Brevet FR2307226A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne un fourneau de chauffage central pour combustiblls solides et fluides, avec une couche isolante raccordée à la paroi extérieure du fourneau et une plaque chauffante recouvrant le fourneau, avec une chaudière de chauffage central montée dans le fourneau et possédant une enveloppe à double paroi ouverte en haut et en bas et dont les parois délimitent un espace creux rempli d'eau. Le fourneau de chauffage central de l'invention est caractérisé - par des compartiments à eau parallèles entre eux, qui sont soudés entre un compartiment à eau avant et arrière et dont les limites supérieures partent obliquement vers le haut d'arrière en avant, pour un meilleur transfert d'eau chaude et pour l'augmentation de la surface de chaudière, - par un compartiment à eau séparateur placé entre un puits de chargement et un puits de combustion et dont la limite supérieure part obliquement vers le haut d'avant en arrière et par suite la section de gaz de chauffage pour la cuisson est réduite sur une grille de cuisson , le feu étant obligé de brûler d'abord latéralement vers l'avant et les gaz chauds devant., après seulement, prendre le chemin de la cheminée le long d'un trajet de descente, les distances entre les extérieurs des autres compartiments d'eau au-dessus d'une grille de cuisson étant plus grandes que pour les intérieurs de ces compartiments, pour opposer aux gaz chauds, sur le trajet entre a grille de chauffage et le haut près des compartiments intérieurs, une résistance plus grande que près des compartiments extérieurs, - par une porte frontale en deux parties, avec une partie supérieure et une partie inférieure, la porte partielle supérieure comportant une porte de foyer suspendue élastiquement qui, à l'état fermé de ladite partie supérieure, est appliquée par un élément élastique sur son siège étanche du cadre de la porte, pcur fermer de façon étanche à l'air l'ouverture de la porte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant autdessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en élévation d'un fourneau de chauffage central selon l'invention, la vue étant prise de l'avant quand la porte de fermture avant est ouverte; - la figure 2 représente une coupe horizontale au travers du fourneau de chauffage central suivant la ligne Il-Il de la figure 1; - la figure 3 représente une coupe verticale au travers du fourneau de chauffage central le long de la ligne 111-111 de la figure 2; - la figure 4 représente une coupe verticale au travers du fourneau de chauffage central le long de la ligne IV-IV de la figure 1;; - - la figure 5 représente une coupe horizontale au travers du fourneau de chauffage central le long de la ligne V-V de la figure 1; - la figure 6 représente une coupe au travers de la grille de chauffage mobile avec les parties A, B et C de la figure 6 pour caractériser trois positions réglables des barreaux de grilles mobiles. Le montage du fourneau de chauffage central qui sera décrit ici et qui est destiné au bois, au charbon et auxcombustiblessolides anciens est surtout visible sur les figures 1 à 5. Le fourneau possède sur ses côtés verticaux une enveloppe extérieure 1 constituée de tôle d'acier émaillée et présente contre cette enveloppe, entre elle et une tôle isolante 55,une couche isolante 2 en laine de verre et/ou de scorie et/ou en chamotte. Le fourneau est recouvert en haut par une plaque chauffante 3 qui présente pour le chargement de combustible dans le fourneau, une ouverture recouverte d'un couvercle de fermeture 4. A une distance de la base 6, 1 du fourneau comblée par un cendrier 5, on a prévu une grille de chauffage 7 horizontale.Dans l'espace formé entre la couche isolante 2, la plaque 3 et la grille 7 se trouve un système de compartiments à double paroi en tôle d'acier comprenant un compartiment à eau avant 6, un compartiment à eau arrière 8 et différents autres compartiments à eau qui sont perpendiculaires aux précédents et qui seront décrits plus loin, les parois du système étant partiellement appuyées à la couche isolante 2 et partiellement à une certaine distance de la couche isolante, comme décrit ci-après. Entre le compartiment avant 6 et le compartiment arrière 8 sont placés sur un côté et l'un au-dessus de l'autre le compartiment supérieur à- eau 23 et le compartiment à eau 24 déplacé latéralement vers l'intérieur, ces compartiments formant avec un compartiment à eau 9 servant de paroi de séparation sous le couvercle 4, un puits servant de puits de chargement, le reste du puits constituant le puits de chauffage 11 en dessous de la partie restante de la plaque 3. Le puits de chargement 10 sert pendant le chauffage, notamment en cas de feu continu, à la réception de combustible solide qui est introduit dans le fourneau au travers de l'ouverture de la plaque 3 recouverte par le couvercle 4 et à partir d'une ouverture de porte de chauffage 42 placée dans la partie supérieure du puits de chargement.Le puits il sert de puits de chauffage au travers duquel les gaz de combustion du combustible introduit dans le puits 10 et brûlant près de la grille 7 sont envoyés à une évacuation de gaz de fumée en léchant et en chauffant au passage les compartiments a eau 12 et 9, des portions des compartiments 6 et 8 ainsi que d'un compartiment à eau 33 se trouvant latéralement en fin de trajet en dessous du puits de chauffage. Afin que l'échange thermique avec les gaz chauds soit aussi grand que possible dans le puits 11 et que la charge des surfaces de chauffe soit uniforme, les distances entre les compartiments 12 voisins directement au-dessus de la grille 7 sont plus faibles que dans les compartiments en face du côté extérieur du fourneau, et elles opposent ainsi aux gaz chauds sur le chemin direct vers le haut une résistance plus grande que dans les compartiments éloignés de la grille de chauffage. Pour un meilleur acheminement de l'eau et pour augmenter la surface de chaudière, les compartiments 12 montent obliquement à partir du compartiment arrière 8 vers le compartimeat avant 6. Toutes les liaisons entre les compartiments 6 > 8 > 9 > , 6,8,9, 12, 23, 24, 33 sont telles que les espaces internes du système de compartiment forment une chaufferie cohérente dans laquelle l'eau est chauffée et peut être mise en circuit en fonction d'un chauffage local.Les compartiments 6, 8 23, 24, 33 la paroi de séparation 9 et les compartiments 12 constituent ensemble la chaudière du fourneau de chauffage central. Comme le montre la figure 4, il existe entre la paroi 13 du compartiment arriver; 8 et la paroi 14 de la couche 2 une distance permettant l'existence d'un espace 15. Cet espace 15 est raccordé au-dessus de 11 ouverture 16 à l'évacuation des gaz de fumée non représentée et sert ainsi de trajet de renversement pour dévier vers le bas les gaz de combustion venant du puits ll et diminuer la vitesse d'écoulement pour améliorer le chauffage des parois de la chaudière, les surfaces de contact entre le gaz chaud et la paroi de la chaudière étant augmentées par le fait qu'une partie de la paroi de l'espace 15 est constituée par la paroi 13 du compartiment arrière 8. La partie de l'espace 15 se trouvant en dessous de l'ouverture 16 permet le dépôt de suie et analogues. Afin que l'espace 15 puisse être bien nettoyé, il est rendu facilement accessible par le haut après enlèvement de la plaque 3 et par le bas après retrait d'une fermeture 17 entre l'espace 15 et le cendrier 5, sous la grille 7. Dans le fourneau de chauffage central décrit jusqu'ici, les gaz chauds suivent le chemin suivant : les gaz montent du combustible en ignition au-dessus de la grille 7, ils traversent le puits 11 et, en passant au-dessus du bord supérieur de la paroi 13, ils parviennent dans l'espace 15, s'écoulent dans celui-cixers le bas et parviennent par l'ouverture 16 dans l'évacuation des gaz de fumée. Le chemin des gaz chauds entre la grille 7 et l'évacuation des gaz de fumée pourrait empruntér le puits 10 au lieu du puits 11, mais l'effet de chauffage des gaz chauds serait plus faible à causede la surface plus faible léchée par les gaz chauds dans le puits 10. Après la traversée du puits 10, les gaz chauds devraient s'évacuer au travers d'une zone 18 entre le bord supérieur de la paroi 9 et la plaque 3. Cette zone 18 est,commeonle verra plus loin, nécessaire pour la cuisson avec le fourneau de chauffage central, mais elle peut aussi, comme on le décrira par la suite être fermée pendant la chauffage, de façon que les gaz chauds pendant le chauffage soient envoyés de force au travers du puits 11. Dans le puits 10, or a disposé une grille de cuisson 20 inclinable autour d'un axe 19, à une distance d'environ 20 cm du couvercle 4 de fermeture ou de chargement. La grille 20 est représentée sur la figure 3 en trait continu en position de cuisson dans laquelle elle est perpendiculaire au puits de chargement. En dessous de la grille 20 est placée une tôle d'arrêt 21 qui sert à empêcher l'arrivée d'air ou de gaz venant de la grille 7. L'air de combustion pour la grille 20 est fourni à celle-ci par l'intermédiaire d'une ouverture obturable 22 dans l'enveloppe extérieure de la partie avant du fourneau (figure 1), au travers d'une gaine d'air 25 et d'une tôle perforée 54 se trouvant entre les compartiments 23 et 24. Les gaz chauds provenant de la combustion sur la grille 20 traversent la zone 18 entre le bord supérieur de la paroi 9 et la plaque 3, lèchent par en dessous la plaque 3 et parviennent dans l'espace 15 et de là > par l'ouverture 16,dans l'évacuation de gaz de fumée. Le compar triment 9 servant de paroi de séparation est, au contraire des compar ciments 14 orienté obliquement vers le bas entre le compartiment 8 et le compartiment 6, et réduit ainsi la section 18 des gaz de fumée pour la cuisson et force le feu sur la grille de cuisson à brûler d'abord vers l'avant et par côté, de sorte que les gaz chauds parviennent au travers de la zone 18 sous la plaque 3 dans l'espace 15. Pour protéger de la cendre ou analogue la grille 20 et la tôle 21 se trouvant en dessous de la grille, la grille et la tôle peuvent être abaissées dans la position 26 représentée en pointillé. Riais pour limiter le tirage au travers de la zone 18 à une faible valeur quand on n'utilise pas la cuisson, la grille 20 en même temps que la tôle 21 peuvent être relevées dans la position 27 représentée en pointillé. Dans cette position de la grille 20 et de la tôle 21, la zone 18 est recouverte afin qu'il ne subsiste qu'un faible tirage au travers de la zone 18. Ceci suffit à évacuer les gaz de combustion et de distillation qui se rassemblent pendant le chauffage dans le puits 10, mais à laisser s'écouler le courant principal de gaz chauds au travers du puits de chauffage. Dans la partie avant 45, on a monté au-dessus de la grille 20 dans un passage du compartiment 6, un cadre 39 de porte de chauffage pour garnir la grille de cuisson de bois, quand la plaque 3 et le couvercle 4 sont occupés par des casseroles. Cette ouverture de porte 42 est fermée de façon étanche à l'air, grâce à un siège fraisé, à l'aide du couvercle 40 logé de façon élastique sur un cadre dans une porte avant supérieure 43. Quand le puits 10 est rempli de charbon jusqu'en dessous de la paque de fourneau, on peut placer dans l'ouverture de porte 42 une grille 48 afin que le charbon ne tombe pas encas d'ouverture de la porte 43. En dessous de la porte 43 se trouve un régulateur automatique de tirage 44 monté sur la chaudière. Une chaîne de traction 49 du régulateur passe en dessous d'une porte avant 46 en direction d'un volet 47 de régulation d'air qui est monté dans une porte de cendrier 28. Sur le côté du puits 10, on a réalisé dans la partie inférieure du compartiment 24 un passage 52 qui permet le montage latéral d'un brûleur dans la direction 56 pour du mazout ou du gaz. Un volet de réglage 51 peut, à l'aide de la tige de traction 53 être amené au choix à partir du côté avant 45 dans les positions suivantes : passage 52 fermé, dans le cas où on brûle un combustible solide (bois, charbon), et passage ouvert en cas de chauffage avec un brûleur à mazout ou à gaz rapporté. Afih que la flamme provenant du tube-foyer du brûleur, lequel est monté au niveau se trouvant entre la grille de chauffage et le bord inférieur des compartiments 12, parvienne jusqu'au compartiment 24 et évite ainsi une condensation du combustible liquide dans la zone froide de passage de la chaudière et en vue d'une combustion compatible avec les lois sur la pollution, le volet 51 est mobile sur un axe sur le côté du compartiment 24 tourné vers le puits de chargement. Alors que la grille 20 peut être par exemple une plaque réfractaire,oune plaque en fonte avec des fentes, la grille 7 possède dans cette forme de réalisation une constitution spéciale que montre la figure 6. La grille de chauffage est constituée essentiellement de trois éléments différents, c'est-à-dire un cadre porteur 29, une barre de déplacement 30 mobile en se rapprochant ou en s'éloignant de l'avant du fourneau et une série de barreauxde grille 31 qui sont disposés parallèlement à l'avant du fourneau et qui sont munis à leurs extrémités supérieures d'embouts de prolongation 32 en forme de tourillonsqui s'mpu'ent dans les crapaudines du cadre support. Les barreaux de grille sont en outre munis à leurs extrémités inférieures de prolongements 34 qui possèdent des embouts latéraux 35 en forme de tourillons, lesquels reposent dans les trous de paliers 36 de la barre de déplacement.En cas de traction de la barre 30 dans la direction de l'avant du fourneau, les barreaux 31 qui, selon la figure 6A sont verticaux et de chant, et qui peuvent pivoter par leurs embouts 32 dans le cadre 39 et la barre 30, sont placés plus ou moins en biais (figures 6B et 6C), de sorte que la fente à air entre les barreaux 31 est plus ou moins réduite. Les distances variables entre les barreaux de grille présentent l'avantage que sur la grille de chauffage la distance entre les barreaux de grille peut être choisie rapidement suivant les différents types de combustible utilisés et pour agir sur les déchets inférieurs plus ou moins rapides. Naturellement, la barre 30 peut être mise en mouvement rapide de va-et-vient et la grille 7 peut être utilisée comme grille à secousses. La barre de déplacement de la grille 7 peut être placée dans différentes positions. La grille peut être constituée de façon que la fente d'air en cas de position verticale des barreaux de grille se trouvant de chant atteigne environ 9 à 10 mm pour la mise à feu du charbon (position A sur la figure 6), qu'elle atteigne environ 8 nm pour la position oblique moyenne des barreaux de grille pour la mise à feu du bois (position B sur la figure 6) et environ 5 mm dans la position oblique extrême des barreaux pour la combus tion continue du bois (position C sur la figure 6). La barre 30 de la grille se déplace au-dessus d'une came de frein 41, de sorte qu'elle peut être placée dans toute position désirée. La cendre provenant de la grille 7 et de la grille 20 est recueillie par un tiroir a cendre 37. La partie supérieure de la porte de cendrier 28 est munie a l'avant de la grille de chauffage d'une grille de protection 38 pour éviter la chute du combustible. Dans le fourneau terminé, la chaudière décrite ci-dessus peut être retirée du foyer par l'avant de celui-ci et, après réparation ou analogue,elle peut être replacée par l'avant dans le foyer. Pour cela, la paroi frontale 45 du fourneau est amovible. La grille 7 décrite également ci-dessus peut être retirée en bloc du foyer et pour cette raison, elle repose sur deux barres de guidage. Comme le montre la figure 4, l'avant du fourneau est muni de deux portes de fermeture et de protection 46 et 43. Dans l'espace ceux creux ainsi formé, se trouve le levier 50 pour placer la grille de cuisson pour la combustion supérieure. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDZCATIONS 1. Fourneau de chauffage central pour combustibles solides et fluides, avec une couche isolante raccordée à la paroi extérieure du fourneau et une plaque chauffante recouvrant le fourneau, avec une chaudière de chauffage central montée dans le fourneau et possédant une enveloppe à double paroi ouverte en haut et en bas et dont les parois délimitent l'espace creux rempli d'eau,caractérisé - par des compartiments à eau parallèles entre eux qui sont soudés entre un compartiment à eau avant et arrière et dont les limites supérieures partent obliquement vers le haut d'arrière en avant pour un meilleur transfert d'eau chaude et pour l'augmentation de la surface de chaudière, - par un compartiment à eau séparateur placé entre un puits de chargement et un puits de combustion et dont la limite supérieure part obliquement vers le haut d'avant en arrière et par suite la section de gaz de chauffage pour la cuisson est réduite sur une grille de cuisson, le feu étant obligé de brûler d'abord latéralement vers l'avant et les gaz chauds devant , après seulement, prendre le chemin de la cheminée le long d'un trajet de descente, les distances entre les extérieurs des autres compartiments d'eau au-dessus d'une grille de cuisson étant plus grande que pour les intérieurs de ces compartiments, pour opposer aux.gaz chauds, sur le trajet entre la grille de chauffage et le haut près des compartiments intérieurs, une résistance plus grande que près des compartiments extérieurs, - par une porte frontale en deux parties, avec une partie supérieure et une partie inférieure, la porte partielle supérieure comportant une porte de foyer suspendue élastiquement qui, à l'état fermé de ladite partie supérieure, est appliquée par un élément élastique sur son siège étanche du cadre de la porte, pour fermer de façon étanche à l'air l'ouverture de la porte. 2. Fourneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de l'ouverture d'entrée pour un brûleur à mazout ou à gaz se trouve à un niveau moyen entre le bord inférieur des compartiments d'eau parallèles et la partie supérieure de la grille de chauffage et en ce que l'ouverture peut être obturée par un volet de réglage articulé rapporté sur la partie interne de la chaudière, afin que le tube foyer du brûleur soit placé aussi près que possible du foyer.