Brevet FR2381970A1 — publié le 19780922

La présente invention est relative à une cheminée d'évacuation pour les gaz brQlés de combustion d'une installation de chauffage, ladite cheminée permettant de récupérer une part importante des calories transportées par ces gaz brfllés. L'économie d'énergie est a l'heure actuelle particulièrement recherchée dans tous les domaines et notamment dans le chauffage des bâtiments et des locaux d'habitation. C'est ainsi que l'on cherche a isoler au maximum les murs et les vitrages des bâtiments afin de limiter les pertes en calories. De la même manière, on attache un soin tout particulier a I'étanchéité des ouvertures qui sont pratiquées dans les Surs. Pour récupérer dans toute la mesure du possible une partie des calories transportées par l'air pollué qui est extrait des locaux au moyen d'installations de renouvellement d'air, on a déjà songé a intercaler dans le système de ventilation, des échangeurs de chaleur statiques ou des pompes a chaleur qui sont susceptibles- -de récupérer une partie des calories de l'air pollué rejeté a l'extérieur du bâtiment de façon a réchauffer l'air neuf de renouvellement qui est introduit dans les locaux. Par ailleurs, dans le cas où les locaux du bâtiment sont chauffés au moyen d'un combustible tel qu'un gaz, du fuel oil ou du charbon, les appareils de chauffage utilisés possèdent des dispositifs d'évacuation des gaz brûlEs de combustion et des fumées a haute température pouvant aller jusqu'a 200 à 3000C. Une part importante des calories produites est ainsi rejetée. L'invention a pour objet de combiner l'extraction des gaz chauds de combustion et des fumées avec le renouvellement de l'air neuf dans les locaux d'un bâtiment en récupérant, pour une part importante, les calories de ces gaz de combustion chauds pour réchauffer l'air neuf de renouvellement. L'invention a également pour objet de permettre une évacuation simultanée de l'air pollué en améliorant l'extraction des gaz de combustion et des fumées. La cheminée d'évacuation des gaz brQlés d'une installation de chauffage dans un bâtiment, selon l'invention, comporte des moyens définissant un passage à contre courant pour l'air neuf destiné à renouveler l'air des locaux du bâtiment. La cheminée de l'invention comprend avantageusement des tubes verticaux à l'intérieur desquels circulent les gaz de combustion chauds et les fumées provenant de l'installation de chauffage, l'air neuf étant amené à se réchauffer en passant à l'extérieur des tubes à contre courant de la circulation de gaz. La cheminée selon l'invention comporte en outre de préférence des moyens définissant un passage pour de l'air pollué extrait des locaux du bâtiment, ledit passage communiquant avec une chambre d'évacuation des gaz de combustion et des fumées. L'air pollué extrait des locaux du bâtiment se trouve donc rejeté par la même cheminée que les gaz de combustion issus de l'installation de chauffage ce qui évite la création d'un conduit d'évacuation spécial pour la ventilation du bâtiment et présente en outre l'avantage d'améliorer le tirage de la cheminée de l'invention. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins, sur lesquels la fig. I représente très schématiquement en coupe un bâtiment équipé d'une cheminée d'évacuation conforme à l'invention; la fig. 2 est une vue schématique en coupe selon II-II de la fig. 3 montrant un mode de réalisation d'une cheminée d'évacuation selon l'invention et illustrant la circulation de l'air neuf et de l'air pollué à l'intérieur de la cheminée; la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale selon III III de la fig. 2 illustrant plus particulièrement la circulation des gaz de combustion et de l'air neuf dans la cheminée. Sur les figures on a représenté l'écoulement de l'air neuf par des flèches en traits pleins, l'écoulement de l'air pollué par des flèches en traits interrompus et l'écoulement des gaz brûlés par des flèches en traits mixtes. Comme on peut le voir sur la fig. 1 le bâtiment l comporte un certain nombre de locaux 2 et un grenier 3 à l'intérieur duquel se trouvent installés, une cheminée conforme a l'invention 4, un dispositif d'insufflation 5 pour de l'air neuf extérieur et un dispositif d'extraction 6 de l'air pollué provenant des locaux 2. Dans l'un de ces locaux se trouve disposée I'installation de chauffage 7 qui peut être, comme représenté sur la fig. 1, une chaudière a gaz ou comme représenté en traits mixtes une chaudière 8 utilisant comme combustible du fuel oil ou du charbon. Les gaz brûlés chauds résultant de la combustion dans la chaudière 7 ou 8 sont amenés par un conduit 9 dans la cheminée de l'invention 4 puis extraits par le conduit d'évacuation 10. L'air neuf provenant de l'extérieur par le conduit il est amené a la partie supérieure de la cheminée 4 par le conduit flexible 12 puis introduit dans les différents locaux 2 par l'intermédiaire des conduits flexibles 13 et des dispositifs d'ouverture ê rXglage automatique 14. LJair pollué issus des locaux 2 par des dispositifs d'ouverture identiques 14a est amené par la dépression du dispositif d'extraction 6, au moyen des conduits flexibles 15 et 16, à la cheminée 4. Les fig. 2-et 3 illustrent plus précisément et a titre d'exemple la structure interne qui peut être donnée a une cheminée d'évacuation conforme a l'invention. Comme on peut le voir sur ces figures, dans ce mode de réalisation, la cheminée 4 est constituée par un caisson métallique de forme sensiblement parallélépipèdique et dont l'axe principal est vertical. A sa partie supérieure ce caisson 17 est coiffé d'une trémie conique 18 dont la forme favorise l'écoulement des gaz et qui se termine par une buse cylindrique 19 dont le diamètre permet avantageusement l'embottement d'un tuyau standard 10 visible sur la fig. 1 pour l'évacuation des gaz de combustion, des fumes et de l'air pollué. A sa partie inférieure, le caisson 17 est obturé par un fond 20 comportant en son centre une buse cylindrique 21 présentant avantageusement un diamètre approprié au tuyau standard 9 d'entre des gaz brûlés provenant de la chaudière 7. A l'intérieur du caisson 17 se trouvent disposées deux plaques horizontales 22 et 22a placées respectivement à une certaine distance des buses d'extrémité 21 et 19. De cette manière se trouve définie a la partie basse du caisson 17 entre le fond 20 et la plaque inférieure 22a une chambre d'alimentation 21a en gaz brûlés. Un conduit central constitué par un manchon 23 s'étendant sur toute la largeur du caisson 17 est fixé de manière étanche, par exemple par soudure, sur la plaque supérieure 22 recouvrant ainsi celle-ci partiellement et dans sa zone centrale comme on peut le voir sur la fig. 3. Le manchon 23 communique -i'une de ses extrémités avec un orifice d'entrée d'air-neuf constitué par une buse 24 reliée au dispositif d'insufflation d'air extérieur 5. A son autre extrémité, le manchon 23 présente un orifice d'entrée d'air pollué constitué par une bride 25 reliée au dispositif d'extraction 6 de l'air pollué.Le manchon 23 comporte en outre une paroi médiane de séparation 26 inclinée par rapport & l'horizontale comme on peut le voir sur la fig. 2 de sorte que l'air-neuf alimenté par la buse 24 entre en contact avec la majeure partie de la plaque supérieure 22. Cette inclinaison de la paroi de séparation 26 permet également de disposer à la partie supérieure du manchon 23 et selon l'axe du caisson 17 une buse conique 27 pour le passage de l'air pollué introduit par la buse 25 depuis le compartiment d'entrée 25a dans la chambre 19a d'évacuation des gaz de combustion. Le-compartiment d'entrée d'air neuf 24a défini par le manchon 23, la paroi inclinée 26 et la plaque supérieure 22 communique par un orifice 28, visible sur la fig. 3, avec une chambre de réchauffage 29 de l'air neuf. La chambre de réchauffage 29 est placée dans le caisson 17 entre les deux plaques 22 et 22a. La chambre 29 est traversée sur ses côtés latéraux, comme on peut le voir sur la fig. 3,-par deux rangées de tubes 30 et 31 communiquant par le bas avec la chambre d'alimentation en gaz-21a qui est définie par le fond 20 et la plaque inférieure 22a. Les tubes 30 et 31 communiquent d'autre part, à leur partie supérieure avec la chambre d'évacuation des gaz 19a comme on peut le voir plus clairement sur la fig. 3. Deux plaques déflectrices 32 reliées à leur partie supérieure à un ensemble de plaques 33 en forme de V se trouvent disposées à l'intérieur de la chambre de réchauffage 29 de façon a canaliser l'air neuf provenant de la buse 24 le long de la paroi extérieure des deux rangées de tubes 30 et 31. Un écartement est ménagé entre l'extrémité inférieure des plaques déflectrices 32 et la plaque inférieure 22a de façon à permettre le passage de l'air neuf réchauffé en direction d'une buse d'évacuation de l'air neuf réchauffé 34. Un conduit 35 disposé à la partie basse du caisson 17 permet d'évacuer les eaux de condensation qui ont pu se former à l'intérieur de la cheminée. Comme on peut le voir sur les fig. 2 et 3, les gaz de combustion issus de la chaudière 7 de la fig. 1 rentrent donc dans la cheminée 4 par la buse 21 puis remontent à l'intérieur des deux rangées de tubes 30 et 31 pour pénétrer dans la chambre d'évacuation lia et être extraits par la buse 19. L'air pollué introduit par la buse 25 est éjecté par la buse conique 27 améliorant ainsi le tirage de la cheminée et se trouvant mélangé, dans la chambre d'évacuation 19a, avec les gaz de combustion. L'air neuf provenant de la buse 24 est canalisé dans le conduit central constitué par le manchon 23 limité par la paroi de séparation inclinée 26 qui évite toute intercommunication avec le circuit d'air pollué. L'air neuf froid pénètre alors par l'orifice 28 dans la chambre de réchauffage 29 où il se trouve canalisé par les plaques déflectrices 33 et 32 de façon à se réchauffer au contact de la surface extérieure des tubes 30 et 31. L'air neuf réchauffé est extrait par la buse 34. En définitive, on voit que la cheminée d'évacuation selon l'invention permet de récupérer une quantité importante de calories à partir des gaz de combustion et des fumées d'une installation de chauffage dans un bâtiment. Grâce a la structure particulière de la cheminée il est en outre possible d'améliorer le tirage de l'installation de chauffage à l'aide de l'air pollué extrait des locaux du bâtiment. REVENDICATIONS 1. Cheminée d'évacuation des gaz brûlés de combustion d'une installation de chauffage dans un bâtiment, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens définissant un passage à contre courant pour de l'air neuf destiné à renouveler l'air des locaux dudit batiment. 2. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend des tubes verticaux a travers lesquels circulent les gaz de combustion chauds, l'air neuf étant amené à se réchauffer en passant à l'extérieur de ces tubes. 3. Cheminée selon les revendications 1 ou 2, caractérisee par le fait qu'elle comprend des moyens définissant un passage pour de l'air pollué extrait des locaux du bâtiment, ledit passage communiquant avec une chambre d'évacuation des gaz. 4. Cheminée selon les revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait que lesdits tubes sont disposés entre une chambre d'alimentation des gaz brûlés, située à la partie inférieure de la cheminée et une chambre d'évacuation située à la partie supérieure. 5. Cheminée selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits tubes sont groupés en deux ensembles latéraux laissant subsister entre eux une chambre de réchauffage pour l'air neuf circulant a l'extérieur des tubes. 6. Cheminée selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend un conduit central d'amenée de l'air neuf en communication avec ladite chambre de réchauffage. 7. Cheminée selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit conduit central est constitué par un manchon s'étendant sur toute la largeur de la cheminée, muni a l'une de ses extrémités d'un orifice d'entrée d'air neuf et a l'autre extrémité d'un orifice d'entrée d'air pollué, ledit manchon comportant en outre une paroi médiane de séparation scindant de manière étanche ledit conduit en un compartiment d'entrée de l'air neuf en communication avec la chambre de réchauffage et un compartiment d'entrée de l'air pollué en communication avec la chambre d'évacuation des gaz brûlés. 8. Cheminée selon la revendication 7, caractérisée par le fait que ladite paroi de séparation est inclinée par rapport & l'horizontale. 9. Cheminée selon l'une quelconque des revendications 5 a 8, caractérisée par le fait que la chambre de réchauffage colporte des plaques déflectrices canalisant l'air neuf le long des ensembles latéraux de tubes. 10. Cheminée selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que la sortie de l'air pollué depuis ledit compartiment d'entrée d'air pollué se fait par une buse conique placée dans la chambre d'evacuation des gaz brûlés améliorant ainsi le tirage. 11. Cheminée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif d'évacuation de l'eau de condensation, placé a sa partie basse.