Brevet FR2271530A1 — publié le 19751212

La présente invention est relative à un échangeur thermique et concerne plus spécialement, wais non exclusivement, un écnan eur pouvant être substitue a une partie, au moins, d'un conduit de cheminée, en particulier à une partie d'un conduit de cheminée d'appartement a foyer ouvert. De telles cheminées d'appartement, dont l'autre est largement ouvert vers la pièce à chauffer et où lton brûle des comDustibles comme le Dois ou le charbon, ont un rendement thermique médiocre, une grande partie de la chaleur dégagée par le foyer tant entraî- née par les produits gazeux de la combustion dans le conduit d'evacuation de la cheminée et se trouvant ainsi perdue pour le chauffage de la pièce. L'échangeur, conforme a l'invention, per- et de recuDérer une fraction importante ae cette chaleur perdue sans nuire au tiras et améliore ainsi le rendement thermique des cheminées en question. Sien entendu, cet échangeur peut etre utilisé -our d'autres applications. Conformément à l'Invention, l'échangeur thermique comprend: un conduit c paroi bonne conductrice de la chaleur et lisse intérieurement, dans lequel circule un fluide primaire chaud; et une chemise entourant ce conduit,-cette chemise et ledit conduit déli- rotant un volume annulaire qui est empli d'une matière fragmentée, Donne conductrice de la chaleur, un fluide secondaire -a chauffer circulant entre les fragments de ladite matière, ladite chemise étant .munie d'orifices pour l'entrée et la sortie de ce fluide secondaire. L'invention consiste également en certaines autres disposi- tions mentionnées ci-apra-s et employées en même temps que la disposition principale ci-dessus énoncée. L'invention vise plus particulièrement certains modes d'application et de réalisation de ces dispositions; elle vise plus par- ticulierement encore, et ceci a titre de produits industriels nouveau, les échangeurs thermiques du genre en question, les olé- mentis et outils proprets a leur établissement ainsi que les cheminees, conduits de fluides chauds ou autres ensembles comprenant ces échangeurs. A simple titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, il est donne ci-aeres une description de modes particuliers de réalisation de l'invention, représentés d'une ma niere schématique et non limitative au dessin annexé, sur lequel: La figure 1 est une coupe verticale d'un échangeur thermique, réalisé selon l'invention; La figure 2 est une vue en plan de cet échangeur; et La figure 3 montre, en coupe verticale et élévation partielles, une cheminée d'appartement a foyer ouvert, munie de cet échangeur. Si l'on se propose de réaliser un échangeur thermique selon l'invention et, plus spécialement, selon celui de ses modes d'ap- plication ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble que lton doive donner la préférence, on procède de la manière suivante ou d'une tanière analogue. On constitue ltéchanaeur thermiquelaumoyen d'un conduit 2 å paroi Donne conductrice de la chaleur et lisse intérieurement, dans lequel circule un fluide primaire chaud, par exemple les gaz produits par la combustion dans une cheminée. Autour du conduit 2 est disposée une chemise 3 constituée par une paroi étanche 4 entourant à quelque distance le conduit 2. La chemise 3 est fermée à ses extrémités par des parois annulaires 5 et 6 raccordées, de manière étanche, au conduit 2 et a la paroi 4. Le volume annulaire, délimité par la chemise 3 et le conduit 2, est empli d'une matière fragmentée 7, bonne conductrice de la chaleur. Comme matière fragmentée appropriée, on peut citer des copeaux métalliques, tels que des copeaux d'aluminium ou de cuivre. Le fluide secondaire è chauffer circule dans ce volume annulaire, entre les fragments de la matière 7, la chemise 3 étant munie d'orifices 8 et 9 pour l'entrée et la sortie de ce fluide secondaire. Afin de maintenir les fragments de la matière 7, les orifices 8 et 9 sont pourvus de grilles. L'échangeur 1 est encore muni de collerettes 10 et 11 qui permettent ltemboitement des conduits d'arrivée-et de départ du fluidè primaire circulant dans l'échangeur dont le conduit 2 se substitue, en quelque sorte, à un tronçon du conduit de circulation de ce fluide primaire. Avantageusement, la surface extérieure des parois de la chemise 3 est revetue d'une couche 12 d'isolant thermique. Les parois 4, 5 et 6 de la chemise peuvent aussi être faites en une matière thermiquement isolante. Lorsque le fluide primaire chaud circule ä l'intérieur du conduit 2, par exemple dans le sens de la flècne 13, ce fluide échauffe par rayonnement et conductibilité ce conduit 2 et la matière fragmentée 7 se trouvant entre le conduit 2 et la chemise 3. Ltéchaurfement de la matière 7 crée un courant du fluide secondaire, de l'air par exemple, qui pénètre par l'orifice 3 et s'échappe, réchauffé, par l'orifice 8 vers son lieu d'utilisation. En variante, l'orifice 9 peut être muni d'un ventilateur 14 aspirant le fluide secondaire contenu dans la chemise 3, ce fluide pénétrant alors par l'orifice 8 et sortant par l'orifice 9. Le ventilateur 14 pourrait aussi souffler le fluide secondaire vers l'intérieur de la chemise 3. En autre variante, le ventilateur susmentionné pourrait etre placé a l'orifice 8. L'échangeur 1, précédemment décrit, peut être monté sur le trajet du conduit de fumée 15 d'une cheminée d'appartement 16 dont l'autre est ouvert vers la pièce ä chauffer. Le fluide primaire est constitué par les gaz de comDustion du foyer de la cheminée, le fluide secondaire par l'air se trouvant dans la pièce chauffée ou à l'extérieur de celle-ci. Cet air, aspiré en 8, est renvoyé ou envoyé, réchauffé, dans la pièce par le ventilateur 14. La circulation ou l'apport d'air chaud, ainsi créé, accroît considérablement, pratiquement sans dépense supplémentaire, le chauffage procuré normalement par la cheminée. Par ailleurs, la paroi du conduit 2 de Iréchangeur étant intérieurement lisse, le tirage de la cheminée ne se trouve pas sensiblement modifié par la présence de l'échangeur 1. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux modes d'application et de réalisation indiqués, elle en embrasse également toutes les variantes. Revendications 1. Echangeur thermique caractérisé par le-fait qu'il comprend: un conduit a paroi bonne conductrice de la chaleur et lisse intérieurement, dans lequel circule un fluide primaire chaud; et une chemise entourant ce conduit, cette chemise et ledit conduit délimitant un volume annulaire qui est empli d'une matière fragments tée, bonne conductrice de la chaleur, un fluide secondaire à chauffer circulant entre les fragments de ladite matière, ladite chemise étant munie orifices pour l'entrée et la sortie de ce fluide secondaire. 2. Echangeur, selon revendication 1, caractérise par le fait que la matière fragmentée est constituée par des copeaux métalliques, tels que des copeaux d'aluminium ou de cuivre. 3. Echangeur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que les orifices sont pourvus de grilles. 4. Echangeur, selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est muni de collerettes permettant l'emboitement de conduits d'arrivée et de départ du fluide primaire. 5. Echangeur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que la chemise a ses parois en matière thermiquement isolante 6. Echangeur, selon revendication L, caractérisé par le fait que la chemise a ses parois revêtues d'une couche dtisolant thermique. 7. Echangeur, selon revendication 1, caractérisé par le fait eue l'un, au moins, des orifices de sa chemise est muni d'un ventilateur. 8. Echangeur, selon 1tune~quelconque des revendications 1 à 7, caractérise par le fait qu'il est monté sur le trajet du conduit de fumée d'une cheminée, le fluide primaire étant constitué par les gaz de combustion de ladite cheminée. 9. Changeur, selon revendication 8, caractérisé par le fait que la cheminée est à foyer ouverts chauffant une pièce, et que le fluide secondaire est constitué par de 1'air se. trouvant dans cette pièce, cet air étant aspiré et renvoyé, réchauffé, dans cette pièce. 10. Echangeur, selon revendication 8, caractérisé par le fait que la cheminée est à foyer ouvert, chauffant une pièce, et que le fluide secondaire est constitué par de l'air extérieur à cette pièce, cet air étant aspiré et envoyé, réchauffé, dans cette pièce.