Brevet FR2495286A1 — publié le 19820604

La présente invention concerne les dispositifs permettant de récupérer les colories inutilisées produites par une cheminée à foyer ouvert. Dans une cheminée traditionnelle, la chaleur dégagée par la combustion du bois ou du charbon se transmet au volume de la pièce par rayonnement. Cette diffusion par inertie se limite a une faible distance du foyer, le reste du local se maintenant à basse température. De nombreux dispositifs ont été conçus et réalisés pour améliorer ce mode de chauffage dans le but d'obtenir dans le local cncerné une température uniforme et plus élevée et éventuellement de permettre le chauffage des autres pièces contigües.Tous ces dispositifs ont pour principe le passage d'un fluide tel que l'air ou l'eau dans un faisceau de tubes ou dans des conduits en toilerie jouant le role de surchauffeurs en raison de leur emplacement soit dans la zone même de la combustion, soit au-dessus de celle-ci, dans le champ d'aspiration des gaz chauds et de la fumée. C'est ainsi que sont connus de nombreux dispositifs composés d'une sole et/ou d'une plaque de fond à double paroi dans le volume de laquelle ou desquelles circule de l'air frais aspiré à l'extérieur. Le fluide caloporteur est ensuite diffusé dans le local par des orifices généralement disposés sur la ho-tte, soit frontalement, soit latéralement. Ces dispositifs comportent généralement des conduits distincts à l'intérieur de l'élément vertical, l'un de ceux-ci étant affecté au tirage de la cheminée et a l'aspiration des gaz et fumées, le ou les autres servant à véhiculer l'air à réchauffer avant sa diffusion dons le 'local. La circulation de l'air s'effectue naturellement par densité entre l'air chaud et l'air froid ou à l'aide d'une ventilation mécanique. De tels dispositifs en raison de l'encombrement de leur structure ne peuvent généralement s'intégrer dans une cheminée qu'au moment de sa construction : de telles solutions ne peuvent donc etre envisagées pour les cheminées existantes.D'autre part, l'inconvénient majeur que présentent ces dispositifs réside dans le fait que la diffusion de l'air chaud soit frontolement, soit latéralement, s'effectue en hauteur au-dessus de la tablette, ou au plus bas juste en-dessous de celle-ci à travers les jambages. En vertu du pouvoir ascensionnel de l'air chaud celui-ci gagne la partie haute du local sans aucune possibilité d'échange thermique avec la masse d'air la plus froide, celle située en partie bosse de ce local. Le dispositif, suivant l'invention, adaptable à toute cheminée à foyer ouvert, construite ou à construire permet la production d'air chaud à partir de l'air contenu dans le local dans lequel se situe la dite cheminée, et sa diffusion pulsée ans le dit local selon toutes directions et le plus bas possible sans risque de reprise de l'air diffusé par l'avaloir de la cheminée ou par la bouche d'aspiration de la turbine de pulsion 1 e disr;csitif peut étre mis en place dans toute cheminée existante sans aucune modification et sans qu'il soit utile de procéder à une quelconque opératior de percement ou de scellement, rendant ainsi le dispositif amovible. Le dispositif, objet de l'invention, se présente scus la forme d'un ensemble de tôles métalliques soudées comportant une partie ho@izontale et une partie verticale faisant respectivement office de sole et 1 laque de fond de foyer, l'une et l'autre de ces parties étant de faible épaisseur permettant ainsi l'ensemble de s'adapter à toute cheminée même existante cans nuire à son esthétique. Dans la largeur de ces deux parties hoiizontale et verticale s inscrivent un certain nombre de conduits parallèles se décomposant en es conduits centraux bords onacun acr un conduit latéral.C'est ainsi que la partie horizontale constituant la sole peut componter deux conduits centraux dans lesquels la circulation de l'air s'effectue de l'avant vers le fond jusqu'à un changement de direction d'équerre correspondant à la @emontée à l'intérieur de la partie verticale constituant la plaque de fond de foyer, laquelle comporte deux conduits centraux identiques dans lesquels la circulation d'air s'effectue de bas en hout pour atteindre en partie haute un coude à 180 forçant la dite ci-^ulotion d'air a redescendre vers le bas pr chaque conduit latéral attenant 3 chacun des conduits centraux pour parvenir à nouveau à un changement de direction d'équerre correspondant à la partie horizontaie constituant la sole, cette der@ière comportant deux conduits latéraux identiques dont l'extrémité débouche à l'avant de la cheminée par un coude d'équerre afin d'éviter toute interférence avec les orifices d'entrée des conduits centraux de la sole. Ces orifices d'entrée sont en communication avec une buse d'admission d'air centrale dont la grille se situe dans un plan tangent à l'extérieur des coudes d'extrémité des conduits de la sole et dans laquelle buse est logée une turbine de pulsation de l'air. Une telle disposition assure le passage à deux reprises de l'air sur les faces de tôle en contact avec les braises chaudes et les flammes du foyer.Sur chacun des orifices de diffusion, il peut être envisagé d'adapter des coudes de changement de direction à 450, 900 ou autres, ainsi que des éléments de conduits facilement démontables, du type manches mobiles permettant de canaliser le flux d'air chaud vers d'autres pièces d'habitation attenantes. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Ceux-ci représentent - en figure 1, une vue de fdce du dispositif, - en figure 2, une vue en coupe suivant AA du dispositif, - en figure 3, unevue de dessus du dispositif, l'orifice de diffusion de l'un des conduits latéraux étant équipé d'un élément directionnel. Tel qu'il est représenté, le dispositif est constitué d'un ensemble de tôles métalliques soudées d'épaisseur suffisante pour résister aux températures élevées. Cet ensemble comporte une partie horizontale i faisant office de sole et d'une partie verticale 2 jouant le rôle de plaque de fond de foyer. Ces deux parties sont de forme parallélépipédique creuse de faible épaisseur de façon à pouvoir s'intégrer dans le foyer d'une cheminée construite ou à construire sans nuire à son esthétique. Dans l'exemple illustré, chacune des parties est dans sa largeur partagée en quatre conduits parallèles se décomposant en deux conduits centraux et deux conduits latéraux. C'est ainsi que la partie horizontale comporte les conduits centraux la, lb et les conduits latéraux 1c et Id, et que la partie verticale comporte les conduits centraux 2a, 2b et les conduits latéraux 2c et 2d. Les orifices d'entrée des conduits centraux la et lb sont en communication avec le volume d'air du local par l'intermédiaire d'une buse d'admission centrale 3 située à l'avant du dispositif et à l'intérieur de laquelle est placée une turbine 4 assurant la pulsation de l'air celle-ci s'effectue à travers les conduits centraux la, lb, de l'avant vers l'arrière de la plaque horizontale jusqu'au changement de direction d'équerre correspondant à la zone de liaison des parties horizontale 1 et verticale 2 du dispositif et mettant en communication les dits conduits centraux la et lb avec les conduits centraux 2a et 2b de la partie verticale, l'écoulement de l'air s'effectuant alors de bas en haut jusqu'à la partie supérieure de la partie verticale, les dits conduits centraux 2a et 2b comportant dans cette zone un coude à 1800 les mettant en communication avec les conduits latéraux 2c et 2d dons lesquels la pulsion de l'air s'exerce alors de haut en bas et après un changement de direction d'équerre dans la zone de liaison des parties verticale 2 et horizontale 1, d'arrière n avant dons les conduits latéraux Ic et Id.Ces derniers débouchent a l'avant de la cheminée par un coude d'équerre le et if afin d'éviter toute interférence du flux d'air pulsé avec l'admission d'air a 1 'in- térieur de la buse centrale 3. A cet effet la grille 5 équipant la buse est située dans le plan frontal tangent a' l'extérieur de chacun des coudes le et 1f. Une telle constructlon place les orifices de diffusion correspondant 3 la sortie des coudes d'équerre re 1e et If et l'orifice dtadmission d'air en position relative orthogonale. Sur chacun de ces orifices de diffusion il peut être adapté un coude de changement de direction 6 de toute valeur angulaire telle que 450, 900 ou autre permettant une parfaite diffusion dans le cas de cheminées d'angle par exemple. A ces orifices, ainsi' qu'aux coudes de changement de direction peuvent également être raccordés des manchons prolongateurs ou des gaines de distribution d'air chaud pour une diffusion en des points éloignés du foyer. De la description qui précède il ressort que les conduits latéraux constituent les trajets retours des conduits centraux et jouent ainsi le rôle de surchauffeurs assurant un deuxième passage de l'air à réchauffer sur les surfaces d'échange que constituent les faces des plaques 9 et 2 en contact respectivement avec les braises incandescontes et le rayonnement de la combustion. La pression de refoulement de la turbine doit etre telle que l'air -diffusé ne puisse être repris par l'avaloir de la cheminée. A titre indicatif, des essais ont été effectués sur une cheminée équipée d'un dispositif conforme à la présente invention dans les conditions suivantes - pour une température extérieure de O degré, avec un feu d 'in- tensité moyenne entretenu par trois bûches à la fois, la consommation totale de buches sur la durée de l'essai correspondant à un vingtième de stère, les températures relevées étant des tempéra tures ambiantes et non des températures de rayonnement, le relevé étant effectué à un mètre cinquante du sol et à six mètres de la cheminée, il a été constaté qu'au cours de la première demi-heure la cheminée fonctionnant simplement par inertie la température ne s'est élevée que d'un seul degré (de 170 à 180) bien que cette élévation se situe dans la phase la plus rapide de montée en température.La mise en service du dispositif, pendant la demiheure qui a suivi, a permis d'enregistrer un accroissement de quatre degré et demi. Dans la période d'arrêt d'un quart d'heure qui a suivi et pendant laquelle le dispositif fut stoppé, la température a baissé de trois degrés : ceci prouve l'inefficacité de la cheminée seule dont l'influence négligeable n'est due qu'au seul rayonnement, cette influence ne s'exerçant qu'aux abords les plus proches de la cheminée. L'invention ne se limite aucunement au mode de réalisation spécialement décrit, elle couvre toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. C'est ainsi que le nombre de conduits, centraux et latéraux peut être différent ainsi que leur mode de division et de regroupements.De même, l'arrivée d'air peut s'effectuer de toute autre manière pour éviter la saillie de la buse : c'est ainsi qu'elle peut se présenter selon un conduit en liaison avec un sous-sol ou un vide sanitaire et remontant verticalement au niveau de la partie horizontale du dispositif et en avant de celui-ci, pour se raccorder sur les conduits centraux de cette partie. Le dispositif, objet de l'invention, peut etre utilisé sur tous les types de cheminées a foyer ouvert, son incorporation dans le foyer de la cheminée s' effectuant sans aucune intervention de percement ou de scellement, permettant son utilisation dans les cheminées construites ou à construire. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif récupérateur de calories adaptable à toute cheminée à foyer ouvert, construite ou a construire, sons l'aide d'aucun percement, ni de scellement, permettant la production d'air chaud à partir de l'air contenu dons le local dans lequel se situe la dite cheminée et sa diffusion pulsée dans le dit local et dans des pièces attenantes, à un niveau le plus bas pos sible, en toutes directions et a une distance du foyer elle que l'air chaud diffusa ne puisse autre rep@is par l'avaloir de la cheminée ou par la bouche d'aspiration de la turbine ce pulsion équipant le dispositif, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble de tôles métalliques soudées d'épaisseur suffisante pour résister aux températures élevées, l'assemblage desquelles toles réalise une partie horizontale faisant office de sole et une partie verticale jouant le role de plaque de fond de foyer, ces deux parties de forme parallélépipédique creuse de faible épaisseur afin de permettre l'intégration de l'ensemble dans le foyer de la cheminés sans nuire à son esthétique, étant partagées dans leur largeur en des conduits centraux et des conduits latéraux parallèles, lesquels conduits centraux véhiculent l'air à réchauffer sous les ou e arrière des parois aisant office de sole et de plaque de fond de foyer exposées respectivement aux braises incandescantes et au rayonnement de la combustion, l'air ainsi réchauffé subissant un deuxième passage en arrière des ou sous les dites parois par l'intermédiaire des conduits latéraux constituant les traiets retours des conduits centraux et jouant le rôle de surchauffeurs et débouchant latéralement à l'avant du dispositif par l'intermédiaire d'un coude d'équerre dont l'orifice de diffusion débite selon une direction orthogonale par rapport à la direction d'admission d'air dune buse centrale aiimentant les conduits centraux de 7 partie horizontale et dans laquelle est située la turbine de pulsion. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air à réchauffer, pulsé par la turbine, circule de l'avant vers l'arrière dans les conduits centraux de la partie horizontale du dispositif jusqu'à un changement d'équerre correspondant à la zone de liaison des parties horizontale et verticale et mettant en communication ces conduits centraux avec les conduits centraux de la partie verticale, dans lesquels l'écoulement de l'air s'effectue de bas en haut pour atteindre en partie haute un coude à 1800 débouchant sur les conduits latéraux de la partie verticale véhiculant l'air de haut en bas sous l'impulsion de la turbine jusqu'à un changement d'équerre correspondant à la zone de liaison des parties horizontale et verticale, l'air en fin de réchauffement gagnant par les conduits latéraux de la partie horizontale les orifices de diffusion équipant les coudes d'équerre d'extrémité des dits conduits latéraux. 3.- Dispositif selon les revendications i et 2, prises ensemble, caractérisé en ce que sur chaque orifice de diffusion il peut être adapté un coude de changement de direction de toute valeur angulaire permettant d'orienter la diffusion d'air chaud en fonction de la situation de la cheminée dans le local. 4.- Dispositif selon les revendications 1 et 2 ou 1, 2 et 3, prises ensemble, caractérisé en ce que sur chaque orifice de diffusion ou sur chaque coude de changement de direction équipant le dit orifice de diffusion, il peut être adapté des manchons prolongateurs ou des gaines de distribution pour obtenir une diffusion de l'air chaud en des points éloignés du foyer.