Brevet FR2480411A1 — publié le 19811016

L'invention a pour objet un récupérateur de chaleur se mettant en place facilement dans l'autre d'une cheminée et apportant par sa conception un progrès sensible sur les récupérateurs de chaleur déja' connus . L'état de la technique peut être illustré par les brevets français Nos 75-19161 (2 315 064) et 77-27029 (2 402 160) dans lesquels sont décrits des appareils que l'on peut supposer être les plus proches de 1 'invention Ces deux brevets concernent un récupérateur de chaleur pour atre de cheminée comprenant un ensemble de tubes horizontaux servant de chenets et un ensemble de tubes verticaux, ces tubes communiquant entre eux et ayant au moins un collecteur inférieur alimentant en fluide à chauffer les tubes horizontaux par leur extrémité avant tandis que le fluide chauffé est recueilli à l'extrémité supérieure des tubes verticaux.Dans le brevet Q 75-19161, les tubes horizontaux sont disposés à une faible distance audessous d'une tôle pleine ; dans le brevet W 77-27029 les tubes horizontaux sont disposés a' une faible distance audessus d'une grille de retenue des braises et des cendres. Avec l'un et l'autre appareil, les tubes horizontaux servent à supporter le combustible mais quand celui-ci se fragmente en braises, l'écartement de ces tubes est suffisamment important pour que les braises, ainsi que les cendres chaudes, tombent entre les tubes et se rassemblent sur la tôle ou sur la grille pour finir par envelopper les tubes sur une grande partie de leur longueur au sein d'un tas de braises et de cendres chaudes. Toutefois, les récupérateurs décrits dans ces deux brevets ont l'inconvénient de ne pas permettre un enlèvement facile des cendres ; cette opération est même rendue peu aisée du fait de la faible distance qui sépare en sens vertical les tubes horizontaux et la t8le ou la grille sur laquelle s'accumulent les cendres0 De plus, conte avec des chenets classiques, le réglage du tirage de ] 'air est impossible a réaliser. Tant que le combustible est supporté par les tubes horizontaux, l'air peut arriver sans entrave, et en excès, à la masse en combustion mais dès que des cendres remplissent l'intervalle entre la tôle ou la 6Tille et les tubes horizontaux, l'air ne parvient plus que dieficilement au milieu de la masse en combustion. L'invention a pour but principal d'éliminer les inconvénients ci-dessus et d'apporter un rcuprateur de chaleur du type décrit plus haut avec lequel le décendrage et le réglage du tirage de l'air se font avec facilité à l'aide de moyens simples. Dans un récupérateur de chaleur pour âtre de cheminée, comprenant un circuit vertical de circulation, des tubes horizontaux servant de chenets, ce circuit et ces tubes étant en communication par leur partie respec tivement inférieure et arrière et un collecteur transversal alimentant en fluide à chauffer les tubes horizontaux par leur extrémité avant, une grille étant placée en-dessous des tubes horizontaux, selon l'invention le volume existant entre les tubes horizontaux et la grille est fermé sur son pourtour entre les tubes et la grille et celle-ci est une grille de combustion double composée de deux éléments superposés montés glissant l'un par rapport a l'autre et ayant des barreaux parallèles espacés par des intervalles de largeur substantiellerment égale à celle des barreaux, le glissement étant possible en sens transversal aux barreaux de sorte que,dans une première position extrême relative les barreaux des deux éléments sont en correspondance et que, dans une autre position extrême relative les barreaux de l'un des éléments ferment substantielleraent les intervalles entre les barreaux de l'autre élément. De-pr Serence, le circuit vertical de circulation de l'air est limité par une plaque avant et par une plaque arrière espacées en sens horizontal, entre lesquelles sont placées des chicanes de circulation d'air. Pour bien faire comprendre l'inven tion, on donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation. On se reportera au dessin annexé dans lequel: - la figure I est une vue de l'avant en coupe selon I-I de la figure 2 d'un récupérateur de chaleur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de cote' en coupe selon II-II de la figure 1 du même récupérateur de chaleur. le récupérateur de l'invention comprend un ensemble de tubes horizontaux, 1 s'étendant à partir d'une extrémité avant lA jusqu'à une extrémité arrière 13 ; cet ensemble est supporté à une hauteur convenable au moyen de quatre pieds 2 situés aux quatre angles. A leur extrémité avant lA les tubes 1 sont en communication avec un collecteur avant 3 qui peut être raccordé à une source d'air sous pression ou, plus avantageusement, a un tuyau (non représenté) d'arrivée d'eau a réchauffer provenant de radiateurs classiques à eau chaude. A leur extrémité arrière lB, les tubes 1 sont mis chacun en communication avec un circui'G vertical de circulation 4 par l'extrémité inférieure 4A de ce dernier.Ce circuit vertical 4 comprend une plaque verticale avant 5 et une plaque verti- calte arrière 6 espacées en sens horizontal, avec des chi- canes intérieures horizontales (non représentées) qui imposent au fluide un trajet en zig-zag jusqu'à un orifice supérieur de sortie 7 pouvant être raccordé à des tuyaux d'alimentation de radiateurs de chauffage.Le circuit vertical de circulation 4 pourrait avoir une structure différente ; celle qui vient d'être décrite est préférable parce qu'elle permet l'emploi comme plaque avant 5 d'une plaque décorative0 les tubes horizontaux 1 sont espacés entre eux d'une pitance de 2 à 5 cm environ. il est préferable que les deux tubes extrêmes latéraux 8A et 8B soient des tubes obturés, ou des barres pleines, pour que le fluide à chauffer n' circule pas0 En-dessous des tubes horizontaux est disposée une grille désignée par la référence générale 9 et composée d deux éléments 9A, 9B. Ces deux éléments sont superposés avec une possibilité de glissement relatif. Par exemple, ils sont simplement posés l'un sur l'autre. Ils ont l'un et l'autre des barreaux 10 identiques et espacés identiquement par un intervalle sensiblement égal à leur largeur. Par exemple sur les deux éléments 9A, 9B, les intervalles entre les barreaux 10 sont de 1 cm environ et les barreaux ont euLx-mênes une largeur de 1 cm. La distance en sens vertical entre les tubes horizontaux 1 et la grille composée 9, qui est également horizontale, est choisie entre 3 et 4 cm, de preférence elle est de 3,5 cm. Le volume Il compris entre les tubes horizontaux 1 et la grille composée 9 est fermé -sur son pourtour, ctest-à-dire le long du périmètre de l'ensemble des tubes 1 et de la grille composée 9, à l'aide de tôles 12. On peut, pour simplifier, ne pas inclure le collecteur avant 3 dans le volume 11. Ceci ne modifie pas sensiblement la disposition prévue par l'invention graceXà laquelle une fraction très substantielle de l'air primaire de combustion est contrainte de traverser la grille composée 9 pour atteindre la masse en combustion. Les tôles 12 peuvent être fixes par leur extrémité supérieure aux tubes 1, au collecteur 3 et aux tubes latéraux 8A, 83.Il est particulièrement avantageux d'utiliser ces tôles 12 pour supporter les deux éléments superposés 9A, 93 de la grille 9o Par exemple, on peut plier horizontalement vers l'intérieur le bord in fureur 13 des deux tôles latérales opposées 12 (figure 1) pour obtenir deux glissières parallèles s'étendant de l'avant vers l'ar-ière et sur lesquelles sont posés les élé menti 9A, 93. l'un de ceux-ci, par exemple l'élément supé- riewn 9A7est pourvu d'une tige de manoeuvre 14 qui s'étend vers l'avant en traversant une ouverture appropriée 15 ménagée dans la tôle avant 12 qui est fixée au collecteur avant 3. Avec l'agencement que l'on vient de décrire, les barreaux 10 des éléments 9A, 9B de la grille composée 9 sont placés parallèlement aux bords repliés 13 par lesquels 19s sont suspendus et transversalement aux tubes horizontaux 1. Cette disposition n'est pas obligatoire. On peut prévoir que les barreaux 10 seront parallèles aux tubes horizontaux 1 ; dans ce cas la tige de manoeuvre 14 stétendrait sur un côté au lieu de s'étendre vers l'avant. De même tout autre moyen de manoeuvre pourrait remplacer la tige 14. On peut encore utiliser les bords inférieurs pliés 13 des tôles opposées 12 pour supporter un cendrier coulissant 16 ayant deux bords latéraux supé- rieurs 17 pliés vers l'extérieur et placés sous la grille composés 9, sur les bords pliés 13o Le récupérateur de l'invention se place sans difficulté dans l'âtre d'une cheminée et se rac corde aisément a une arrivée et à un départ de fluide à chauffera combe on l'a expliqué plus haut0 On place d'abord le combustible (du bois ou du charbon) sur les tubes horizontaux 1 ;; dès qu'il est fragmenté par la combustion, les braises et les cendres tombent sur la grille composée 9 qui les retient g Très rapidement la masse en combustion s'élève à partir de la grille 9 et les tubes horizontaux 1 sont pris dans cette masse sur une grande partie de leur longueur. l'allure de la combustion est facilement réglable par un léger glissement de l'élément supérieur 9A sur l'éléw ment inférieur 93o Quand, dans une première position extrême les barreaux 10 des deux éléments sont exactement superposés, le passage de l'air est totalement ouvert ; quand dans une seconde position extrême les barreaux 10 des deux éléments sont complètement décalés, le passage de l'air est totalement fermé.En outre, en agitant l'élément supérieur 9A on provoque la chute des cendres dans le cendrier 16e On notera que l'écartement des tubes horizontaux 1 et la distance entre ces tubes 1 et la grille 9 ont une importance pour le bon fonctionnement du récupérateur. Les valeurs données plus haut évitent l'ébullition de l'eau dans les tubes 1 pendant la marche en thermosiphon et procurent une eau à 80-850C, sans feu excessif cependant que le réglage de l'arrivée d'air et le décendrage restent faciles et efficaces. On peut améliorer le récupérateur de chaleur de l'invention en étendant l'usage que l'on peut en faire sans cesser de récupérer encore de la chaleur. I1 est avantageux de prévoir sur les parois du circuit vertical 4, c'est-à-dire sur la plaque avant verticale 5, ou sur les plaques extrêmes de fermeture qui réunissent celle-ci à la plaque arrière verticale 6, des crochets inférieurs 18 peu allongés et des crochets supérieurs 19 allongés. Ces crochets servent à suspendre devant la surface de la plaque avant 5 une grille auxiliaire 20 à barres suffisamment rapprochées pour retenir des braises. La grille auxiliaire 20 comprend une partie inférieure horizontale 21 qui est réunie par une charnière 22 à une partie supérieure 23; celle-ci se termine par un bord supérieur 24 à l'aide duquel elle peut être suspendue aux crochets 19. La longueur de la partie inférieure 21 correspond à la longueur des crochets 19..De préférence, le bord supérieur 24 est muni de deux pieds articulés 25 à ses extrémités opposées. La longueur de ces pieds est égale à la distance verticale qui sépare les crochets inférieurs 18 de la surface des tubes horizontaux 1. Avec cet agencement, la grille auxiliaire 20 peut occuper une position dite verticale dans laquelle elle est suspendue aux crochets 18 et 19 (dessinée en trait plein sur la fig. 2) et une position horizontale dans laquelle elle est suspendue par les crochets 18 seulement et supportée par les pieds 25, la partie supérieure 23 étant horizontale dans le plan de la partie inférieure 21 (position représentée en trait mixte sur la fig. 2). En position dite verticale r la grille auxiliaire 20 limite avec la plaque avant 5 un espace 26 pouvant contenir des braises et devant lequel on peut installer au-dessus des tubes horizontaux 1 un tourne-broche (non représenté). Pendant son usage comme rôtissoire, le récupérateur de l'invention sert à récupérer des calories par le circuit vertical 4 puisque la combustion a lieu dans l'espace 26 contre la plaque avant 5. En position horizontale, la grille auxiliaire 20 est utilisable comme gril au-dessus des braises dans lesquelles les tubes 1 sont noyés comme on l'a expliqué plus haut. REVENDICATIONS 1) Récupérateur de chaleur pour âtre de cheminée ayant un circuit vertical de circulation d'un fluide à chauffer, un ensemble de tubes horizontaux espacés servant de chenets, ce circuit et ces tubes étant mis en communication respectivement par une extrémité, un collecteur transversal alimentant en fluide froid les tubes horizontaux par leur extrémité opposée au circuit vertical de circulation, une grille de combustion supportée parallé lernnt aux tubes horizontaux en-dessous de ceux-ci en limitant avec eux un volume, caractérisé en ce que la grille (9) est composée de deux éléments (9A, 9B) superposés ayant des barreaux (10) substantiellement identiques sépa rés par des intervalles ayant sensiblement la même largeur que ces barreaux (10), ces deux éléments (9A, 9B) ayant leurs barreaux (10) disposés dans le même sens et étant déplaçables relativement en sens transversal aux barreaux (10),- tandis que le volume (11) existant entre les tubes horizontaux (1) et la grille composée (9) est fermé le long du périmètre de l'ensemble des tubes (1) et de la grille composée (9)* 2) Récupérateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume (11) est fermé par des tôles verticales (12) fixées par leur extrémité supérieure aux tubes horizontaux (1). 3) Rêcupérateur de chaleur selon la revendication , caractérisé en ce que deux tôles opQosées (12) ont chacune un bord in-rxur (13) plié horizontalement vers l'int-rlellr et ces bords (13) servent à supporter les deu éléments de grille (9A, 9B) posés l'un sur 1'autre avec uts barreaux 1C) parallèles å ces bords (13), l'un des deux éléments de grille (9A, 93) étant pourvu d'un moyen de manoeuvre (14) transversal. 4) Récupérateur de haleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de manoeuvre (14) est une tige passant par une ouverture appropriée ménagée dans une tôle (12). 5) Récupérateur de chaleur selon la revendication 3 caractérisé en ce que les bateaux (10) des éléments (9A, 933) de la grille composée (9) sont disposés transversalement aux tubes horizontaux (1)o 6) Récupérateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tubes horizontaux latéraux (8A, 83) sont obstrués et ne sont pas parcourus par le fluide à chauffer. 7) Récupérateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit se:eti cal de circulation (4) comprend deux tôles espacées verticales (5, 6) entre lesquelles sont disposées des chicanes horizontales. 8) Récupérateur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tubes horizontaux (1) sont écartés d'une distance choisie entre 2 et 5 cm. 9) Récupérateur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance entre les tubes horizontaux (1) et la grille composée (9) est choisie entre 3 et 4 cm. 10) Récupérateur de chaleur selon la revendication 7 caractérisé en ce qu il comprend sur les parois du circuit vertical (4) des crochets inférieurs (18) peu allongés et des crochets supérieurs (19) allongés destinés à recevoir une grille auxiliaire (20) comprenant une partie inférieure horizontale (21) se suspendant aux crochets inférieurs (18) et une partie supérieure (23) se suspendant aux crochets supérieurs (19) en limitant ainsi un volume (26) avec la plaque avant verticale (5), laditepartie supérieure (23) étant articulée avec la partie inférieure (21) et pouvant occuper une position horizontale dans laquelle elle prolonge cette partie inférieure horizontale (21) en étant supportée à son extrémité libre (24) par des pieds (25).