Brevet FR2137384A1 — publié le 19721229

La présente invention a pour objet, à titre de produit industriel nouveaua un dispositif pour récupérer des calories à partir des gaz de combus tion d'une cheminée domestique et pour améliorer le tirage. De nombreux dispositifs ont été proposés pour augmenter le rendement calorifique des cheminées en récupérant une partie des calories transportées par les gaz de combustion? Certains de ces dispositifs comportent des échangeurs tubulaires autour desquels s'écoulent les gaz de combustion et dans lesquels circule de l'air qui est réchauffé avant d'être renvoyé dans l'appartement. L'inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait que le faisceau des tubes échangeurs diminue la section de passage des gaz de combustion ce qui réduit le tirage de la cheminee. Le dispositif selon l'invention remédie à cet inconvénient en réchauf fant del'air,' au contact 'dès gaz chauds de la combustion, à travers des parois échangeuses métalliques qui constituent la paroi interne d'une enceinte à dou ble enveloppe. Cette paroi échangeuse est constituée par une sole, par une plaque de foyer et par un avaloir de forme convergente à l'intérieur duquel circulent les gaz de combustion de sorte que l'écoulement de ceux-ci n est pas freiné. Il existe de nombreux dispositifs qui, pour améliorer le tirage, introduisent de l'air provenant de l'extérieur dans la pièce où se trouve une cheminée. Ces dispositifs permettent d'éviter que la pièce ne soit mise en dépression par le tirage de la cheminée ce qui provoque ensuite des retours de fumée dans la pièce. Ldispositif selon l'invention est une combinaison d'un dispositif récupérateur de chaleur et d'un dispositif pour améliorer le tirage en introduisant de Itair extérieur dans la pièce. A cet effet, l'air qui est réchauffé est prélevé à l'extérieur, de préférence sous le foyer, et il est rejeté dans la pièce, en hauteur et avec une certaine vitesse dûe au tirage naturel provoqué par les différences de densité de l'air froid et de l'air chaud et à l'aspiration provoquée par la dépression existant dans la pièce. L'air réchauffé parcourt ainsi un circuit dans la pièce en s'éloignant d'abord de la cheminée dans la partie haute de la pièce et en mettant en mouvement l'air chaud qui se trouve dans cette partie haute puis en revenant vers la cheminée par laquelle il est aspiré en servant d'air comburant. Ce dispositif permet donc de calfeutrer soigneusement la pièce où se trouve la cheminée afin d'éviter toute entrée d'air froid dans celle-ci. Il entraîne un brassage de l'air et une bonne répartition des calories par convexion dans toute la pièce. Le dispositif selon l'invention est composé d'un conduit en tôle d'acier dans lequel circule de l'air chaud en provenance de l'extérieur de la pièce, cet air étant réchauffé au contact des parois chauffées par les gaz de combustion avant d'être rejeté dans la pièce. Ce conduit est composé d'une gaine horizontale équipée d'une entrée d'air extérieur dont la face supérieure constitue la sole du foyer et d'une gaine verticale qui communique avec la précédente et dont la face antérieure constitue la plaque du foyer. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un avaloir des gaz de combustion, de forme convergente, par exemple, en forme de tronc de pyramide dont toutes les faces sont à double paroi. Les gaz de combustion circulent dans le conduit central de l'avaloir. L'air qui circule dans cet espace intermédiaire sort réchauffé par des orifices placés dans la partie supérieure des compartiments latéraux. Pour accroître la surface d'échange et la rigidité de l'appareil, des cloisons en forme de dièdres sont placées dans la gaine horizontale et dans la gaine verticale. De même, des cloisons horizontales sont placées dans l'espace intermédiaire entre les deux parois de l'avaloir. ta présente invention a également pour objet des cheminées équipées d'un dispositif selon l'invention. Dans des cheminées comportant un conduit de fumée central de faible section et un manteau, on rend étanche le passage entre la base de l'avaloir et le manteau et on raccorde l'orifice du conduit central de l'avaloir au conduit de fumée. Les orifices de sortie d'air réchauffé de l'avaloir débouchent dans l'espace compris entre le conduit de fumée et le manteau. Le manteau comporte, au voisinage du plafond de la pièce, des bouches de soufflage d'air chaud. Dans des cheminées comportant un conduit de fumée de grande section et un manteau, on ne bouche pas l'espace intermédiaire entre l'avaloir et le manteau pour laisser un passage de section suffisante aux gaz de combustion, qui circulent à la fois dans le conduit central de l'avaloir et autour de celui-ci. Les orifices supérieurs de sortie d'air réchauffé de l'avaloir sont raccordés par des gaines à des bouches de soufflage d'air chaud ménagées dans les parois du manteau de la cheminée. Les avantages du dispositif selon l'invention sont les suivants. C'est un dispositif préfabriqué en tôle d'acier1 entièrement indépendant de la maçonnerie de la cheminée. On peut l'installer dans une cheminée existante. Il peut être livré en plusieurs parties, par exemple, la gaine horizontale, la gaine verticale et l'avaloir, lesquelles sont facilement assemblées sur place ce qui réduit l'encombrement de l'appareil en cours de transport. Le dispositif une fois installé est entièrement invisible. La gaine verticale peut être encastrée dans le mur et sa face avant doublée par une plaque de foyer décorative en faute La gaine horizontale est encastrée dans le sol du foyer dont elle sert de sole. L'avaloir est logé à l'intérieur du manteau de la cheminée et n'est pas visible dans la pièce. Le dispositif selon l'invention s'adapte aux foyers ouverts de toutes dimensions sans faire obstacle à l'écoulement des gaz de combustion. Il ne réduit pas la longueur du conduit de fumée qui descend jusqu'à l'avaloir. De ce fait, la règle qui impose une longueur de conduit de fumée d'au moins 3 mètres ou 7 fois la hauteur de l'âtre peut être respectée même dans le cas de toitures en~terrasse. Le dispositif selon l'invention ne comporte pas, comme certains dispositifs récupérateurs connus, des gaines verticales placées sur les côtés du foyer. Il peut donc s'adapter facilement à toutes les formes et dimensions dé foyers. Il peut équiper les cheminées de style et les cheminées d'appartement comportant des montants latéraux et un rideau. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé comme cheminée indépendante dans avoir à être associé à une cheminée maçonnée. Dans ce cas, il suffit d'habiller 1a face avant de l'avaloir et de raccorder la sortie supérieure du conduit de gaz chauds à un conduit de fumée. Les différèntes caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description ci-après de certains modes de réalisation donnés à titre d'exemple, sans caractere limitatif, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspegtive d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective des cloisonnements du dispositif de la figure 1. La figure 3 est une vue de face d'une cheminée équipée d'un dispositif selon l'invention. La figure 4 est une coupe transversale suivant IV IV de la figure 2. La figure 5 est une vue de face d'une autre cheminée équipée d'un dispositif selon l'invention. La figure 6 est une vue suivant VI VI de la figure 5. La figure 1 représente un dispositif composé d'une gaine horizontale 1, d'une gaine verticale 2 et d'un avaloir 3, en tôle d'acier. La gaine 1 est placée sous un foyer domestique de sorte que la face supérieure 4 sert de sole du foyer. Elle comporte un orifice 5 d'entrée d'air en provenance de l'extérieur de la pièce. La gaine 2 est placée à l'arrière d'une cheminée de sorte que la face avant 6 sert de plaque de foyer. Bien entendu, cette plaque avant peut être doublée d'une plaque en fonte décorative. La gaine 2 communique avec la gaine 1. L'avaloir 3 comporte un conduit central 7 en forme de tronc de pyramide, placé au-dessus du foyer, dans lequel passent les gaz de combustion. Toutes les faces de ce conduit central sont à double paroi et l'espace intermédiaire entre les deux parois communique avec la gaine 2. Cet espace intermédiaire se subdivise en un compartiment arrière, deux compartiments latéraux 8a et 8b et un compartiment avant. Le compartiment arrière et le compartiment avant sont obturés, à leur partie supérieure, respectivement par les plaques 9 et 10. Le compartiment arrière communique à sa partie inférieure avec la gaine 2 dont il constitue le prolongement. Le compartiment avant est fermé à sa partie inférieure 11. Les compartiments latéraux Sa et 8b sont fermés à leur partie inférieure 12a et 12b. A leur partie supérieure, ils sont ouverts et présentent des orifices 13a et t3b. La gaine. 2 est équipée d'un registre pivotant 14 et le conduit central de l'avaloir 7 est équipé d'un registre pivotant 15. Le fonctionnement est le suivant. Les gaz de combustion qui s'élèvent du foyer traversent le conduit central 7 de l'avaloir 3. Le registre 15 permet de régler le tirage. L'air extérieur qui pénètre par l'ouverture 5, parcourt les gaines 1 et 2 et les compartiments périphériques de l'avaloir. Il s'échauffe au contact des faces 4 et 5 et au contact des parois internes de l'avaloir qui servent de parois d'échange thermique. L'air réchauffé sort par les orifices 13a et 13b. Le réchauffement de l'air provenant de l'extérieur 'permet de récupérer une partie des calories transportées par les gaz de combustion. On voit que l'échange thermique se fait à travers des parois parallèles au trajet des gaz de combustion. La section de passage de ces gaz n'est pas réduite et le tirage de la cheminée n'est pas freiné comme c'es-t le cas dans les dispositifs équipés d'un échangeur tubula-ire traversé par les gaz de combustion. La figure 2 représente en traits fins le disposit-if de la figure 1 et en traits forts un cloisonnement interne. Celui-ci est composé de cloisons 14, placées dans les gaines 1 et 2 pour augmenter la surface d'échange calorifique et la rigidité des gaines. Ces cloisons sont disposées en forme de dièdres dont les arêtes 15 sont parallèles à la longueur de la gaine 1 et à la hauteur de la gaine 2, c'est-à-dire au sens d'écoulement de l'air. Dans l'espace intermédiaire situé autour du conduit central de l'avaloir 7 sont placées des cloisons horizontales 16 qui occupent les compartiments latéraux et qui se prolongent dans une partie du compartiment arrière. Ces cloisons 16 ont pour but de forcer l'air provenant de la gaine 2, à s'écouler à travers les compartiments latéraux et à passer dans le compartiment avant. Bien entendu les cloisons peuvent être en nombre plus élevé que celui qui est représenté. Les figures 3 et 4 représentent une cheminée domestique comportant un conduit de fumées 17 de faible section, un manteau 18, une poutre ou tablette 19, deux montants latéraux 20a et 20b et un socle 21. Un dispositif 22, conforme à l'invention, est placé dans cette cheminée. La gaine horizontale 23 est encastrée dans le socle 21. L'avaloir 24 est placé à l'inté- rieur du manteau, la base 25 de l'avaloir étant située au niveau de la base de la tablette 19 ou plus haut de sorte que l'avaloir est invisible depuis v la pièce. On obture de façon étanche, par une cloison maçonnée 26, l'espace compris entre la base de l'avaloir et le manteau. On raccorde le conduit central de l'avaloir au conduit de fumée 17 au moyen d'un conduit en tôle 27. Les orifices de sortie d'air chaud des compartiments latéraux de l'avaloir débouchent dans l'espace intermédiaire entre le manteau. De préférence à proximité du plafond, sont disposées des bouches de soufflage d'air chaud 28. Les figures 5 et 6 représentent une cheminée équipée d'un conduit de fumée 29 dont la section-est trop grande pour pouvoir être raccordée sur le conduit central de l'avaloir du dispositif 22. Cette cheminée comporte une hotte 30 qui raccorde le conduit de fumée 29 au manteau 18. Le dispositif 22 selon l'invention est placé dans la cheminée, comme précédémment, la gaine horizontale 23 étant encastrée dans le socle 21 et l'avaloir 24 étant caché derrière le manteau et la poutre 19. Les orifices de sortie d'air chaud placés à la partie haute des compartiments latéraux de l'avaloir sont raccordés par deux gaines en tôle 31a et 31b à deux bouches de soufflage d'air chaud 32a et 32b situées dans le manteau de la cheminée Par contre, l'espace libre entre les parois externes de l'avaloir et le manteau n'est pas obturé de sorte que les gaz de combustion circulent à la fois dans le conduit central de l'avaloir et autour de celui-ci. L'orifice supérieur de sortie des gaz de combustion de l'avaloir débouche dans la hotte- 30. Sur les figures 3, 4, 5 et 6, les doubles flèches représentent le trajet des gaz de combustion et les flèches simples le trajet de l'air réchauffé. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications équivalentes pourront être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemple. Notamment, l'avaloir en forme de tronc-de pyramide peut être remplacé par un avaloir en forme de tronc de cône convergent vers le haut. REVENDICATIONS. 1 - Produit nouveau constitué par un dispositif pour récupérer une partie des calories transportées par les gaz de combustion d'une cheminée domestique et pour améliorer le tirage de celle-ci, lequel dispositif est composé d'un con duit métallique dans lequel circule de l'air provenant de l'extérieur de la pièce, lequel conduit comporte une gaine horizontale équipée d'une entrée d'air extérieur dont la face supérieure constitue la sole du foyer et une gaine verticale dont la face antérieure constitue la plaque du foyer et lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un avaloir des gaz de combustion, de forme convergente vers le haut, dont toutes les faces sont à double paroi, et dont l'espace intermédiaire communique d'une part avec ladite gaine verticale et d'autre part comporte dans la partie supérieure des orifices de sortie de l'air chaud. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit cen tral de l'avaloir a la forme d'un tronc de pyramide convergent vers le haut. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite gaine horizontale et la gaine verticale comportent des cloi sons internes en forme de dièdres dont les aretes sont parallèles au sens d Té- coulement de l'air. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des cloisons horizontales sont disposées dans l'espace intermédiaire entre les deux parois de l'avaloir. 5 - Cheminée domestique comportant un conduit de fumée central de faible section et un manteau, dans laquelle est placé un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conduit central dudit avaloir est raccordé audit conduit de fumée et l'espace libre entre la base de l'avaloir et le manteau de la cheminée est obturé tandis que les orifices su périeurs de sortie d'air réchauffé de l'avaloir débouchent dans l'espace inter médiaire entre le conduit de fumée et le manteau et ledit manteau comporte dans la partie située au voisinage du plafond des bouches de soufflage d'air chaud. 6 - Cheminée domestique comportant un conduit de fumée de grande section et un manteau dans laquelle est placé un dispositif selon l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisée en ce que les orifices supérieurs de sortie d'air réchauffé de l'avaloir sont raccordés par des gaines à des bouches de soufflage d'air chaud ménagées dans les parois du manteau tandis que les gaz de combustion circulent à la fois à 'l'intérieur et autour de l'avaloir.