and the support (33) thereof.