Brevet FR2393239A1 — publié le 19781229

La présente invention concerne une structure d'échangeur de chaleur, notamment pour cheminées et similaires. Comme l'on sait, les cheminées A bois pour le chauffage des locaux d'habitation sont encore actuellement largement répandues. Les cheminées présentent comme caracteristique particulière celle de donner une note d'ambiance aux locaux dans lesquels elles sont installées; en constituant d'autre part un agreable élément de décoration pour le local lui-même. - Toutefois, les cheminées actuellement connues presentent l'inconvénient d'avoir un rendement thermique tres limité. En effet, la transmission de la chaleur au local 'effectue pratiquement uniquement par irradiation, de sorte que bien souvent ces cheminées ne sont pas en mesure a'assurer le chauffage du local d'une maniera correspondant aux exigences actuelles. En cons8quence t les cheminées ont désormais perdu leur fonction d'élément de chauffage et sont utilisées uniquement comme éliment accessoire justement en raison de leurs caractéristiques d'agrément citées précédemment. Le but de la présente invention est justement celui d'éliminer ces inconvénients en proposant une structure d'échangeur de chaleur pour cheminées permettant d'augmenter d'une manière sensible le rendement thermique de la cheminée traditionnelle en exploitant pratiquement la totalité de la chaleur engendre par la combustion du bois, charbon ou similaires. Un autre but de la présente invention est celui de réaliser un échangeur de chaleur permettant une installation extrêmement simpls et rapide et, surtout, structuré de manière à ne pas modifier les oaracte- ristiques décoratives et d'agrément propres aux cheminées du type traditionnel. Un autre but encore de la présente invention est celui de réaliser une structure d'échangeur de chaleur facilement réalisable à partir d'éléments couramment répandus dans le commerce et se révélant, d'autre part, hautement compétitive du point de vue purement économique. Ces buts, et bien d'autres qui apparaitront mieux par la suite, sont atteints par une structure d'échaFgeur de chaleur, notamment pour cheminées et similaires, selon l'invention, caractérisée par le fait ou'elle comprend un corps pouvant être installé dans la bouche dune cheminée et présentant un collecteur-supérieur et un collecteur inférieur respectivement en communication avec une conduite de refoulement et une conduite de retour du fluide thermique, lesdits collecteurs étant réunis entre eux par une pluralité d'éléments tubulaires disposés de manière a pouvoir être lCché par les flammes et par les fumées de la combustion. D'autres caractéristiques et avantages apparaitront plus olairement de la description détaillée qui va suivre d'une structure d'échangeur de chaleur, notamment pour cheminées et similaires donnée ici d titre d'exemple nullement limitatif en regard du dessin annexé, sur lequel: La fig. 1 représente une vue schématique en perspective d'un échangeur de chaleur selon l'invention, installé dans une cheminée; La fig. 2 représente une vue latérale de 1' échangeur de chaleur; La fig. 3 représente une vus de dessous de l'échangeur de chaleur; La fig. 4 représente une vue de derrière en élévation de l'échangeur de chaleur; La fig. 5 représente une vue schématique en coupe suivant la ligne V-V de la fig. 4. Conformément aux figures, la structure d'échangeur de chaleur selon l'invention, notamment pour cheminées et similaires, comprend un corps indiqué globalement avec le chiffre de repère 1 pouvant être installé dans la bouche d'une cheminée 2. Le corps 1 présente un collecteur supérieur 3 et un collecteur inférieur 4, généralement, mais pas nécessairement, constitués par des éléments rectilignes s'étendant parallèlement à l'ouverture de la bouche. Avantageusement, le colleoteur 3 est réalisé de façon å pouvoir astre disposé au niveau du bord inférieur de la hotte d'évacuation de la cheminée 2, de maniere a ne pas être visible. Les collecteurs 3 et 4 sont respectivement reliés à une conduite de refoulement 5 et à une conduite de retour 6 du fluide thermique. Ces conduites 5 et 6 sont reliées à un réseau de chauffage constitué par des calorifères ou radiateurs du type traditionnel et peuvent éventuellement être reliées également à une installation de chauffage d'eau pour usage domeetique. Lesdits collecteurs 3 et 4 sont d'autre part reliés entre eux par une pluralité d'éléments tubulaires 7 disposés côte & côte et opportunement espacés. Les éléments tubulaires 7 sont, de préférence, réalisés en forme de "cl' de manière à constituer avec leur partie inférieure le foyer sur lequel est disposé le bois à bruler, et faire en même temps fonction de grille. l'autre part, les éléments tubulaires 7 les plus à l'extérieur sont dimensionnés de manière à intéresser, au moins partieilement, les extrémités latérales de la bouche de la cheminée de façon à entourer, en quelque sorte, la zone dans laquelle s'effectue la combustion. Pour améliorer le rendement thermique, les éléments tubulaires 7 peuvent être ovalisés comme illustré schématiquement sur la figure 5, de manière à présenter leur axe le plus grand en regard de la zone ou se produit la combustion. En outre, pour permettre les opérations de nettoyage et d'enlèvement des cendres, ainsi que pour améliorer- le tirage, il a été prévu des pieds de support 8 différemment conformés qui maintiennent soulevée de la base de la cheminée 2 la partie inférieure des éléments tubulaires en forme de ''C''0 . Au niveau de la partie supérieure des éléments tubulaires 7, il a été prévu un élément & volet, globalement indiqué avec 10, assemblé par son extrémité inférieure à un élément Il en forme de tige, de préférencew mais pas nécessairement, supporté oscillant par les éléments tubulaires 7 et qui s'étend parallèlement aux collecteurs 3 et 4. Comme schématiquement illustré sur la figure 2, l'élément à volet 10 joue un double rôle: le premier, celui de servir d'élément de réglage du tirage de la cheminée, et le second, non moins important, consistant à dévier les fumées de la-combustion de manière à les amener à lécher une nouvelle fois les éléments tubulaires 7 en améliorant ainsi l'échange thermique. Le fonctionnement de la structure d'échangeur de chaleur selon l'invention est le suivant. Le bois à brûler est placé dans le foyer réalisé, comme dit oi-haut, par la partie inférieure des éléments tubulaires 7 en forme de "C". Pendant la combustion les flammes viennent lécher les éléments tubulaires 7 dans lequels on fait circuler un fluide thermique, généralement constitué par de l'eau. Ainsi, sans rien ôter aux caractéristiques décoratives et suggestives propres aux cheminées, on obtient uné augmentation sensible du rendement thermique.En effet, les flammes et les fumées de la combustion qui, autrement, se seraient déchargées sans que l'on puisse exploiter leur énergie thermique, viennent lécher les éléments tubulaires en cédant de la chaleur au fluide thermique qui circule à l'intérieur de ces derniers. De cette maniere, le fluide thermique réchauffé est envoyé, par l'intermédiaire du collecteur supérieur 3 et de la conduite de refoulement 5, vers ltinstallation de chauffage qui peut être constituée par des catoriferes ou par d'autres éléments similaires lesquels peuvent être installés dans des locaux adjacents ou, à la limite, dans la pièce meme où se trouve la cheminée. Naturellemen l'échangeur de chaleur selon l'invention comporte le classique vase à expansion propre aux installations de chauffage à circulation naturelle et peut etre installe comme élément auxiliaire d'une installation de chauffage classique dotes d'une chaudière ou brûleur traditionnels, Ainsi, 11 échangeur de-chaleur objet de la présente invention permet d'exploiter et de récupérer l'énergie thermique qui, autrement; aurait été perdue, avec des avantages évidents pour l'utilisateur, aussi bien du point de vue économique que pratique. Une caractéristique très importante et qui se doit d'être soulignée, réside dans le fait que l'échangeur de chaleur selon l'invention peut être facilement appliqué à une cheminée de type traditionnel sans modifier en aucune façon ses caractéristiques esthétiques. En effet, étant adhérent, ou tout au moins très proche des parois de fond de la bouche de la cheminée, il s'avère pratiquement invisible et ne constitue aucune entrave aux opérations courantes 'allumage et de nettoyage de la cheminée elle-m8me. Autre part, étant donné que son installation ne demande aucun travail de transformation de la cheminées lorsqu'il ntest pas utilisé l'échangeur peut etre facilement rangé ou transféré dans une autre cheminée. En outre, si l'installation à laquelle on raccorde l'échangeur l'exige, il est possible d'appliquer tous les instruments de contrôle nécessaires. Ainsi, à la lumière de la description qui précède il apparat trbs clairement que l'invention atteint pleinement les buts visés en parti- culier celui qui consiste à rendre les cheminées du type traditionnel beaucoup plus fonctionnelles. Il va de soi que l'invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses modifications et variantes rentrant toutes dans le cadre de la même protection industrielle. En outreftous les détails techniques, tels que les accouplements entre les collecteurs et les éléments tubulaires, ainsi que tous les détails de fabrication et de réalisation pourront varier dans une large mesure suivant les nécessités. De nême, les matériaux utilisés pourront être pratiquement quelconques tout comme les dimensions et les formes. RENZZ5DICATIONS 1) Structure d'échangeur de chaleur5 notamment pour cheminées et similaires, caractérisée par le fait qu'elle comprend un corps pouvant être installé dans la bouche d'une cheminée et présentant un collecteur supérieur et un collecteur intérieur respectivement en communication aveo une conduite de refoulement et une conduite de retour du fluide thermique, lesdits collectaurs étant réunis entre eux par une pluralité d'eR eents tubulaires disposes de manière à pouvoir être léchés par les flammes et par les fumées de la combustion. 2) Structure d'échangeur de chaleur selon la-revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits éléments tubulaires sont disposés côte à côte et convenablement espacés. 3) Structure d'échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1- 2, caractérisée par le fait que lesdits éléments tubulaires sont réalisés essentiellement en forme de "C", la partie inférieure desdits eléments tubulaires étant apte à servir de foyer et de grille de support pour le bois à brûler. 4) Structure d'échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les éléments tubulaires extérieurs sont conformés de manière à ånteresser au moins partiellement, la partie latérale de la bouche de la cheminée. 5) Structure d'échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que lesdits éléments tubulaires présentent une section essentiellement ovalisée ayant son axe le plus grand disposé en regard dudit foyer. 6) Structure d'échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisée par le fait que sur la partie inférieure dudit corps il a été prévu des pieds de support dont le rôle est de maintenir soulevés lesdits éléments tubulaires du fond de ladite cheminée de manière à faciliter le tirage et le nettoyage de la cheminée elle-même. 7) Structure d'échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'au niveau de la partie supérieure desdits éléments tubulaires elle comprend un-éldment à volet assemblé par sa partie inférieure à un élément en forme de tige supporté de manière oscillante par lesdits éléments tubulaires, ledit élément à volet pouvant être positionné pour régler le tirage de la cheminée et pour dévier les fumées de la combustion sur lesdits éléments tubulaires de manière à augmenter l'échange thermique. 8) Structure d'échangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractbrisée par le fait que ledit collecteur supérieur est positionne au niveau du bord inférieur de la hotte de la cheminée de manière à être invisible.