Brevet FR2284829A1 — publié le 19760409

L'invention a pour objet les dispositifs du type " Récupérateur de chaleur " destiné à utiliser les calories produites dans une cheminée et particulièrement dans une cheminée ouverte, calories qui habituellement sont évacuées en pure perte vers l'atmosphère extérieur à travers le conduit de fumée, véhiculées par les gaz chauds qui s'en échappent Différents dispositifs ont été proposés en vue de récupérer les calories ainsi perdues lors de la combustion dans une cheminée ouverte, afin d'économiser le combustible. Il s'agit généralement d'un plan incliné orienté vers l'avant de l'autre et situé dans l'avaloir, ledit dispositif connu sous le nom de " Gorge " jouant en outre le rôle d'antirefouleur.Il s'agit aussi parfois, coopérant avec ledit plan formant la gorge, d'un registre mobile et réglable qui est placé au-dessus de ladite gorge, au sommet de l'avaloir, et qui permet de contrôler le tirage de la cheminée, donc la vitesse d'évacuation des fumées. Les gaz chauds se trouvent ainsi maintenus plus longtemps en contact avec les parois du manteau de la cheminée, ce qui facilite l'échange avec l'atmosphère du local à chauffer. De tels dispositifs sont aussi parfois complétés par des ouvertures, basses et hautes, pratiquées dans les parois latérales du foyer, constituées alors par une double paroi, ce dispositif accroissant l'effet de convexion de l'air de la pièce, ce qui améliore l'échange calorifique. Chacun de ces dispositifs, qui tendent au même but, à savoir maintenir les gaz chauds du foyer plus longtemps en contact avec les parois d'échange de la cheminée et augmenter la surface et le volume de cet échange, présentent tous l'inconvénient de ne pas offrir un moyen permettant d'atteindre une efficacité suffisante dans l'augmentation du rendement pour permettre une réelle économie de combustible En outre il s'agit toujours de dispositifs qui font partie intégrante de l'architecture de la cheminée et qui, de ce fait, doivent être prévus lors de sa construction , sans pouvoir être adaptés postérieurement, sauf à exécuter des transformations importantes qui exigent une main-d'oeuvre spécialisée. Le dispositif objet de l'invention permet d'éviter ces inconvénients . Dans celui-ci en effet le but à atteindre, à savoir : le ralentissement contrôlé des gaz chauds, associé à un effet antirefouleur, et l'accroissement de la surface d'échange, est obtenu au moyen d'un ensemble compact de dimensions standard qui constitue un objet manufacturé préfabriqué adaptable à toute cheminée aussi bien après que lors de sa construction et ne nécessitant de plus aucune main-d'oeuvre spécialisée ni au- cune transformation importante de l'ouvrage existant. Pour cela le dispositif comporte un échangeur tubulaire métalli que muni d'un volet obturateur réglable et placé à l'entrée du conduit de fumée, de manière à former par lui-même la gorge de la cheminée, ledit échangeur, qui présente une grande surface, étant traversé par convexion naturelle par l'air du local avec lequel il est en relation directe à travers les orifices pratiqués dans les parois latérales de la cheminée et auxquels il est relié par des conduits Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple seulement, un mode de réalisation de l'objet de l'invention La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale transversale de l'objet de l'invention placé dans une cheminée ouverte. La figure 2 est une vue schématique en élévation de face du même objet en place La figure 3 est une vue schématique partiellement écorchée du dispositif objet de I1 invention Tel qu'il est représenté le dispositif, objet de l'invention, comporte un échangeur calorifique tubulaire ( fig. 3 ) constitué par les tubes collecteurs 1 et 2 , de gros diamètre de façon à ne présenter qu'une faible perte de charge, reliés entre eux par un faisceau de tubes 3 qui communiquent à chacune de leurs extrémités avec lesdits tubes collecteurs. Ces tubes 3 sont placés tres proches les uns des autres et présentent une section rectangulaire. A l'arrière de ceux-ci se trouve un registre en tôle 4 mobile par rotation autour d'une charnière solidaire du collecteur inférieur 2 et présentant une surface telle qu'elle puisse totalement obturer le faisceau tubulaire en prenant appui sur le collecteur supérieur 1 Le dispositif ainsi constitué peut être placé dans une cheminée ouverte quelconque ( fig.l ) , de telle manière que le tube collecteur bas 2 prenne appui sur le mur arrière de l'autre et le tube collecteur haut 1 prenne appui sur la paroi intérieure de l'avaloir, à une hauteur telle que le registre 4 , lorsqu'il est en position ouverte correspondant à un tirage normal, présente son arête supérieure proche du plan d'entrée du canon de la cheminée.Chacune des extrémités des tubes collecteurs 1 et 2 est librement ouverte et est raccordée à des conduits > et 6 qui aboutissent réciproquement : les tubes 5 à la partie la plus basse de l'âtre, les tubes 6 à la partie supérieure de la hotte, chacun de ces tubes traversant lesdites parois pour mettre l'échangeur en relation directe avec l'atmosphère du local à chauffer . Une tôle fixée de part et d'autre de l'échangeur complète, si nécessaire, l'installation en fermant la partie supérieure de l'avaloir pour ne laisser le passage des fumées qu'à travers le faisceau tubulaire 3 . Cependant l'une au moins de ces tôles peut être mobile et réglable de façon à ménager une ouverture supplémentaire con trôlée en vue de compléter le réglage du tirage de la cheminée en des circonstances particulières. Le dispositif étant ainsi constitué, on comprend que les fumées et gaz chauds émanant du foyer traversent l'échangeur 3 et cèdent leurs ca loris, qui sans ce dispositif seraient perdues, à l'air de la pièce qui par convection naturelle traverse ledit échangeur en provenance des tubes inférieurs 5 et vers les tubes supérieurs 6 . L'air peut circuler à l'intérieur dudit échangeur soit par simple convection, soit pulsé à l'aide d'un ventilateur silencieux placé à l'entrée des tubes c Afin de faciliter la transmission des calories les tubes 3 du faisceau tubulaire sont de section rectangulaire. Ainsi la surface en contact avec les gaz chauds qui traversent l'échangeur est accrue, cette surface étant constituée par les deux parois parallèles de deux tubes voisins .La vitesse des gaz chauds traversant l'échangeur est donc constante tout le long de la traversée de ce dispositif , ce qui assure, par le fait même , un coefficient de transmission constant sur toute l'épaisseur du faisceau . Par ailleurs le registre mobile 4 joue un triple rôle : a) - celui de contrôler le tirage jusqu'à permettre l'obturation du faisceau et de toute manière ce qui assure en toute circonstance un freinage convenable des gaz chauds b) - celui de dispositif antirefouleur jouant, par l'inclinaison adéquate qui peut lui être donnée, le rôle de la gorge ; c) - celui de réflecteur calorifique assurant un meilleur rendement de l'échangeur en réfléchissant le rayonnement infrarouge qui a traversé le faisceau sur la partie arrière de celui-ci, ce qui augmente d'autant la surface d'échange .La manoeuvre dudit registre 4 peut s'opérer à l'aide de la tringle 7 ou par tout autre moyen connu et adéquat Tout autre fluide, tel que l'eau, peut être utilisé dans ledit échangeur, si le but recherché est moins le chauffage du local que l'uti- lisation d'eau chaude, le fonctionnement restant alors identique, à la seule différence de la nécessité d'une étanchéité parfaite des circuits. Il est bien entendu que l'étendue de l'invention n'est pas limitée à l'exemple, ou aux exemples, de réalisation qui en ont été décrits, toute variante, considérée comme équivalence, ne pouvant en modifier la por tée Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé pour le chauffage économique des locaux, ou le chauffage de l'eau sanitaire, au moyen d'une cheminée ouverte, son installation sur tout cheminée, même existante, ne nécessitant que de simples percements des parois latérales de ladite chemir,ée REVENDICATIONS 1 - 1)ispostÀf permettant la récupération des calories éhicu- - liées par les gaz chauds et les fumes hors du foyer d'une chemine oux-er- Te Caractérisé par ]e fait qu'il comporte un moyen permettant le transfert des calories des gaz chauds émanant du forer vers un fluide les transportant de façon utile hors de la cheminée qui contient ledit foyer et un moyen permettant le réglage du tirage de ladite cheminée en même temps qu'assurant un effet antirefouleur, aussi bien qu'un effet réflecteur du rayonnement infrarouge qui traverse ou qu'émet vers l'arrière ledit échangeur. 20) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que le moyen permettant le transfert des calories des gaz chauds émanant du foyer vers un fluide qui les transporte de façon utile hors de la cheminée contenant ledit foyer est constitué par un échangeur tubulaire métallique placé au-dessus du foyer, à l'intérieur de l'avaloir, au niveau de l'orifice inférieur du canon de la cheminée proprement dite, les collecteurs, haut et bas, dudit échangeur tubulaire étant raccordés à des tubulures métalliques qui traversent les parois latérales, hautes et basses, de ladite cheminée pour déboucher à l'intérieur du local à chauffer, ledit échangeur étant ainsi traversé par le fluide transporteur de calories qui est véhiculé à travers lesdites conduites par tout moyen connu, tel que la convection naturelle ou un pulseur accélérateur placé à l'ouïe des tubulures les plus basses. 30) - Dispositif selon la revendication 2, Caractérisé par le fait que ledit échangeur est constitué par un faisceau tubulaire dont chaque élément présente une section rectangulaire et est organisé par rapport à l'élément voisin de telle manière que le passage des gaz chauds entre eux se fasse entre leurs deux faces parallèles et rapprochées, ledit échangeur comportant une ou plusieurs nappes de faisceaux identiques parallèles entre elles 40) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que le moyen permettant le réglage du tirage de ladite cheminée, en même temps qu'assurant un effet antirefouleur, aussi bien qu'un effet réflecteur du rayonnement infra-rouge, est constitué par un écran métallique mobile d'une surface au moins égale à celle du faisceau tubulaire, articulé à la base dudit faisceau, à l'arriè- re de celui-ci dans le sens de a propagation des fumées et manceuvra- ble de l'extérieur de la cheminée au moyen te tout disposl.lf connu et adéquat 5D) - Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, Caractérisé par le fait qu'il est installé dans l'intérieur de la cheminée à l'orifice bas de celle-ci, le faisceau tubulaire étant placé à l'intérieur de l'avaloir, au niveau de l'orifice inférieur du canon de la cheminée, et étant incliné de telle manière que lorsque le registre réflec- teur est ouvert en position de tirage normal il occupe une position angulaire, par rapport à l'axe de la cheminée, telle qu'il produise au niveau de sa face arrière un effet antirefouleur, position dépendant elle-même des conditions de tirage propres à la cheminée considérée. 6 ') - Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, Caractérisé par le fait que l'une au moins des tôles obturant l'avaloir de part et d'autre de l'échangeur est mobile et réglable de façon à ménager au moins une ouverture supplémentaire, au delà du faisceau tubulaire, contrôlable en vue de parfaire le réglage du tirage, au cours de circonstances particulières