Brevet FR2483053A1 — publié le 19811127

t 1 La présente invention a pour objet un appareil de chauffage. On connaît des appareils de chauffage comportant une arrivée d'air comburant-et un foyer sous lequel est disposée une chambre de combustion dotée d'un conduit d'évacuation des gaz brulés ou des fumées. Dans ce type de matériel la combustion du combustible s'effectue vers le bas ce qui permet de bruler une grande partie des gaz dégagés, évitant ainsi tout dépot de goudron et autres dans le conduit d'évacuation. La combustion complète des gaz combustibles permet d'augmenter notablement le rendement calorifique de tels appareils. De par- sa conception ce. type de matériel ne peut chauffer que la pièce o il est situé et ne peut par exemple constituer une source de chaleur d'un système de chauffage central. On connatt également des systèmes de chauffage à foyer ouvert tel que cheminées équipées pour accrottre leur rendement calori- fique de récupérateur de chaleur. Les récupérateurs de chaleur dans les cheminées actuelles sont situés au niveau du foyer ou autour de celui-ci, dans le contre coeur et dans la hotte du conduit d'évacuation des fumées. Lors de sa combustion, le combustible solide dégage des gaz com- bustibles qui pour s'enflammer doivent être portés à une tempé- rature élevée incompatible avec ce type de matériel. Ces gaz non brulés se déposent en se condensant dans le conduit d'évacuation et sur le récupérateurs de chaleur montés dans la hotte ce qui se traduit à la longue par une baisse de tirage et par une baisse de rendement calorifique. De plus pour assurer un iirage correct- les fumées au cours de leur évacuation doivent conserver une température suffisante et ceder une faible partie de leurs calories ce qui restreint la faculté de récupération des échangeurs de chaleur connus. La présente invention a pour objet de pallier aux inconvénients énoncés ci-dessus en mettant en oeuvre un appareil de chauffage perfectionné. A cet effet l'appareil de chauffage du type comportant au moins une arrivée d'air comburant, un foyer à grille, un cendrier de récupération des déchets de la combustion, un conduit d'évacua- tion des fumées se caractérise essentiellement par l'association d'une chambre de combustion des gaz placée sous le foyer avec un récupérateur de chaleur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparal- tront lors de la lecture de la description d'une forme préféren- tielle de réalisation en se référant aux dessins annexés en lesquels: - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un appareil de chauffage selon l'invention. - La figure 2 est une vue schématique en coupe suivant la ligne AA de la figure 1. - La figure 3 est une vue schématique d'une cheminée selon l'invention. - La figure 4 est une vue de trois quart arrière en perspective de la cheminée selon l'invention. Comme représenté l'appareil de chauffage selon l'invention com- prend au moins une arrivée 1. d'air comburant, un foyer 2 sous lequel est placée une chambre de combustion 3, recevant un récu- pérateur de chaleur 4. Les gaz bruiés dans la chambre 3 sont évacués par au moins un conduit 5. Comme on peut le voir à l'examen des figures 1 et 2 l'appareil selon l'invention est du type de ceux recevant un combustible solide, mais il est bien évident que les aménagements ci-après décrits peuvent 9tre appliqués à des appareils de chauffage à combustibles liquides ou gazeux, ou à des appareils de chauffage du type à combustible mixte. L'appareil de chauffage tel que représenté en figure 1 comprend une arrivée d'air comburant située dans sa partie supérieure. Cette arrivée débouche dans une enceinte de grande capacité 6 et peut Otre partiellement ou totalement obstruée par une plaque 7 ceci afin de régler le débit d'air comburant. Le foyer 2 est équipé d'une grille 8 permettant la communication de l'enceinte 6 avec la chambre de combustion 3. Sur cette grille est disposé le combustible solide 9 introduit dans l'appareil par une ouverture 10 située au dessus du foyer et pourvue d'un volet rabattable de fermeture Il. Dans sa partie inférieure et dans la chambre de combustion 3 l'appareil de chauffage est doté d'un cendrier 14 monté sur glis- siâres 12 recevant les déchets de combustion. Entre au moins une des parois de l'enceinte et une des parois de l'appareil de chauffage est ménagé un espace 13 débouchant dans la chambre de combustion 3 et pourvu dans sa partie supérieure d'une tubulure 15 raccordée au conduit 5 d'évacuation des fumées lui même raccordé à l'enceinte6. Dans la chambre de combustion 3 et dans l'espace 13 est monté le récupérateur de chaleur 4 dans lequel circule un fluide calopor- beur récupérant les calories issues de la combustion pour les céder à une installation de chauffage. Pour faciliter le tirage de l'appareil depuis le foyer jusqu'à la 1 tubulure d'évacuation 15 le récupérateur de chaleur est monté avec un jeu suffisant dans la chambre de combustion et dans l'es- pace 13. Le récupérateur 4 est fixé à l'appareil de chauffage par tous moyens connus de l'homme de l'art. Ce récupérateur est constitué par au moins deux caissons raccor- dés l'un à l'autre 4A et 4B venant respectivement se loger dans la chambre de combustion 3 et dans l'espace 13. Le caisson 4A disposé entre le cendrier 14 et le foyer 2 est parallèle à celui-ci ou légèrement incliné vers le cendrier pour faciliter l'évacuation des déchets issus du dit foyer dans le dit cendrier. Le caisson 4A est doté en extrémité libre d'une tubulure 16 par laquelle est introduit le fluide caloporteur tel que gaz ou li- quide. Le caisson 4B est doté en extrémité supérieure d'une tubulure 17 de sortie du fluide caloporteur. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2,le récupérateur de chaleur est constitué par un caisson 4A auquel sont raccordés trois caissons 4B en communication les uns avec les autres et disposés dans un espace 13 ménagé entre trois parois verticales de l'enceinte 7 et trois parois verticales de l'ap- pareil de chauffage. De préférence les caissons 4A et 4B sont dotés chacun de chicanes 18 intérieures visant à augmenter le trajet du fluide caloporteur en sorte que celui-ci récupère lors de son passage dans les récu- pérateurs un maxima de calories. Lors du fonctionnement de l'appareil de chauffage, la chaleur issue du foyer est dirigée par le phénomène de tirage inversé dans la chambre 3 et dans l'espace 13. La quantité d'air comburant en excès et non employée pour la combustion du combustible subit un préchauffage lors de son passage au travers les braises du foyer ce qui la rend apte à enflammer les gaz combustibles augmentant ainsi la puissance ca- lorifique de l'appareil etd2minuant le risque de dépot de gou- 1 dron dans le conduit d'évacuation, dans l'espace 13 et la-chambre 3,. Pour canaliser le flux de chaleur issu du foyer sur toute la sur- face d'échange des récupérateurs 4A et 4B,la chambre de combustion 3 est équipée d'au moins un moyen de canalisation. Ce moyen est constitué par une paroi 19 sensiblement verticale et transversale à l'échangeur 4A venant se disposer entre la-paroi supérieure du dit récupérateur et le foyer 2. Cette paroi est fixée au récupérateur 4A et au foyer 2 par tious moyens et procédés connus. La paroi 19 constituant écran a pour fonction d'obstruer l'ori- fice de communication de la chambre 3 avec l'espace 13 dans le vo- lume situé entre la paroi. supérieure du récupérateur 4A et le foyer en sorte que le flux de chaleur sous l'action du tirage inversé soit canalisé vers l'extrémité avant du dit échangeur et le contourne. De préférence la distance séparant l'extrémité avant de l'échan- geur 4A de la paroi avant de l'appareil de chauffage est plus importante que la distance séparant les côtés latéraux du dit échangeur des parois latérales correspondantes de l'appareil en sorte que la majeure partie du flux de chaleur sous l'action du tirage inversé contourne la dite extrémité avant d'être dirigée dans l'espace 13. Pour régler le tirage la -tubulure d'évacuation 15 est pourvue d'un volet manoeuvrable depuis l'extérieur et obstruant plus ou moins le passage des fumées. La conduite d'évacuation 5 à'la sortie de l'enceinte 6 pourra être également dotée d'un volet manoeuvrable depuis l'extérieur pour obstruer partiellement ou totalement l'orifice de communi- cation avec la dite enceinte de manière à obtenir ou non le ti- rage inversé. En figure 3 et 4 est représenté un appareil de chauffage à foyer ouvert telle une cheminée d'appartement fonctionnant sur le prin- cipe de la combustion inversée et pourvu d'un récupérateur de chaleur du même type que celui précédemment décrit. 1 La cheminée selon l'invention comprend un foyer sous lequel est disposée une chambre de combustion 20 en communication avec un conduit 21 vertical, placé dans le contre coeur débouchant dans la hotte. La chambre de combustion est délimitée par deux parois latérales 22 par une paroi avant 23 et sur lesquelles est posée ou fixée une plaque foyère horizontale 24 pourvue d'un orifice transversal par exemple rectangulaire recevant une grille 25 sur laquelle est placé le combustible située de préférence à proximité du contre coeur. Les parois latérales 22-et la paroi avant 23 sont avantageusement constituées en matériaux réfractaires rappelant l'aspect tradi- tionnel des cheminées. La paroi avant 23 est dotée d'un orifice par lequel est engagé dans la chambre de combustible un cendrier 26 de récupération des déchets de combustion. Le conduit vertical 21 est formé par un évidement ménagé dans le contre coeur recouvert par une plaque de cheminée 27 verticale fixée sur le dit contre coeur par tous moyens connus. 2D Dans la chambre de combustion 20 et dans le conduit 21 est monté avec jeu le récupérateur de chaleur 4 comportant un caisson 4A, logé dans la chambre de combustion, en communication avec un caisson vertical 4B logé dans le conduit 21. Comme expliqué plus avant le caisson 4A est légèrement incliné vers le cendrier pour faciliter l'évacuation des déchets de combus- tion. En amont du caisson 4B dans le conduit 21 est disposé un volet 28 manoeuvrable de l'extérieur obstruant plus ou moins le dit conduit pour régler le tirage de la cheminée. Comme précédemment décrit entre le caisson 4A et le foyer est dis- posée une plaque 29 formant écran en sorte que le flux de chaleur issu du foyer contourne l'extrémité avant du dit caisson. Selon une autre forme de réalisation visant à adapter les aména- gements décrits à des cheminées existantes le récupérateur de chaleur 4 est monté dans un habitacle, constitué par des t8le métalliques assemblées les unes aux autres par tout moyens et pro- 1 cédés connus comportant une chambre de combustion en communication avec un conduit. Cet habitacle pourvu d'une plaque foyère horizontale avec grille vient se poser ou se fixer sur le foyer de la cheminée et se pla- quer contre le contre-coeur. Suivant une autre forme de réalisation comme représenté en figure 4, le caisson 4B épouse sensiblement la forme d'un trapèze isocèle dont la plus grande base constitue son côté inférieur en sorte que le dit caisson présente dans sa partie supérieure -une surface d'échange moindre par rapport à sa partie inférieure pour réduire les pertes calorifiques au niveau de sa partie supérieures. Dans les matériels précédemment décrits. on emploie de préférence comme fluide caloporteur de-l'air que l'on introduit au moyen d'un accelerateur ou d'un aspirateur dans l'échangeur 4. A la sortie du caisson 4B cet air chauffé est récupéré par un système de canalisation pour être réparti dans l'habitation. Il est bien évident que tout autre fluide caloporteur peut âtre utilisé. C'est ainsi que l'on pourra prévoir un récupérateur de chaleur recevant un liquide tel de l'eau pour alimenter un cumulus. Sur le m8me principe on pourra prévoir un récupérateur de chaleur à fluide caloporteur mixte par exemple à air ou à eau. A cet effet, le récupérateur de chaleur pourra être équipé de chi- canes pour canaliser le flux d'air et d'un serpentin dans lequel circule l'eau. En outre, pour augmenter le rendement thermique de ces appareils on pourra prévoir dans la chambre de combustion et au niveau de la grille une arrivée d'air carburant préchauffé au contact du foyer pour faciliter l'inflammation des gaz combustibles. Les appareils de chauffage tels que décrits fonctionnant sur le principe du tirage inversé permettant une économie importante de combustible tout en augmentant le rendement calorifique. Il est bien évident que la présente invention peut recevoir tous aménagements ou toutes variantes sans pour autant sortir. du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1 Rl/ Appareil de chauffage comportant au moins une arrivée d'air comburant, un foyer à grille, un cendrier de récupération des déchets de la combustion, une évacuation des fumées, caracté- risé par l'association d'une chambre de combustion placée sous le foyer à tirage inversé avec un récupérateur de chaleur. R2/ Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le récupérateur (4) de chaleur comprend au moins un caisson (4A) venant se loger avec jeu dans la chambre de com- bustion et au moins un caisson (4B) sensiblement vertical dé- bouchant dans le précédent et venant se loger avec jeu entre au moins une paroi de l'appareil de chauffage et une enceinte de grande capacité recevant l'air comburant et dans laquelle est disposée le foyer et/ou venant se disposer avec jeu dans le conduit d'évacuation des fumées. R3/ Appareil de chauffage selon la revendicationI caractérisé en ce que le flux de chaleur issu du foyer contourne le cais- son 4A par son extrémité avant en sorte que le dit flux soit en contact avec la totalité de la surface d'échange du récu- pérateur. R4/ Appareil de chauffage selon les revendications 1 et 2 carac- térisé en ce que le caisson 4A est sensiblement parallèle au foyer ou incliné par rapport à celui-ci vers le cendrier pour faciliter l'évacuation des résidus de la combustion. R5/ Appareil de chauffage selon les revendications 1 et 3 carac- térisé en ce que entre le caisson 4A et le foyer est disposé un moyen faisant écran au flux de chaleur en sorte que celui- ci dans sa majeure partie contourne l'extrémité avant du dit caisson. R6/ Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisée en ce que le récupérateur est logé dans un habitacle compor- tant une plaque foyère avec grille et une chambre de combus- tion débouchant dans un conduit d'évacuation.