Brevet FR2492060A1 — publié le 19820416

La présente invention a pour objet un dispositif perfectionné de production d'eau chaude ou d'air chaud par récu pération de calories à partir d'une cheminée à feu ouvert ou d'une chaudière, du type comportant une grille composée de tubes rectilignes identiques verticaux ou horizontaux disposés en batterie dans lesquels circule le fluide caloporteur , lesdits tubes étant reliés entre eux à leurs extrémités par des collecteurs disposés transversalement aux dits tubes. Des dispositifs de ce type sont déjà connus depuis des décennies. La crise de l'énergie et la recherche de production d'énergie dite "douce" ont cependant contribué à remettre en avant les dispositifs faisant intervenir une cheminée en tenant compte en outre de l'attrait environnemental tout à fait particulier desdites cheminées. De nombreux perfectionnements ont ainsi été proposés sous les aspects les plus divers concernant la forme, la nature, le nombre, la disposition des tubes de la grille métallique. L'approche la plus avantageuse reste toutefois d'augmenter la surface d'échange thermique et conjointement le temps de contact des braises avec la grille. La limite reste toutefois que les dispositifs proposés ne soient pas trop sophistiqués, ce qui entrainerait soit un coût excessif, soit même une impossibilité pratique de réalisation par des techniques de fabrication en série. Dans ce souci, les demandeurs ont déjà proposé que les tubes de la grille, de structure cylindrique, soient munis intérieurement d'une câme métallique où aient une conformation telle que le fluide caloporteur circule à l'intérieur de ceux-ci sous la forme d'un film. Ces réalisations ont fait l'objet respectivement des demandes de brevet français 77-17973 et 78-17418. Dans le même axe de recherche, les demandeurs proposent maintenant un dispositif du type décrit ci-dessus, de réalisation plus simple pour un poids en outre inférieur et des performances encore améliorées, bien que des précédents dispositifs aient donné entière satisfaction, ce qui s est traduit par un succès commercial remarquable. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu en prévoyant que les tubes identiques disposés en batteries horizontales et/ou verticales affectent en coupe une section triangulaire et que chacun des tubes soit disposé tête-bêche par rapport à chacun des tubes qui lui sont adjacents, De maniere avantageuse, les tubes auront en coupe uns structure équilatérale qui est la structure optimale pour combiner l'impératif de l'écoulement des cendres et des braises en dessous de la grille avec celui du temps de contact maximum des braises avec le dispositif récupérateur, Par rapport aux récupérateurs connus, cette structure permet d'utiliser plus de tubes pour un même espace donné. Selon un autre mode de mise en oeuvre, les tubes seront munis intérieurement d'une âme métallique centrale, de section circulaire ou triangulaire. Le dispositif conforme à l'invention peut être utilisé pour tout fluide caloporteur, mais il trouve une application particulièrement intéressante lorsque le fluide caloporteur est de l'air. Dans ce cas, on assurera une alimentation forcée à partir d'un ventilateur en ménageant dans les collecteurs des chicanes de manière à ce que l'air passé effectue dans les tubes le trajet maximum. Bien entendu on peut envisager la même réalisation avec de l'air extrait, ou aspiré, l'essentiel étant de mettre l'air en mouvement, Les tubes pourront être chicanés un par un, deux par deux, trois par trois etc... De manière avantageuse, et pour limiter les modifications à apporter à des cheminées existantes ainsi que les éléments visibles extérieurement, l'entrée d'air frais et la sortie d'air chaud se feront par le même collecteur, et sur la même extrémité latérale de celui-ci. Si le fluide caloporteur est de l'air, le dispositif peut -être utilisé pour le chauffage des locaux par air pulsé, avec éventuellement des gainages en sous-sol ou autres pour amener l'air chaud dans différentes pièces de l'habitation. De même les calories récupérées ainsi peuvent être stockées par tout dispositif de type en soi connu. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure I est une vue de dessus d'une batterie horizontale de tubes d'un dispositif conforme à l'invention - la figure 2 est une coupe selon I-I de la figure i - la figure 3 est une vue en perspective d'une cheminée équipée du dispositif de la figure I - la figure 4 est une courbe de montée en température de l'air extrait du dispositif selon l'invention à partir de la température ambiante. La grille (I) du dispositif, qui peut être disposée horizontalement ou verticalement dans tout endroit d'une cheminée à feu ouvert ou d'une chaudière se compose d'une batterie de tubes creux (2) parallèles entre eux et débouchant à chacune de leurs extrémités longitudinales dans des collecteurs (3, 4) disposés transversalement par rapport auxdits tubes. Un arrangement de ce type est en soi connu et ne sera pas décrit plus en détails. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, il ressort de la figure 2 que les tubes ont une section triangulaire, de préférence et avantageusement équilatérale. De plus les tubes seront disposés chacun en position tête-bêche par rapport à chacun des tubes adjacents. On parvient ainsi à augmenter d'au moinsl5% la surface d'échange par rapport à des tubes cylindriques occupant le même espace. Le dispositif peut etre alimenté en eau ou en air, ou tout autre fluide caloporteur pouvant être utilisé pour un échange de chaleur. Lorsque l'on utilise de l'air, on peut pousser de l'air frais par un ventilateur (5) pour l'amener en circulation dans le dispositif par l'intermédiaire du collecteur (4). De manière à augmenter le trajet de l'air dans le dispositif on disposera dans les collecteurs (3) et (4) des chicanes (6, 7) permettant de coupler entre eux certains tubes. L'air suit alors par exemple le chemin représenté par des flèches à la figure 1. Pour éviter de trop nombreux travaux de pose sur des cheminées déjà existantes, l'entrée d'air frais et la sortie d'air chaud s'opéreront avantageusement par le même collecteur (4), et sur la même extrémité latérale (8) de celui-ci. Les deux voies pouvant être séparées par un déflecteur (9). On a représenté à la figure 3 le dispositif placé dans une cheminée, avec une sortie et une entrée (8) latérales. On peut également prévoir de faire entrer l'air par un pied creux (10) et de le faire ressortir par un autre pied (11) vers le sous-sol avec un gainage, ce qui ne laisse alors plus rien apparent extérieurement. Le dispositif pourra être muni de toutes les sécu rités et regulations classiques en ce domaine Le diagramme de la figure 4 montre les performances tout à fait exceptionnelles obtenues sur un prototype, On yoit que l'on peut extraire du dispositif un air chauffé à une température supérieure à 1500 avec un support limité de bois. Les dispositifs conformes à l'invention seront réalisés par des méthodes elles-mêmes connues par exemple en métal coulé (fonte, aluminium etc,,.) ou en métal soudé ou autre. De nombreux aménagements pouvent être apportés sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi on pourra disposer plusieurs batteries de tubes en quinconque. Dans un but de recherche esthétique, on pourra en outre disposer des plaques de fonte latérales pour masquer les tubes. On pourra également disposer les collecteurs sur chants. REVENDICATIONS Dispositif perfectionné de production d'eau chaude ou d'air chaud par récupération de calories à partir d'une cheminée à feu ouvert ou d'une chaudière, du type comportant une grille composée de tubes rectilignes identiques verticaux et/ou horizontaux disposés en batterie dans lesquels circule le fluide caloporteur, lesdits tubes étant reliés entre eux à leurs extrémités par des collecteurs disposés transversalement aux dits tubes, caractérisé en ce que les tubes (2) affectent en coupe une section triangulaire et que chacun des tubes est disposé tete-bêche par rapport à chacun des tubes qui lui sont adjacents. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes ont une section équilatérale, 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 2, caractérisé en ce que les tubes comportent une âme métallique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que les tubes sont reliés à des collecteurs (3, 4) munis de chicanes (6, 7). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que l'introduction et l'extraction du fluide caloporteur s'opérent sur le même collecteur (4) et sur la même extrémité latérale (8) de celui-ci.