Brevet FR2357821A1 — publié le 19780203

La présente invention a pour objet les dispositifs permettant de récupérer les calories produites par un feu nu dans l'autre d'une che minée Il existe de nombreux dispositifs permettant de récupérer une partie des calories produites par un feu nu dans l'âtre d'une cheminée Il s'agit généralement de dispositifs augmentant la surface d'échange et assurant une convexion d'air forcée autour de cette surface . De tels dispositifs ne permettent de dissiper les calories ainsi véhiculées que dans le local même où se trouve située ladite cheminée. Certains autres dispositifs utilisent l'eau comme véhicule des calories en assurant une circulation forcée par thermosiphon ou par tout autre moyen dans la tuyauterie noyée dans la maçonnerie formant les pa rois dudit âtre . Une telle disposition présente l'inconvénient de ne permettre qu'un mauvais échange calorifique par suite du faible coefficient de transmission de chaleur de ladite maçonnerie Il a parfois été prévu de loger les éléments de tuyauterie aquafère au fond de gorges pratiquées dans la maçonnerie et laissées ouvertes du côté du foyer , munies ou non d'un auvent . Un tel dispositif n'assu re pas une convection suffisante autour des tuyaux récupérateurs. Et la transmission des calories par radiation se fait aussi assez mal, la gorge et l'auvent formant ensemble un obstacle à ce rayonnement. Il a aussi été prévu de constituer une nappe de tuyaux nus sur plombant le foyer selon un plan incliné . Une telle disposition des éléments récupérateurs, si elle accroit la surface d'échange, gene le tirage de la cheminée créant une perte de charges dans l'écoulement des fumées et pro voque de ce fait des difficultés de combustion Le dispositif selon la présente invention permet d'éviter ces inconvénients .Dans celui-ci en effet les parois du foyer, verticales et horizontale, au lieu d'entre constituées en maçonnerie dans laquelle seraient noyés des tubes véhiculant l'eau, sont ici constitués par les éléments récupérateurs eux-memes, de manière à bénéficier aussi bien du rayonne ment direct que de la convexion immédiate, ainsi que d'une meilleure conduction, l'influence de ces différents facteurs étant accrue par un accrois sement de la surface organisée de telle manière que le tirage de la chemi née ne s'en trouve pas gêné, mais au contraire se trouve accru par la disposition particulière qui est prévue Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple seulement, mon trent un mode de réalisation de l'objet de la présente invention La fig.l est une vue schématique en coupe verticale de profil de l'objet de la présente invention La figure 2 est une vue schématique cavalière, coupée selon AB , du même objet Tel qu'il est représenté l'objet de l'invention est essentiellement constitué par une sole 1 et une plaque de foyer 2, toutes deux métal liques , en fonte de préférence pour résister au feu sans déformation, formées chacun d'elles par une double paroi 3 et 4 créant un espace libre mince 5 qui forme un dièdre creux orthogonal qui enveloppe le foyer.Une nappe d'eau qui est amenée par le tube collecteur inférieur 6 et s'échappe par le tube collecteur supérieur 7 se trouve ainsi prisonnière de cette enceinte L'eau circulera ainsi par thermosiphon entre les parois 3 et 4, s'échauffant au contact de la sole 1 qui supporte le combustible et ensuite au contact de la plaque de foyer 2 , la surface d'échange étant ainsi très grande sans qu'aucune partie de cet échangeur ainsi constitué ne fasse obstacle à ltéyacuvation des fumées.Et la transmission de la chaleur ne se trouve pas gênée par une enveloppe de maçonnerie, le foyer-étant directe ment en contact avec la surface métallique de 1' échangeur Et pour accroître encore la surface d'échange calorifique et faire en sorte que non seulement le tirage du foyer ne soit pas diminué mais même encore qu'il soit augmenté, chacune des surfaces intérieures du dièdre orthogonal ainsi forme comporte des nervures profondes 8 suffisamment espacées les unes des autres pour laisser entre elles un espace 9 suffisant pour le libre passage des fumées. Chacune de ces nervures est creuse, communiquant librement avec la nappe d'eau intérieure .Et chacune d'elles forme une nervure continue qui parcourt la sole 1 et la plaque de foyer 2 , selon la figure 2 Chacune de ces nervures peut comporter son arête extérieure parallèle aux surfaces qui les supportent . Mais il est préférable de leur prévoir une forme pyramidale effilée, de telle manière que les nervures supérieures 8 soient effilées vers le bas et que les nervures horizontales 1l soient effilées vers l'avant Ainsi la surface des nervures verticales, en contact avec les fumées, présente une surface de contact avec les gaz chauds d'autant plus grande que les gaz s'éloignent du foyer, donc d'autant plus grande que les gaz sont eux-mêmes moins chauds., pour assurer un coefficient d'échange à peu près constant En outre le développement important de ces nervures vers le haut constitue entre elles des cheminées élémentaires qui accélèrent le tirage général de la cheminée principale Ces canaux d'évacuation de fumées ainsi créés coopèrent de plus avec les canaux correspondants que les nervures horizontales forment sous les éléments combustibles installées sur leur arête supérieure, en travers des canaux horizontaux ainsi créés, qui permettent la libre circulation de l'air sous le combustible 12 en de multiples points, ce qui améliore sa combustion par une plus grande oxygénation et accroit encore le tirage Ces canaux horizontaux ainsi créés facilitent aussi l'enlèvement continu des cendres sur toute la surface du foyer, assurant une meilleure transmission de la chaleur et permettant l'échange direct par radiation entre les braises et la sole, ce que les cendres, qui constituent un isolant, empêchent généralement Min d'éviter que les bûches installées sur les - aretes supérieures des nervures horizontales ne roulent intempestivement vers l'avant de l'âtre, ces arêtes supérieures des nervures horizontales sont munies des aspérités 13 qui s'opposent à la rotation desdites bûches.En outre dans ce même but l'avant du foyer peut être muni de la corbeille 14 qui s'oppose à la chute en avant de l'âtre de toute bûche enflammée Il est précisé que les nervures extrêmes situées de part et d'autre du foyer peuvent s'étendre chacune en une paroi latérale continue qui formerait les cotés de l'atre qui ne se trouveraient Ouverts que sur l'avant. Le dispositif de récupération de calories ainsi constitué est placé sur la maçonnerie de l'atre avec interposition d'un matelas calorifuge 15 On comprend qu'unie cheminée à foyer nu étant ainsi équipée il sera possible de faire circuler de l'eau dans la chemise ainsi constituée, la circulation se faisant depuis le tube inférieur 6 jusqu'au tube supérieur 7 .L'eau bénéficiera ainsi d'une élévation de température importante dûe å la grande surface d'échange et au contact direct des parois de la chemise Une grande partie des calories qui, sans ce dispositif, se seraient perdues dans l'atmosphère se trouveront ainsi récupérées et utilisées dans des radiateurs normaux de chauffage à eau chaude, qui peuvent se trouver distribués non seulement dans la pièce où se trouve situé le foyer, mais aussi dans les pièces voisines, ce qui permet d'utiliser un même foyer apparent pour le chauffage de tout un appartement Il est bien entendu que l'étendue de l'invention n'est pas limitée à l'exemple ou aux exemples de réalisations qui en ont été décrits, toute variante considérée comme équivalence ne pouvant en modifier la portée L'invention peut être utilisée pour le chauffage de locaux au moyen d'un seul foyer à feu nu REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif permettant de récupérer les calories transportées par les fumées s'échappant d'un âtre de cheminée à feu nu, Caractérisé par le fait qu'il permet la circulation d'un fluide, tel que liteau, dans une chemise métallique supportant le combustible et enveloppant le foyer sur au moins deux côtés, la sole et la plaque de fond au moins, ladite chemise étant dans son intégralité soumise aussi bien au rayonnement du foyer qu'à la convexion des fumées Ê et ne s'opposant pas au tirage de la cheminée, ladite chemise étant reliée à une installation extérieure de diffusion des calories ainsi récupérées. 20) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que ladite chemise métallique assurant la circulation du fluide au - contact du foyer situé dans l'âtre d'une cheminée à feu nu est constituée par une double plaque assemblée de façon étanche et enveloppant ledit foyer sur deux côtés au moins de façon à former une chambre humide enveloppante continue reliée aux canalisations d'une installation extérieure de chauffage à eau chaude 30) - Dispositif selon la revendication 2, Caractérisé par le fait que la chemise métallique qui assure la circulation de l'eau au contact du foyer situé dans l'âtre d'une cheminée à feu nu et qui est constituée par une double plaque assemblée de façon étanche, enveloppant ledit foyer sur deux côtés au moins et étant reliée aux canalisations d'une installation extérieure de chauffage à eau chaude, comporte des ailettes en saillie sur chacune des faces soumises à la chaleur du foyer, c'est-à-dire sur la sole horizontale et sur la plaque de fond de foyer verticale 40) - Dispositif selon la revendication 3, Caractérisé par le fait que lesdites ailettes en saillies , dont sont munies les faces de la chemise métallique qui enveloppe le foyer situé dans l'âtre d'une cheminée à feu nu , sont elles-mêmes creuses et librement ouvertes à l'intérieur de ladite chemise pour être librement parcourues par l'eau contenue dans ladite chemise 50) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 Caractérisé par le fait que lesdites ailettes en saillies, dont sont munies les faces de a chemise métallique qui enveloppe le foyer si- tué dans l'âtre d'une cheminée à feu nu , forment entre elles des canaux suffisamment larges pour ne pas créer de pertes de charge pouvant s'opposer à l'écoulement des gaz chauds de combustion 60) - Dispositif selon la revendication 5, Caractérisé par le fait que lesdits canaux limités par les ailettes en saillies ont sur la paroi verticale formant le fond du foyer une profondeur inversement proportionnelle à la température des gaz qui les traversent , c'est-à-dire que lesdits canaux seront d'une profondeur plus faible près du foyer et d'autant plus grande que lesdits canaux s'en éloignent, afin d'accroître la surface d'échange en fonction de l'éloignement du foyer 7 ) - Dispositif selon la revendication 5, Caractérisé par le fait que sur la sole lesdits canaux, qui seront couverts à leur sommet par le bois combustible , présentent une profondeur proportionnelle à la température des gaz qui les traversent, de façon à assurer auxdits canaux une section qui va croissant en proportion du volume occupé par lesdits gaz au fur et à mesure de leur élévation de température, pour faciliter le tirage à tous les niveaux dudit foyer 80) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, Caractérisé par le fait que les nervures extrèmes, horizontales et verticales, situées de part et--d'autre du foyer forment ensemble une plaque creuse les réunissant augmentant à ce niveau la surface d'échange 90) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentes Caractérisé par le fait que les arêtes sufrigures des ailettes. portant le combustible sont munies d'aspérités s'opposant A la rotation dudit combustible 10 ) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédantes, Caractérisé par le fait qu'il comporte à l'avant de l'âtre, å l'extrémité des ailettes inférieures, un élément métallique en forme de corbeille s'opposant à la chute du combustible hors de l'âtre