Brevet FR2471553A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne un capteur de chaleur destiné à être installé notamment dans une cheminée domestique et pou- vant fournir aussi bien de l'air chaud de chauffage que de l'eau chaude pouvant être utilisée pour l'usage domestique ou pour le chauffage. Le capteur de chaleur selon la présente invention comprend notamment un caisson s'étendant verticalement et muni à sa partie inférieure d'au moins une ouverture réglable d'admission d'air frais et à sa partie supérieure d'au moins une ouverture d'échappement d'air chauffé et un caisson horizontal s'étendant à partir de la partie inférieure dudit caisson vertical et dont la face supérieure forme un foyer sur lequel peut être fait un feu qui réchauffe l'air circulant dans ledit caisson vertical, la face supérieure du caisson inférieur horizontal comprenant une ouverture dans laquelle peut être disposée une grille pour l'évacuation des cendres. Selon la présente invention, ledit caisson horizontal inférieur comprend une chambre de combustion dans laquelle peut être introduit par ladite ouverture de la face supérieure du caisson infé- rieur horizontal un combustible tel que du charbon. Cette chambre de combustion estlimitée latéralement par des parois sensiblement verti- cales, à sa partie supérieure par la face supérieure dudit caisson inférieur horizontal et à sa partie inférieure par un fond muni d'une grille d'évacuation des cendres, ladite grille de la face supérieure du caisson inférieur horizontal pouvant être remplacée par une plaque pleine et les fumées de la chambre de combustion étant évacuées par au moins un conduit de fumée. Selon la présente invention, un conduit s'étend au voisinage de ou dans ladite chambre de combustion. Selon la présente invention, ledit caisson inférieur horizontal peut comprendre une chambre étanche entourant ladite cham- bre de combustion, ledit conduit pouvant se présenter sous la forme d'un serpentin entourant ladite chambre de combustion et disposé dans ladite chambre étanche. Selon la présente invention, un conduit présentant une entrée et une sortie et dans lequel circule un fluide tel que de l'eau à réchauffer peut s'étendre dans ledit caisson vertical. Selon la présente invention, des déflecteurs peuvent être disposés dans ledit caisson vertical pour freiner la montée de l'air, ces déflecteurs étant creux et reliés entre eux en série de manière à pouvoir communiquer et ledit conduit étant raccordé au premier déflecteur de ladite série de déflecteurs de telle sorte que ledit fluide circule également dans ces déflecteurs. Selon la présente invention, lesdits déflecteurs peu- vent s'étendre transversalement au caisson vertical et se présenter sous la forme d'un V dont la pointe est dirigée vers le haut, deux déflecteurs adjacents étant reliés entre eux par au moins un conduit. Selon la présente invention, ledit conduit de fumée par lequel s'échappent les fumées provenant de la chambre de combustion peut avantageusement traverser ledit caisson vertical. Selon la présente invention, il est préférable de pré- voir un conduit d'air frais dont le débit est réglable, ce conduit débouchant sous la grille inférieure de la chambre de combustion de manière à régler la vitesse de la combustion du combustible disposé dans ladite chambre. Selon la présente invention, la partie avant du caisson vertical faisant face au feu peut être en partie constituée par une plaque en fonte décorative démontable de manière à avoir accès à l'in- térieur du caisson vertical et la face supérieure du caisson horizontal ainsi que les parois de ladite chambre de combustion peuvent être en fonte et être également démontables. La présente invention concerne également un procédé pour porter à une température plus élevée un fluide tel que de l'eau. Ce procédé est tel qu'on fait circuler ledit fluide au voisinage de ou dans la chambre de combustion, pouvant recevoir un combustible tel que du charbon, d'un capteur de chaleur installé dans une cheminée domestique comprenant notamment un caisson inférieur horizontal dans lequel est ménagée ladite chambre de combustion. Selon le procédé de la présente invention, le capteur de chaleur comprenant en outre un caisson vertical dans lequel peut circuler de l'air qui est réchauffé notamment lorsque l'on fait un feu sur ledit caisson horizontal, on peut faire circuler également ledit fluide dans ce caisson vertical de manière à le réchauffer. Mais on peut également faire circuler le fluide dans le caisson vertical de manière à réchauffer l'air notamment dans le cas o l'on n'utilise que ladite chambre de combustion, le fluide étant au pré- alable réchauffé au voisinage de la chambre de combustion. Selon le procédé de la présente invention, ledit fluide peut circuler dans le caisson vertical à l'intérieur de déflecteurs susceptibles de freiner la montée de l'air. Selon la présente invention, il est possible d'as- socier au capteur de chaleur notamment un capteur solaire dans lequel circulera également ledit fluide. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un capteur de chaleur capable de fournir de l'air chaud et de l'eau chaude décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel - la figure I représente en coupe verticale un capteur de chaleur installé dans une cheminée domestique; - et la figure 2 représente en vue frontale le capteur de chaleur selon la figure 1, la partie inférieure étant en coupe. Le capteur de chaleur représenté comprend un caisson vertical repéré d'une manière générale par la référence 1, un caisson horizontal s'étendant à partir de la partie inférieure du caisson vertical I et repéré d'une manière générale par la référence 2 et un caisson de décompression s'étendant à partir de la partie supérieure du caisson vertical 1 et repéré d'une manière générale par la référence 3, le caisson vertical I et le caisson inférieur horizontal 2 étant encastrés dans la cheminée. Le caisson vertical I qui a une section horizontale sensiblement rectangulaire présente à sa partie inférieure une ouver- ture 4 permettant une admission d'air frais dans le caisson vertical provenant d'un passage 5 réalisé dans le mur de la cheminée. Le débit de l'air entrant par l'ouverture 4 dans le caisson i peut être réglé par le clapet 6 pouvant obstruer plus ou moins l'ouverture 4 et la fermer complètement. On pourra remarquer que le passage 5 qui est dans l'exemple représenté horizontal pourrait aussi bien être disposé ver- ticalement. La partie supérieure du caisson vertical I communique par une ouverture 7 avec le caisson horizontal 3 qui présente sur sa partie supérieure, dans l'exemple représenté, deux bouches d'échap- pement d'air 8. 1 Lorsque l'on fait un feu sur le caisson horizontal inférieure 2, l'air se trouvant dans le caisson vertical I et dans le caisson supérieur horizontal 3 se trouve réchauffé et circule depuis - l'ouverture 4 du caisson vertical I jusqu'aux bouches de sortie 8 du caisson supérieur horizontal 3 pour être distribué vers la ou les pièce(s) à chauffer. Le caisson horizontal inférieur 2 comprend un plateau 9 sensiblement horizontal formant la face supérieure du caisson 2 sur laquelle peut être fait un feu. Ce plateau 9 présente sensiblement en son milieu une ouverture cylindrique 10 pouvant recevoir un couvercle 11. Ce couvercle Il peut se présenter sous la forme d'une grille destinée à l'évacuation vers le bas des cendres provenant du feu fait sur le plateau 9. Le caisson inférieur horizontal 2 comprend une chambre de combustion 12 dans laquelle peut être introduit par l'ouverture 10 du plateau 9 un combustible tel que du charbon et qui est limitée à sa partie supérieure par le plateau 9, à sa partie inférieure par un fond présentant une ouverture 14 fermée par une grille 15 d'évacuation des cendres et latéralement par une paroi 16 verticale qui est dans l'exemple représenté cylindrique, le fond 13 étant d'une seule pièce avec ladite paroi 16. La paroi cylindrique 16 présente au voisinage de sa partie supérieure une ouverture 17 d'évacuation des fumées. Lorsque l'on br le un combustible dans la chambre 12, on peut avanta- geusement prévoir un couvercle Il se présentant sous la forme d'une plaque pleine. La face inférieure du plateau 9 présente une gorge annulaire 18 dans laquelle pénètre une saillie annulaire 19 prévue à la partie supérieure de ladite paroi 16 un joint en amiante étant disposé au fond de la gorge 18 de manière à créer une liaison étanche aux fumées. Le caisson inférieur horizontal 2 comprend également une partie en forme de caisson 20 se trouvant en-dessous de la chambre de combustion 12 et dans lequel est disposé un tiroir 21 -de réception des cendres pouvant provenir de la chambre de combustion 12 ou du dessus du plateau 9 en passant par la chambre de combustion 12. Un conduit 22 traversant la paroi du caisson 20 permet de faire communiquer le passage 5 avec ce caisson 20 de manière à four- nir sous la chambre de combustion 12 de l'air frais. Comme on peut le voir sur la figure 2, le conduit 22 est muni d'un clapet réglable 23 permettant le réglage de la vitesse de la combustion en particulier dans la chambre de combustion 12. Le caisson inférieur horizontal 2 comprend en outre une chambre étanche 24 entourant la paroi cylindrique 16 de la chambre de combustion 12. Un conduit,dans lequel peut circuler un fluide tel que de l'eau et présentant une extrémité 25 débouchant latéralement à l'extérieur du caisson inférieur horizontal 2, se présente sous la forme d'un serpentin 26 entourant la paroi cylindrique 16 de la chambre de combustion 12 et disposé dans la chambre étanche 24. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2 en pointillé, une série de déflecteurs 27 est disposée dans le caisson -vertical 1. Ces déflecteurs 27 s'étendent, horizontalement, transversa- lement au caisson 1 et sont disposés en alignement sur des rangées horizontales et verticales de telle sorte que les déflecteurs de deux rangées horizontales adjacentes soient décalés les uns par rapport aux autres. Ces déflecteurs sont en forme de V dont la pointe est dirigée vers le haut. Les déflecteurs 27 sont creux et sont reliés les uns avec les autres en série depuis le premier déflecteur 27a de la rangée inférieure jusqu'au dernier déflecteur 27b de la rangée supérieure, les extrémités libres des branches d'un déflecteur étant reliées par un conduit aux extrémités libres des déflecteurs afjacents. Par ailleurs, le serpentin 26 se prolonge par un conduit 28 opposé à son extrémité 25, ce conduit 28 raccordant le serpentin 26 à l'extrémité libre du premier déflecteur 27a de ladite série de déflecteurs. En outre, un conduit 29 a une de ses extrémités branchée sur l'extrémité libre du dernier déflec- teur 27b de ladite série de déflecteurs, son autre extrémité 30 débou- chant latéralement au caisson vertical 1. Les déflecteurs 27 sont fixés sur la face arrière du caisson vertical 1 et ne s'étendent pas jusqu'à sa face avant de façon à permettre les dilatationsdues aux variations de température. Les déflecteurs 27 peuvent être reliés à la face arrière du caisson 1 par exemple par des pattes soudées 31 à l'exemple du déflec- teurs 27b. Il est donc possible de faire circuler un fluide tel que de l'eau dans le serpentin 26 autour de la chambre de combustion 12 et dans la série de déflecteurs 27 disposée dans le caisson vertical 1 entre l'extrémité 25 du serpentin 26 et l'extrémité 30 du conduit 29 aussi bien dans un sens que dans l'autre. La chambre de combustion 12 communique avec un conduit de fumée 32 par ladite ouverture 17. Ce conduit de fumée 32 s'étend sensiblement verticalement à l'intérieur du caisson vertical 1 et débouche au dessus de ce caisson vertical pour-évacuer les fumées à l'intérieur de la cheminée et en même temps chauffer l'air circulant dans le caisson vertical. Au voisinage de sa partie supérieure, le conduit de fumée 32 est muni d'un clapet 33 actionnable par une tige 34, ce clapet 33 servant à régler le débit des fumées provenant de la chambre de combustion 12. La face avant du caisson vertical I est en partie constituée par une plaque. décorative 35 s'étendant en dessous du cais- son vertical supérieur 3 jusqu'au plateau horizontal 9 et permettant l'accès à l'intérieur du caisson vertical 1. Le bord inférieur de la plaque 28 repose de façon étanche par un joint 36 sur le plateau hori- zontal 9 et les trois autres c8tés de la plaque 28 sont fixés de façon étanche par un joint 37 aux autres parties du caisson vertical I par des boulons 35a. Ainsi, la paroi verticale 16 et le fond 13, le plateau 9 ainsi que la plaque 35, qui sont de préférence en fonte, sont démon- tables. Les clapets 6 et 23 sont réglables par des tiges 38 et 39 s'étendant verticalement derrière la plaque 35 à l'extérieur du caisson vertical 1 et latéralement et se prolongent horizontalement vers l'avant au travers d'orifices en forme de crémaillère 40 et 41 permet- tant le réglage desdits clapets. En outre, les tiges 38 et 39 sont dis- posées dans des carters 42 et 43. En référence à la figure 1, on peut remarquer que le conduit de la cheminée peut être obturé par une plaque pivotante 44 pouvant prendre appui sur des cornières 45 fixées latéralement et de part et d'autre du caisson horizontal supérieur 3. On va maintenant décrire les principales utilisations du capteur de chaleur représenté. Tout d'abord, si l'on fait un feu sur la plaque 9 du caisson horizontal inférieur 2, on peut récupérer de l'air réchauffé à la sortie des bouches 8, air dont le débit est réglable par le clapet 6. On peut également chauffer l'eau circulant dans le serpentin 26 et dans la série de déflecteurs 27, l'eau étant essentiellement réchauffé lors de son passage dans les déflecteurs 27. Si l'on brûle un combustible dans la chambre de com- bustion 12, on peut obtenir de l'air réchauffé à la sortie des bouches 8, cet air étant réchauffé grâce à la chaleur qui règne entre le cais- son inférieur horizontal 2 et le caisson supérieur horizontal 3 et grâce au conduit de fumée 32. On peut également obtenir de l'eau chaude en fai- sant circuler l'eau de préférence d'abord dans les déflecteurs 27 puis dans le serpentin 26. Si l'on fait circuler l'eau d'abord dans le ser- pentin 26 puis dans les déflecteurs 27, il se produira un échange de 247 15 53 chaleur entre l'air circulant dans le caisson vertical I et dans les déflecteurs 27. Dans ce sens de circulation de l'eau, l'air se trouvera également réchauffé par les déflecteurs 27. La déperdition de chaleur de l'eau dans les déflecteurs 27 dépendra de son débit et du débit de l'air dans le caisson vertical 1. Lorsque l'on n'utilise uniquement que la chambre de com- bustion 12, il est préférable de fermer le conduit de la cheminée par la plaque 44 de manière à ne pas laisser échapper la chaleur traversant notamment la face supérieure du caisson inférieur horizontal 2 afin de récupérer cette chaleur aussi bien dans le caisson vertical I et dans le caisson supérieur horizontal 3 que dans la pièce o se trouve la cheminée munie du capteur de chaleur. D'une manière générale, on peut noter que les dif- férences de température entre l'entrée et la sortie aussi bien pour l'eau que pour l'air dépendront des débits ainsi que de la température des feux. L'eau circulant dans le capteur de chaleur qui vient d'être décrit peut être utilisée à toute fin utile. Cette eau réchauf- fée peut être utilisée notamment au réchauffage de l'eau contenue dans un ballon, l'eau de ce ballon pouvant servir aux usages domestiques ou au chauffage par exemple par radiateur. L'eau traversant le capteur peut également circuler directement dans des radiateurs de chauffage. On peut en outre associer au capteur de chaleur qui vient d'être décrit tout appareil de chauffage tel que des capteurs solaires. Bien d'autres utilisations sont également possibles en association avec des appareils connus. Compte tenu de sa structure en plusieurs parties, le capteur de chaleur qui vient d'être décrit est facilement transportable et peut être installé par n'importe quelle personne, sans avoir recours à un spécialiste. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. On peut en effet prévoir de faire circuler l'eau dans la paroi verticale 16 de la chambre de combustion. On peut en outre prévoir plusieurs conduits de fumées 32 traversant le caisson vertical I ou encore un conduit vertical faisant toute la largeur du caisson vertical 1 de manière à obtenir une plus grande surface de contact avec l'air traversant le caisson vertical 1. Bien d'autres variantes sont possibles sans sortir du cadre de la présente invention. 2 471553 REVENDICATIONS 1. Capteur de chaleur destiné à être installé en par- ticulier dans une cheminée domestique comprenant notamment un caisson s'étendant verticalement et muni à sa partie-inférieure d'au moins une ouverture réglable d'admission d'air frais et à sa partie. supérieure d'au moins une ouverture d'échappement d'air réchauffé et un caisson horizontal s'étendant à partir de la partie inférieure dudit caisson vertical et dont la face supérieure forme un foyer sur lequel peut être fait un feu qui réchauffe l'air circulant dans ledit caisson vertical, la face supérieure du caisson inférieur horizontal comprenant une ouverture dans laquelle peut être disposée une grille pour l'éva- cuation des cendres, caractérisé par le fait que ledit caisson vertical inférieur comprend une chambre de combustion dans laquelle peut être introduit par ladite ouverture de la face supérieure du caisson infé- reiur horizontal un combustible tel que du charbon et qui est limitée latéralement par des parois sensiblement verticales, à sa partie supé- rieure par la face supérieure-dudit caisson inférieur horizontal et à sa partie inférieure par un fond muni d'un grille d'évacuation des cendres, ladite grille de la face supérieure du caisson inférieur hori- zontal pouvant être remplacée par une plaque pleine et les fumées de la chambre de combustion étant évacuées par au moins un conduit de fumée. 2. Capteur de chaleur selon la revendication 1, carac- térisé par-le fait que le conduit présentant une entrée et une sortie et dans lequel circule un fluide tel que de l'eau à réchauffer s'étend au voisinage de ou dans ladite chambre de combustion. 3. Capteur de chaleur selon la revendication 2, carac- térisé par le fait que ledit caisson inférieur horizontal comprend une chambre étanche entourant ladite chambre de combustion, ledit con- duit se présentant sous la forme d'un serpentin entourant la chambre de combustion et disposé dans ladite chambre étanche. 4. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé par le fait q'un conduit présentant une en- trée et une sortie et dans lequel circule un fluide tel que de l'eau à réchauffer s'étend dans ledit caisson vertical. 5. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des revendi- cations 2 à 4, des déflecteurs étant disposés dans ledit caisson vertical pour freiner la montée de l'air, caractérisé par le fait que lesdits déflecteurs sont creux et sont reliés entre eux en série de manière à pouvoir communiquer, ledit conduit étant raccordé au premier déflecteur de ladite série de telle sorte que ledit fluide circule également dans lesdits déflecteurs. 6. Capteur de chaleur selon la revendication 5, carac- térisé par le fait que lesdits déflecteurs s'étendent transversalement au caisson vertical et sont en forme de V dont la pointe est dirigée vers le haut, deux déflecteurs adjacents étant reliés entre eux par au moins un conduit. 7. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait que ledit conduit de fumée traverse ledit caisson vertical. 8. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait qu'un conduit d'air frais dont le débit est réglable débouche sous la grille inférieure de la chambre de combustion. 9. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait que la partie avant du caisson vertical faisant face au feu est en partie constituée par une plaque en fonte décorative démontable de manière à avoir accès à l'in- térieur du caisson vertical, et la face supérieure du caisson horizontal ainsi que les parois de la chambre de combustion sont en fonte et sont également démontables. 10. Procédé pour porter à une température plus élevée un fluide tel que de l'eau caractérisé par le fait qu'on fait circuler ce fluide au voisinage de ou dans la chambre de combustion, pouvant recevoir un combustible tel que du charbon, d'un capteur de chaleur installé dans une cheminée domestique comprenant notamment un caisson inférieur horizontal dans lequel est ménagée ladite chambre de com- bustion. Il. Procédé selon la revendication 10, le capteur de chaleur comprenant en outre un caisson vertical dans lequel peut cir- culer de l'air qui est réchauffé notamment lorsque l'on fait un feu sur ledit caisson horizontal, caractérisé par le fait que l'on fait également circuler ledit fluide dans ledit caisson vertical. 12. Procédé selon la revendication 10, le capteur de chaleur comprenant en outre un caisson vertical dans lequel peut cir- culer de l'air à réchauffer, caractérisé par le fait que l'on fait cir- culer ledit fluide dans ledit caisson vertical pour réchauffer l'air. 2 4 7 1553 13. Procédé selon l'une des revendications Il et 12, caractérisé par le fait que le fluide circule dans ledit caisson à l'intérieur de déflecteurs susceptibles de freiner la montée de l'air. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé par le fait que le fluide circule également, à l'extérieur dudit capteur, dans au moins un capteur solaire.