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Title:
HEAT EXCHANGE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/092326
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchange system (100) comprising: a first circuit (15) for the circulation of a fuel (14); a second circuit (10) for the circulation of a heat transfer fluid (5); and a heat exchanger (8) allowing heat exchange between the fuel (14) and the heat transfer fluid (5). As the heat exchanger (8) comprises a succession of plates (18) defining pairs of channels (28, 29), the heat exchanger (8) comprises a first inlet (12) and a first outlet (13) for the first circuit (14) such that some (29) of said channels (28, 29) form part of the first circuit (15), as well as a second inlet (21) and a second outlet (22) for the second circuit (3) such that the remaining channels (28) form part of the second circuit (10), the channels of the first circuit (29) and the second circuit (28) alternating along the succession of the plates.

Inventors:
SEBBAN, Alain (34 rue Arson, Nice, 06300, FR)
Application Number:
FR2018/000207
Publication Date:
May 16, 2019
Filing Date:
August 20, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SEBBAN, Alain (34 rue Arson, Nice, 06300, FR)
International Classes:
F02M31/16; F01P3/12; F23D11/24; F23K5/20; F28D9/00
Foreign References:
EP1493903A12005-01-05
FR2770621A11999-05-07
FR2812715A12002-02-08
FR2796134A12001-01-12
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système d'échange de chaleur (100) comprenant:

-un premier circuit (15) pour la circulation d'un combustible (14); -un deuxième circuit (10) pour la circulation d'un fluide caloporteur (5);

-un échangeur thermique (8) permettant l'échange thermique entre le combustible (14) et le fluide caloporteur (5); caractérisé en ce que l'échangeur thermique (8) comprend une succession de plaques (18) délimitant deux à deux des canaux (28, 29), en ce que l'échangeur thermique (8) comprend une première entrée (12) et une première sortie (13) pour le premier circuit (15) de sorte qu'une partie (29) desdits canaux (28, 29) forme une partie du premier circuit (15), en ce que l'échangeur thermique comprend une deuxième entrée (21 ) et une deuxième sortie (22) pour le deuxième circuit (10) de sorte que la partie (28) restante desdits canaux (28, 29) forme une partie du deuxième circuit (10) et en ce que les canaux du premier circuit (29) et du deuxième circuit (28) sont alternés lorsque l'on suit la succession de plaques.

2. Système d'échange de chaleur (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que les plaques (18) sont disposées de sorte que hg = t x hc, où:

- hc est une hauteur des canaux du premier circuit (15);

- hg est une hauteur des canaux du deuxième circuit (10); - 1 est compris entre 1 ,8 et 2,5.

3. Système d'échange de chaleur (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (8) de forme sensiblement parallélépipédique comprend un premier côté (30) muni de la première sortie (13) et de la deuxième entrée (21) et un deuxième côté (31) muni de la première entrée (12) et de la deuxième sortie (22) de sorte que dans l'échangeur thermique, les sens de circulation du premier circuit (15) et du deuxième circuit (10) soient opposés.

4. Système d'échange de chaleur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide caloporteur (5) comprend de l'éthylène glycol ou de l'eau déminéralisée avec de l'alcool.

5. Système d'échange de chaleur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible (14) est choisi parmi l'un des liquides suivants: mazout, fuel, fioul, diesel ou gasoil.

6. Système d'échange de chaleur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième circuit (10) comprend un bac de stockage (1) avec du fluide caloporteur (5) et une pompe (7) disposée entre le bac de stockage (1) et l'échangeur thermique (8) pour y faire circuler le fluide caloporteur (5).

7. Système d'échange de chaleur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance chauffante (2) disposée dans le bac de stockage (1 ) pour chauffer le fluide caloporteur (5). 8. Système d'échange de chaleur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la résistance chauffante (2) et la pompe (7) sont configurées pour que la température du combustible (14) au niveau de la première sortie (13) soit comprise entre 85°C et 90°C.

9. Système d'échange de chaleur (100) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la pompe (7) est configurée pour que dans l'échangeur thermique (8), le débit du fluide caloporteur (5) soit au moins 100 fois supérieur à celui du combustible (14).

10. Système d'échange de chaleur (100) selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un boitier (20) contenant l'échangeur thermique (8) et les deux circuits (15, 10) et en ce qu'il comprend de la laine de roche disposée dans le boîtier (20) autour de l'échangeur thermique (8) et du bac de stockage (1 ).

1 1. Chaudière (300) comprenant:

-une chambre de combustion (204), -un gicleur (201) pour amener un combustible (14) dans la chambre de combustion (204),

-un brûleur (202) branché en amont du gicleur (201 ), le brûleur étant muni d'un ventilateur (203), ledit ventilateur (203) étant alimenté par une connexion électrique (24) et -un système d'échange de chaleur (100) selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que le premier circuit (15) du système d'échange de chaleur étant branché en amont du gicleur (201), la pompe (7) est branchée sur la connexion électrique (24) du ventilateur (203) de sorte que la pompe (7) fonctionne de manière synchronisée avec les cycles de la chaudière (200).

Description:
SYSTEME D'ECHANGE DE CHALEUR

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

La présente invention porte sur un système d'échange de chaleur destiné à chauffer un combustible avant sa combustion par exemple dans une chaudière. L'invention porte également sur une chaudière comprenant un tel système d'échange de chaleur.

L'invention concerne un système d'échange de chaleur destiné par exemple au réchauffage du fioul domestique. Ce système d'échange de chaleur peut être installé dans des chaudières disposées de manière non limitative dans les maisons individuelles, les immeubles de toutes tailles, les industries, les usines.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE

Nous connaissons les effets du réchauffage du fioul sur son aspect physique. Ce procédé a été expérimenté en 1903, par Monsieur William COHEN, du Tennessee (Etats Unis d'Amérique).

Le réchauffage de ce combustible, a pour effet, à 90°C de réduire dans sa presque totalité, la viscosité contenue dans le liquide, ce qui occasionne, à l'inverse, une augmentation très significative, de son volume massique, rendant ainsi le combustible plus propre et d'une meilleure inflammabilité. Nous connaissons quantité de brevets sur le préchauffage du fioul, certains réchauffant de très grosses quantités ou au contraire de très petits volumes.

Par exemple, il est connu de la demande de brevet FR2796134 publiée le 2001 -01-12 et inventée par nous même, un dispositif de préchauffage du fioul comportant un circuit chauffé dans lequel circule le fioul avant sa combustion notamment dans une chaudière. Selon cette demande de brevet, le dispositif comporte au moins un corps de chauffe (1 , 2, 3) formé d'un élément extérieur (8 a, b, c) et d'un élément intérieur (7 a, b, c) emboîtés et s'étendant longitudinalement dans la même direction de façon à définir, entre la paroi interne de l'élément extérieur (8 a, b, c) et la paroi externe de l'élément intérieur (7 a, b, c), un espace intercalaire constituant le circuit chauffé. Cette demande de brevet est applicable au préchauffage du fioul avant son utilisation notamment dans des chaudières.

A l'époque il s'était avéré nécessaire de réaliser des économies sur les combustibles. Cependant, malgré certaines avancées dans le domaine, les chauffagistes non jamais été unanimes quant à l'utilisation de ces procédés.

Les raisons principales sont à notre avis leur volume, leur poids, leur conception, leur prix et leur rapport coût/économie. Il nous a donc fallu tenir compte de tous ces critères pour réaliser un système éliminant tous ces inconvénients.

Certains préchauffeurs présentaient de très gros volumes, d'autres utilisaient des serpentins. Dans tous ces préchauffeurs, le même défaut apparaissait.

A savoir que le fioul froid entrant, envoyé par une pompe de 12 à 14 bars, refroidissait le fioul chaud, pourtant chauffé par des résistances dépassant souvent les 3000 watts. Le fait est que ces préchauffeurs chauffaient dans les serpentins des volumes ayant une surface d'échange faible, donc très difficiles à chauffer de façon constante, durant toute la durée du cycle du brûleur.

Pour notre système, nous avons augmenté la surface d'échange tout en résolvant au moins en partie les inconvénients.

OBJET DE L'INVENTION

L'invention a pour objet de répondre à ce souhait tout en remédiant à au moins un de ces inconvénients précités.

Suivant l'invention, il est proposé un système d'échange de chaleur comprenant:

-un premier circuit pour la circulation d'un combustible;

-un deuxième circuit pour la circulation d'un fluide caloporteur; -un échangeur thermique permettant l'échange thermique entre le combustible et le fluide caloporteur;

Selon une caractéristique générale, l'échangeur thermique comprend une succession de plaques délimitant deux à deux des canaux, l'échangeur thermique comprend de plus une première entrée et une première sortie pour le premier circuit de sorte qu'une partie desdits canaux forme une partie du premier circuit, l'échangeur thermique comprend également une deuxième entrée et une deuxième sortie pour le deuxième circuit de sorte que la partie restante desdits canaux forme une partie du deuxième circuit, et les canaux du premier circuit et du deuxième circuit sont alternés lorsque l'on suit la succession de plaques.

De préférence, le deuxième circuit forme un circuit fermé et comprend dans ce cas une soupape de sécurité. On évite ainsi l'utilisation d'un serpentin disposé dans un récipient et dans lequel circule un volume de combustible, ce volume présentant une surface d'échange limitée avec le liquide du récipient.

Avec ces plaques au contraire, on maximise la surface d'échange par rapport aux volumes des canaux en choisissant une hauteur des canaux faible par exemple inférieur à 3 mm de préférence inférieure à 1.5 mm, cela permet d'obtenir une bonne montée en température du combustible.

Les plaques sont de préférence délimitées par deux plans parallèles de sorte que l'échangeur thermique est facile à construire.

Du fait que les canaux du premier circuit et du deuxième circuit sont alternés lorsque l'on suit la succession de plaques, chaque plaque disposée entre deux canaux forme une interface d'échange. De plus, les liquides contenus dans chacun des deux types de canaux, se croisent en permanence, ceux-ci étant parfaitement étanches les unes vis a vis des autres. On peut prévoir par exemple un nombre minimal de 10 interfaces d'échanges afin de permettre un chauffage suffisant du combustible par le fluide caloporteur.

On obtient ainsi un système d'échange simple à mettre en place dans lequel le combustible entre dans l'échangeur pour serpenter dans des canaux définis par des plaques par exemple en inox et prendre ainsi la température du fluide caloporteur, puis ressortir de l'échangeur par la sortie et aller vers des gicleurs d'une chaudière.

C'est la chaleur du fluide caloporteur que nous utilisons pour réchauffer le combustible.

En chauffant le combustible, on améliore le rendement lors du brûlage du combustible. En effet, un combustible chaud, dépourvu de sa viscosité, se consume beaucoup mieux, et dans sa presque totalité, d'où automatiquement, moins de rejets de gaz polluants dans l'atmosphère. En effet, nous connaissons l'effet de pollution dégagée par la combustion des combustibles: mazout, fioul, diesel, gasoil. Une véritable guerre est menée contre ces types de combustibles, responsables du décès de plusieurs milliers de personnes par an. La seule cause de cette pollution, est cette viscosité contenue dans ces carburants. L'existence de cette viscosité est du a un raffinage moindre que celui de l'essence, afin d'obtenir un carburant moins cher.

C'est à ce niveau qu'intervient notre invention: dépolluer ce type de carburant. En effet, le fait de chauffer ce dit carburant, entre 85 et 90°c, dissous complètement la viscosité, rendant le mazout, le fioul, le diesel, le gasoil, aussi propre qu'une essence, donc plus combustible et surtout moins polluant.

C'est un peu comme si ces combustibles subissaient un deuxième raffinage, plus pousse que le premier raffinage, afin de le rendre plus propre, dépourvu de sa viscosité et par voie de conséquence, moins polluant. En résume, l'utilisation généralisée de notre invention permettrait de sauver, chaque année, des milliers de vie, surtout chez les enfants et les personnes âgées, premières victimes de la pollution atmosphérique, du aux gaz d'échappement, non seulement de tous les véhicules utilisant ces combustibles, mais également des bateaux, des usines, des maisons individuelles et de tous les immeubles. D'autre part, on réduit l'encrassement des gicleurs et de la chaudière en général.

Selon d'autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison : -les plaques sont disposées de sorte que hg = t x hc, où:

-hc est une hauteur des canaux du premier circuit; -hg est une hauteur des canaux du deuxième circuit;

-t est compris entre 1 ,8 et 2,5.

En choisissant un facteur supérieur à 1 on augmente la section des canaux du deuxième circuit de sorte que pour un débit donné dans ces canaux, la vitesse diminue, ce qui permet un échange plus intense avec les canaux du premier circuit. De plus, avec des canaux de section plus importante, le volume du fluide caloporteur est plus important que le volume de combustible ce qui rend plus difficile son changement de température.

Toutefois, à nombre d'interfaces d'échange constant, la hauteur de l'échangeur thermique augmente linéairement avec le facteur t. Ainsi en choisissant une plage pour le facteur allant de 1.8 et 2.5, on obtient un compromis optimal entre d'une part un chauffage efficace du combustible par le fluide caloporteur et d'autre part la hauteur du système d'échange de chaleur.

On entend notamment par chauffage efficace que le combustible est chauffé par le fluide caloporteur principalement et que de manière marginale le fluide caloporteur est refroidit par le combustible.

-l'échangeur thermique de forme sensiblement parallélépipédique comprend un premier côté muni de la première sortie et de la deuxième entrée et un deuxième côté muni de la première entrée et de la deuxième sortie de sorte que dans l'échangeur thermique, les sens de circulation du premier circuit et du deuxième circuit soient opposés.

On obtient ainsi dans l'échangeur thermique, un échange de chaleur plus homogène entre le premier et le deuxième circuit.

-le fluide caloporteur comprend de l'éthylène glycol ou de l'eau déminéralisée avec de l'alcool.

Il s'agit d'un fluide caloporteur de température d'ébullition élevée ce qui permet d'utiliser un fluide caloporteur chauffé à une température supérieure à 100°C comme par exemple 135°C dans le cas d'un circuit fermé pour permettre ainsi un chauffage plus rapide et plus intense du combustible. L'éthylène glycol est également connu de l'homme du métier sous l'acronyme MEG.

-le combustible est choisi parmi l'un des liquides suivants: mazout, fuel, fioul, diesel ou gasoil.

Il s'agit de combustibles dont la viscosité peut être fortement réduite par chauffage. Cela permet une augmentation du rendement dans la chaudière.

-le deuxième circuit comprend un bac de stockage avec du fluide caloporteur et une pompe disposée entre le bac de stockage et l'échangeur thermique pour y faire circuler le fluide caloporteur.

En plaçant l'échangeur thermique juste après la pompe on assure dans le deuxième circuit, une bonne circulation du fluide caloporteur dans les canaux.

-le système d'échange de chaleur comprend une résistance chauffante disposée dans le bac de stockage pour chauffer le fluide caloporteur.

De plus, en plaçant les canaux du deuxième circuit juste en aval de la résistance chauffante et de la pompe, on assure que le fluide caloporteur est chaud pour réchauffer le combustible dans les canaux du premier circuit. -la résistance chauffante et la pompe sont configurées pour que la température du combustible au niveau de la première sortie soit comprise entre 85°C et 90°C.

Il s'agit en effet, de la température idéale pour dissoudre la totalité de la viscosité contenue dans les combustibles fioul, mazout, diésel, gasoil. C'est en effet cette viscosité qui empêche le combustible de brûler en totalité. Sans cette viscosité, on obtient l'équivalent d'un combustible ayant subit un raffinage plus poussé jusqu'à devenir de l'essence.

Une fois cette viscosité disparue, la température de 90°C permet au fioul de développer son volume massique de 30 à 35 %, en fonction de la qualité du combustible, d'obtenir une meilleure combustion et d'éliminer les gaz polluants qui empoisonnent l'atmosphère.

C'est donc à cette température que le combustible présente la viscosité la plus faible et un meilleur rendement lors de sa combustion tout en évitant la cokéfaction.

-la pompe est configurée pour que dans l'échangeur thermique, le débit du fluide caloporteur soit au moins 100 fois supérieur à celui du combustible.

La quantité du fluide caloporteur circulant entre les plaques, est fonction du débit de la pompe. Ainsi avec débit qui est disproportionné par rapport à ce que peut être le débit du combustible consommé par le gicleur, on assure ainsi un parfait réchauffage du combustible et on évite le refroidissement du fluide caloporteur par le combustible.

On assure donc une température quasi constante du fluide caloporteur tandis que la température du combustible va tendre vers celle du fluide caloporteur après que celui ci ait été chauffé par la résistance chauffante.

-le système d'échange de chaleur comprend un boîtier contenant l'échangeur thermique et les deux circuits et en ce qu'il comprend de la laine de roche disposée dans le boîtier autour de l'échangeur thermique et du bac de stockage. On obtient ainsi, un boitier sensiblement isotherme notamment au niveau de l'échangeur thermique et donc une température constante de l'échangeur thermique et du fluide caloporteur.

L'invention a également pour objet une chaudière comprenant: -une chambre de combustion,

-un gicleur pour amener un combustible dans la chambre de combustion,

-un brûleur branché en amont du gicleur, le brûleur étant muni d'un ventilateur, ledit ventilateur étant alimenté par une connexion électrique et

-un système d'échange de chaleur tel que décrit précédemment. Selon une caractéristique générale, le premier circuit du système d'échange de chaleur étant branché en amont du gicleur, la pompe est branchée sur la connexion électrique du ventilateur de sorte que la pompe fonctionne de manière synchronisée avec les cycles de la chaudière.

Ainsi, la pompe fonctionne uniquement pendant le temps de fonctionnement du brûleur, soit environ 3 minutes, réduisant au maximum la dépense énergétique de la pompe.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en œuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :

-la figure 1 représente selon un mode de réalisation, un schéma de principe de l'invention.

*

-la figure 2 représente un mode de réalisation de l'échangeur selon l'invention. -la figure 3 représente de manière schématique une chaudière selon l'invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION

Sur la figure 1 , on peut voir un système d'échange de chaleur 100 comprenant:

- un premier circuit 15 dans lequel circule un combustible 14 selon un sens de circulation 16

- un deuxième circuit 10 dans lequel circule un fluide caloporteur 5 selon un sens de circulation 1 1

-un bac par exemple en inox 1 , pour le fluide caloporteur

-une résistance chauffante 2 disposée dans le bac, pour y chauffer le fluide caloporteur

-un thermostat 3

-un bouchon de remplissage du fluide caloporteur 4

-une soupape de sécurité 6 pour le deuxième circuit 10

-un échangeur thermique 8 comprenant une succession de plaques 18 -une entrée 12 du combustible 14 dans l'échangeur thermique 8, dite première entrée

-une sortie 13 du combustible 14 dans l'échangeur thermique 8, dite première sortie

-une entrée 21 du fluide caloporteur 5 dans l'échangeur thermique 8, dite deuxième entrée

-une sortie 22 du fluide caloporteur 5 dans l'échangeur thermique 8, dite deuxième sortie

-un canal 28 entre deux plaques 18 dans lequel circule le fluide caloporteur 5 -un canal 29 entre deux plaques 18 dans lequel circule le combustible 14 -une entrée 27 du premier circuit 15 par laquelle entre le combustible 14 -une sortie 17 du premier circuit 15 par laquelle sort le combustible 14 chauffé vers des gicleurs d'une chaudière (non visible sur la figure 1 , visible sur la figure 3)

-une laine de roche disposée notamment dans le boîtier autour de l'échangeur thermique 8 et du bac 1

-un boîtier 20 pouvant comprendre un couvercle serti par des rivets

-une poignée de transport 22

-une prise électrique pour la résistance 23

-une connexion électrique 24, cette connexion électrique 24 étant utilisée pour l'alimentation d'un ventilateur d'un brûleur d'une chaudière (non visible sur la figure 1 , visible sur la figure 3) ayant un gicleur duquel le premier circuit 15 est placé en amont par l'intermédiaire de la sortie 17

-une presse étoupe 25 de la connexion électrique 24

-quatre pieds du boîtier 26 Le fluide caloporteur peut par exemple être de l'eau déminéralisée additionnée d'alcool 5.

L'échangeur thermique 8 est composé d'une succession de plaques 18 qui forment nombre X de canaux du deuxième circuit 28 et un nombre Y de canaux du premier circuit 29, X étant sensiblement égal à Y. Comme cela sera explicité dans la figure 2, il est par exemple prévu que dans l'échangeur thermique 8, les canaux du deuxième circuit 10 contenant le fluide caloporteur 5 ont une contenance double de celle des canaux du premier circuit 15 contenant le combustible 14, assurant ainsi un meilleur chauffage du combustible 14. De plus, les canaux du premier circuit 29 et du deuxième circuit 28 sont alternés lorsque l'on suit la succession de plaques, de sorte que chaque plaque disposée entre deux canaux forme une interface d'échange et que les canaux 28 et 29 de l'échangeur thermique 8 se croisent en permanence. Toutefois, les deux liquides, le fluide caloporteur chauffant et le combustible chauffé, ne peuvent se mélanger, chacun des deux circuits étant parfaitement isolé l'un de l'autre par les plaques 18 étanches.

Le deuxième circuit 10 comprend par exemple au moins un tuyau. Il s'agit notamment du tuyau de retour du fluide caloporteur 5 vers le bac 1. Dans ce cas, on peut prévoir de la laine de roche autour du tuyau de retour et également une gaine isolante thermique 19 disposée sur le tuyau de retour. Ce tuyau est par exemple un tube inox.

Le deuxième circuit peut comprendre une pompe 7 permettant d'amener le fluide caloporteur du bac 1 vers l'échangeur thermique 8 pour l'y faire circuler. Avantageusement cette pompe est branchée sur la connexion électrique 24 du ventilateur du brûleur de sorte que la pompe 7 fonctionne de manière synchronisée avec les cycles de la chaudière 300 comme cela est explicité plus en détail ci-après.

Dans le deuxième circuit 10, le fluide caloporteur 5 suit un cycle, bac, pompe, échangeur thermique, tuyau de retour, bac. Il s'agit d'un circuit fermé de chauffage, autonome, totalement indépendant de tout apport extérieur.

Par exemple, le thermostat 3 fait partie intégrante de la résistance chauffante 2. On peut par exemple régler le thermostat de sorte que la température basse du fluide caloporteur est calibrée à 85°C tandis que la température haute est calibrée à 90°C.

L'ensemble des deux circuits et l'échangeur thermique est enfermé dans le boîtier 20, lui même supporté par les quatre pieds 26, assurant une très bonne stabilité. Une poignée 22 permet un transport facile, le système étant d'un poids très léger, par exemple ne dépassant pas 6 Kg. Le bac 1 et l'ensemble des éléments contenu dans le boîtier 20 en dehors de la pompe, sont isolés par de la laine de roche, assurant une parfaite isolation. De ce fait, la mise en route de la résistance chauffante devient rare, car, la température ne descend vers les 85°C qu'après près de 200 cycles de brûlage, la chaudière fonctionnant par cycles comme cela est explicité ci après. En d'autres termes, il est décrit suivant le mode de réalisation de la figure 1 , un système d'échange de chaleur 100 comprenant:

-un premier circuit 15 pour la circulation d'un combustible 14;

-un deuxième circuit 10 pour la circulation d'un fluide caloporteur 5; -un échangeur thermique 8 permettant l'échange thermique entre le combustible 14 et le fluide caloporteur 5.

L'échangeur thermique 8 comprend une succession de plaques 18 délimitant deux à deux des canaux 28, 29, une première entrée 12 et une première sortie 13 pour le premier circuit 15 de sorte qu'une partie 29 desdits canaux 28, 29 forme une partie du premier circuit 15. Il comprend également une deuxième entrée 21 et une deuxième sortie 22 pour le deuxième circuit 10 de sorte que la partie 28 restante desdits canaux 28, 29 forme une partie du deuxième circuit 10.

Le premier circuit et le deuxième circuit utilisant en commun l'échangeur thermique sont toutefois parfaitement étanches l'un par rapport à l'autre.

De plus, les canaux du premier circuit 29 et du deuxième circuit 28 sont alternés lorsque l'on suit la succession de plaques.

Par exemple, l'échangeur thermique 8 est de forme sensiblement parallélépipédique et comprend un premier côté 30 muni de la première sortie 13 et de la deuxième entrée 21 et un deuxième côté 31 muni de la première entrée 12 et de la deuxième sortie 22 de sorte que dans l'échangeur thermique, les sens de circulation du premier circuit 15 et du deuxième circuit 10 soient opposés.

On peut prévoir que la pompe 7 permettant d'amener le fluide caloporteur du bac pour le faire circuler dans l'échangeur thermique est configurée pour que dans l'échangeur thermique 8, le débit du fluide caloporteur 5 soit au moins 100 fois supérieur à celui du combustible 14. Par ailleurs, il est prévu de brancher le premier circuit 15 du système d'échange de chaleur en amont d'un gicleur (non visible sur la figure 1 , visible sur la figure 3).

La figure 2 représente un mode de réalisation de l'échangeur selon l'invention. Sur cette figure 2, on peut voir un des canaux 29 du premier circuit 15 et un des canaux 28 du deuxième circuit 10.

Comme on peut le voir le canal 28 présente une hauteur hg tandis que le canal 29 présente une hauteur hc. Plus précisément, hc est la hauteur entre deux plaques des canaux du premier circuit 15 et hg est la hauteur entre deux plaques des canaux du deuxième circuit 10. Les plaques sont écartées de telle sorte que hg = t x hc, formule dans laquelle t est compris entre 1 ,8 et 2,5.

Par exemple, dans le cas où il y 10 interfaces d'échange, Y = 6 et X= 5 et la hauteur minimale de l'échangeur thermique est: H= 6 x hc + 5 x t x hc + 12 x c = dans laquelle c est l'épaisseur d'une plaque et hc est la hauteur du canal 29,

C'est à dire dans le cas t = 2 et hc= 1 ,5 mm: H= 42 mm.

La figure 3 illustre une chaudière 300 comprenant:

-une chambre de combustion 204 -un gicleur 201

-un brûleur 202 muni d'un ventilateur 203, le ventilateur étant alimenté par une connexion électrique 24 et

-une pompe à combustible 205 de 12 à 14 bars par exemple.

-un système d'échange de chaleur 100 tel que décrit précédemment, ledit système d'échange de chaleur étant disposé préférentiellement sur une ligne de gicleur 206 de la chaudière, entre le brûleur 202 et le gicleur 201. Il est prévu que le premier circuit 15 du système d'échange de chaleur étant branché en amont du gicleur 201 , la pompe 7 est branchée sur la connexion électrique 24 du ventilateur 203 de sorte que la pompe 7 fonctionne de manière synchronisée avec les cycles de la chaudière 200. Par exemple, la pompe 7 présente une puissance électrique faible par exemple de l'ordre de 60 watts.

Dans la chaudière 300, le gicleur 201 permet l'introduction du combustible 14 dans la chambre de combustion 204 pour sa combustion.

La chaudière fonctionne par cycle, c'est à dire que son fonctionnement comprend plusieurs cycles de brûlage par exemple de 3 minutes. Pendant un cycle de brûlage, le combustible est amené par le gicleur 17 dans la chambre de combustion 204 et le ventilateur 203 fonctionne. Entre deux cycles de brûlage, il peut être prévu un cycle de repos pendant lequel le combustible n'est pas amené par le gicleur 17 dans la chambre de combustion 204. Lors d'un cycle de brûlage, le ventilateur est alimenté par la connexion électrique 24 qui est activée et le gicleur 17 amène du combustible 14. Etant donné que l'on branche la pompe 7 sur la connexion électrique 24 cette pompe 7 pompe le fluide caloporteur 5 pendant le cycle de brûlage. Il s'agit du moment pendant lequel le combustible 14 est amené au gicleur 17 et donc pendant lequel le chauffage du combustible 14 par le système d'échange de chaleur est très pertinent. Pendant les cycles de repos, la connexion électrique 24 n'est pas activée, elle est par exemple au potentiel électrique zéro ce qui fait que le ventilateur 203 mais aussi la pompe 7 ne fonctionnent pas. Ainsi, la pompe 7 fonctionne uniquement pendant un cycle de brûlage correspondant au temps de fonctionnement du brûleur, soit environ 3 minutes, réduisant au maximum la dépense énergétique de la pompe.

En d'autres termes, notre concept tel que décrit dans les figures 1 , 2 et 3 comprend les éléments suivants : ) Un bac 1 de préférence en inox destiné à recevoir le fluide caloporteur par exemple de l'eau déminéralisée additionnée de 5% d'alcool, d'une résistance chauffante 2 de 400 watts seulement à montée lente (en 4 heures) afin de ne pas dénaturer l'eau déminéralisée le cas échéant. La résistance chauffante 2 est munie d'un thermostat 3 incorporé au corps même de la résistance chauffante 2, pour capter en temps réel les variations de température.

Par exemple, la température haute du fluide caloporteur 5 est limitée à 90°C, sans que celle ci ne puisse être dépassée.

Par exemple, la température basse du fluide caloporteur 5 est limitée à 85°C, sans que celle ci ne puisse descendre plus bas. 2°) Une pompe 7 pour la vidange du bac d'une capacité d'évacuation de 3000 litres à l'heure, d'une puissance de 60 watts. La pompe 7 est avantageusement branchée la connexion électrique du ventilateur du brûleur, afin de fonctionner uniquement pendant le temps de fonctionnement du brûleur, soit environ 3 minutes, réduisant au maximum la dépense énergétique de la pompe.

La pompe 7 est munie d'une entrée haute recevant le fluide caloporteur 5 du bac, d'une sortie basse pour évacuer ce fluide dans l'échangeur thermique 8.

3°) L'échangeur thermique reçoit le fluide caloporteur 5 chauffé par la résistance chauffant et se compose de plaques formant des canaux 28 et 29. Certains de ces canaux référencés 28 recevant le fluide caloporteur 5 tandis que les autres canaux référencés 29 reçoivent le combustible qui prend instantanément la température du fluide caloporteur 5.

Cet échangeur thermique, que nous avons fait fabriquer pour nos besoins, comporte une particularité : les canaux 28 recevant le fluide caloporteur 5, ont par exemple, une contenance qui est la double de celle des canaux 29 recevant le combustible. De ce fait, la pompe envoie la même quantité de liquide chaud, mais ce liquide chaud stagne plus de temps que si les plaques eau/combustible avaient les mêmes contenances. De ce fait, le fluide caloporteur 5 chauffe de manière plus intense le combustible, alors que celui-ci ne peut en aucun cas refroidir le fluide caloporteur 5. 4°) Le deuxième circuit comprend un tuyau de retour par exemple un tube inox placé à la sortie 22 de l'échangeur thermique pour pénétrer dans le bac afin de ramener le fluide caloporteur dans le bac.

Plusieurs essais ont été réalisés comme explicités ci après. Un brûleur de 100 kW utilise un premier gicleur pour chasser l'air, de 6 galons, et un deuxième gicleur de 7 galons pour la consommation du combustible. Sachant qu'un galon est égal à 3,7 litres, la consommation de ce brûleur est de : 3,7 X 7 = 25,9 litres. Disons 26 litres par heure.

Notre pompe débite 3000 litres/heure pour un débit de consommation de combustible de 26 litres/heure. L'énorme disproportion est alors 100 fois supérieure du liquide chauffant par rapport au liquide à chauffer.

Dans le cas d'un brûleur de 50 kW, la consommation la différence serait alors de 200 fois.

Dans le bac 1 que nous remplissons du fluide caloporteur 5, nous installons une résistance 2 d'une puissance de 400 watts à montée lente en température, pour que le fluide caloporteur 5 atteigne 90°C.

Sous le bac 1 , nous plaçons une pompe de vidange 7 d'une capacité d'évacuation de 3000 litres heure et de 60 watts seulement. La pompe 7 le fluide caloporteur 5 du bac 1 pour la renvoyer vers la deuxième entrée 21 de l'échangeur thermique 8.

Durant tous nos essais en laboratoire, la température du fluide caloporteur 5, n'est redescendue à 85°C qu'après 200 cycles, cela étant dû à ce que le circuit du fluide caloporteur 5, se retrouve en un circuit fermé, et que tous les éléments métalliques inox à savoir le bac, l'échangeur thermique et le tuyau de retour le cas échéant sont enfermés dans de la laine de roche.

De plus, durant ces essais, il est apparu que la quantité du fluide caloporteur 5 du bac 1 est fonction du débit de la pompe 7 alors que le débit du combustible 14 est fonction de la consommation du brûleur. Pour des brûleurs d'une capacité de plus de 100 kW, l'augmentation de notre appareil ne sera que de 10 à 15% de plus. Sur la base de ces essais, nous pouvons affirmer que les gaz polluants dégagés lors de différents essais, ont d'ores et déjà diminués d'un minimum de 30%, ces 30% n'ayant pas été consommés, par conséquent, aucune pollution rejetée. Quant aux 70% consommés avec un combustible chaud, et qui a mieux brûlé qu'un combustible froid, la dépollution engendrée s'ajoute aux 30%.

De ce fait, nous sommes assurés que le fluide caloporteur 5 par exemple dans les tests de l'eau déminéralisée étant à 90°C, circulant dans des canaux dont la contenance est double que celles du combustible, ce dernier, à la sortie de l'échangeur thermique, est bien de 90°C.

Tel que nous avons construit notre prototype, de très petite taille, et d'un poids ne dépassant pas les 6 kg, cet appareil, est capable de chauffer le fioul d'un brûleur atteignant les 100 kW.

Nous avons ainsi réalisé un dispositif alliant un volume peu encombrant, d'un poids très léger, pouvant être manipulé aisément par l'homme de l'art. Il présente l'avantage supplémentaire d'être facile à fabriquer ce qui permet un prix très bas et rend notre système facilement commercialisable et d'un rapport coût/économie défiant toute concurrence.

Il est à noter que les éléments électriques permettent une dépense énergétique très basse, si l'on tient compte d'une résistance 2 ne se remettant en service que rarement, et d'une pompe 7 de 60 Watts/heure, ne fonctionnant qu'avec le temps de fonctionnement du brûleur, soit 3 minutes environ.

Notre système est non seulement un économiseur de combustible, mais surtout un appareil dépollueur de premier plan, capable de rendre de très grands services à la planète entière.

Du fait que la consommation est très nettement réduite, l'impact sur l'environnement devient très significatif.