Brevet FR2503839A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne les procédés de chauffage de locaux type ffiaison d'Habitation, permettant, par l'utilisation d'une cheminée d'intdrieure, de remplacer dans son intégrité et avantageusement un moyen de chauffage traditionnel, ou de fonctionner alternativement avec celui-ci. Dans des dispositifs connus de ce genre, on ne rencontre que des systèmes dssppoint, utilisant comme agent donneur de chaleur, soit de l'air, soit un fluide, dont le champ de fonctionnement est restreint et qui en aucun cas ne pauvent être considérés comme un seul et unique moyen ds chauffage de locaux. La chaudière de cheminée selon l'invention peut se substituer intégralement au moyen de chauffage déjà existant tout en conservant l'agrément procuré par le fonctionnement d'une cheminés d'intérieure. L'invention consists en un bloc récupérateur de chaleur à partir d'un combustible solide. Ca bloc récupérateur est forme d'un foyer borne et d'une chambre à gaz à double fonction. Le foyer est constitué dans sa partie supérieure par un "dtme" de turbulence des gaz de combustion dans lequel circule un fluide accepteur de chaleur. Le foyer est ainsi nommé, en ce sens qu'il ne permet pas l'évacuation directe des gaz de combustion, mais qu'il les retient dans le "dôme" de turbulence où, à ce niveau, leur température étant très élevée il so produit un échange thermique maximum, entre les gaz de combustion et le fluide accepteur. La chambre à gaz est formée de deux troncs pyramidiques irré- guliers réunis par leur petite base. Cette forme particulière permet une bonne évacuation des gaz, mais également un change thermique entre les gaz et le fluide accepteur de chaleur au niveau de la chambre. A noter, qu'au niveau du foyer dans sa partie inférieure, du "dôme" de turbulence et de la partie supérieure de le chambre à gaz, on rencontre la présence d'ailettes de récupération augmentant le rendement dc l'ensemble. L53 dessine annexée sont une vue de face 1/4, une coupe dans le plan vertical 2/4, et deux coupes dans le plan horizontal, l'une au niveau de la chambre à gaz 3/4 et l'autre à la base du foyer 4/4. Telle qu'elle est présentée cette chaudière de cheminée comporte à sa base un foyer de combustion F , plan 2/4 Fig. 2. Ce foyer est formé en sa partie inférieure, par les parois 1 et 2 perpendiculaires l'une à l'autre suivant un angle &alpha; . Sur la paroi 2 on note la présence d'ailettes de récupération 13 dispo sées dans le sens de le hauteur. Dans sa partie supérieure, se trouve le "dôme" de turbulence D constitué par les parois 3 4 et 5 . La paroi 3 est placée perpendiculairement à la paroi 2 selon un angle ss et, se trouve ainsi située parallble- ment à la paroi 1 de la partie inférieure du foyer. La paroi 4 se trouve dans le prolongement de la précédente suivent un angle obtu & . La paroi 5 constitue la dernière partie du "d8me" de turbulencs, elle est située dans le prolongement de la paroi 4 suivant un angle 5 .A noter sur cette paroi la présence d'ailettes de récupération. Au delà de cette paroi 5 commence la chambre à gaz. La chembre à gaz C est formée par les parois 6 9 et 10 . La paroi 6 est la partie supérieure du "dôme" de turbulence correspondant à la paroi inférieure 5 . Les parois 10 et 9 sont situées en opposition de la paroi 6 et elles sont dans le prolongement l'une de l'autre selon un angle # . La communication foyer-chambre à gaz C se fait entre l'extrémité E comm- ne à la paroi 5 et 6 ,et la paroi 10 . Sur la paroi 9 qui constitue la partie supérieure de la chambre à gaz C on note là encore la présence d'ailettes de récupération 13 . A noter que les parois 6 et 9 tendent à se rejoindre jusqu'au point de la jonction commune de leurs parois de prolongement respectives 7 et B , et ce, suivant un angle qui peut Outre variable.A ce niveau commence la chambre à gaz G constituée des parois 7 et 8 opposées l'une à l'autre. La paroi 7 prolonge la paroi 6 selon un angle # , elle forme la suite de la partie supérieure du "dôme" de turbulence et correspond eux parois intérieures 3 et 4 . La paroi 8 est le prolongement de la paroi 9 selon un angle # . Cette chambre à gaz G a une forme de tronc pyramidique irrégulier. Comme la précédente, toutes les deux sont réunies par leur petite base. Dsno la partie terminale de la chambre à gaz G on a une "trappe" 16 qui ferme la communication entre la chambre à gaz G et le conduit de cheminée lorsque celle-ci ne fonctionne pas. Toutes les parois t , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 9 , 10 , sont des parois doublées où circule le fluide accepteur de chaleur. Le circuit suivi par ce fluide est mentionné par des flèches Plan 2/4 Fig. 2. A noter une arrivée d'air 14 par la base du foyer s'élevant dans des tubes situés sur toute la hauteur de la partie antérieure des parois latérales du foyer, plan 2/4 Fig. 2, et plan 4/4 Fi.4. A noter également la présence d'un pare feu 15 dont la hauteur est réglable, plan 2/4 Fig. 2, et plan 3/4 Fig. 3. Sur les parois latérales 11 et 12 du foyer sont également disposées des ailettes de récupération 13 Plan 4/4 Fig.4 en nombre variable. L'intérat d'une cheminée d'intérieure est de joindre l'utile à l'agréable. Cette chaudière de cheminée à elle seule permet de chauffer entièrement un local type maison d'habitation tout genre, à une température toujours constante et de répondre sans défaillan ce à une demande d'eau chaude si, par exemple, le système chaudib- re de cheminée est connecté sur une installation de chauffage déjà existante à production d'eau chaude, tout en conservant le plaisir procuré par le feu de bois d'une cheminée d'intérieure. Pendant une combustion au niveau du foyer F , les gaz s'élbvent pour s'évacuer . En fait ils sont retenus dans le "dôme" de turbulence D où la température des gaz en raison du blocage qu'ils rencontrent est très élevée. C'est donc au niveau tout d'abord de la paroi 1 plan 2/4 Fig. 2 mais surtout de la paroi 2 3 4 et 5 que se produit un échange thermique considérable. On rencontre la présence d'ailettes 13 sur les parois 2 11 et 12 dans le but d'augmenter la valeur de l'échange thermique mais également d'éviter que le combustible vienne épouser régulièrement la paroi 2 11 ou 12 ce qui empecherait les flammes d'entrer en contact avec cellei-ci. En ce qui concerne les ailettes de la paroi 5 et 9 , elles jouent uniquement un roule de récupération thermique. Une fois dans le "dCme" de turbulence les gaz s'évacuent en léchant les parois 4 et 5 dans lesquelles circule le fluide accepteur pour entrer dans la chambre à gaz C qui joue d'abord un rala d'évacuation de ceux-ci, mais également un r81e de récupération de chaleur car à ce niveau les gaz de combustion sont encore à une température éleuée. Cette chambre à gaz va en se rétrécissant avant de s'élargir à nouveau. On se trouve alors dans la chambre G qui elle communique avec le conduit d'évacuation des fumées. Ce rétrécissement de la chambre à gaz permet une évacuation régulière et plus rapide des gaz. L'arrivée d'air 14 par la base du foyer F et s'élevant dans les tubes de la partie antérieure des parois latérales procure une meilleure combustion. Le par feu 15 permet d'éviter les projections lors de la combustion de certaines natures de bois mais aussi de par sa partie inférieure "pleine" de réguler le tirage au départ d'une combustion. LES REVENDICATIONS 1) Chaudière de cheminée caractérisée en ce qu'elle comporte à sa base un foyer de combustion F surmonté d'un "dôme" de turbu lence D , et. deux chambres à gas C et G ( Plan 2/4 Fig. 2) Chaudière de cheminée suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le foyer dc combustion F est formé des parois 1 et 2 perpendiculaires l'une à l'autre suivant un angle T La paroi 2 est @unie d'ailettes de récupération 13 diapo sées dans le sens ce la hauteur, ainsi que les parois latérales du foyer il et 12 t Plan 2/4 Fig. 2, Plan 4/4 Fig. 4j 3) Chaudière de cheminée suivant la revendication 1 carautérisée en ce que le "dôme" de turbulence D est constitué de trois parois.Une paroi 3 placée perpendiculairement à la paroi 2 du foyer selon un ungle ss et donc parallble à la paroi 1 du foyer ; une paroi 4 située dans le prolongement de la paroi 3 suivant un angle # @ et une paroi 5 dans le prolongement de la paroi 4 suivant un angle # ; cette dernière étant équi pée d'allettes de récupération 13:(Plan 2/4 Fig. 4) 4) Chaudière de chaminée selon la revendlcation 1 caractérisée en ce qu'elle comprend deux chambres à gaz C et G : La chambre C étant formés des parois 6 , 9 et 10 :La paroi 6 est la partie supérieure du "dôme" de turbulence correspondant à la paroi inférieure 5 , Les parois 9 et 10 sont situées en opposition de la paroi 6 et sont dans la prolongement l'une de l'autre selon un angle #, La paroi 9 est équipée d'ailettes du récupération 13 , La chambre C est constituée des parois 7 et 8 : la paroi 7 dans le prolongement de la paroi 6 selon un angle # , formant la suite do la partie supérieure du "dôme" de turbulence et correspondant donc aux parois 3 et 4 de la partie inférieure.Les parois 8 et 9 dont dans le prolongement l'une de l'autre selon un angle Les deux chambres à gaz C et G ont la forme de tron@@ pyra midiques irréguliers réunis par leur petite baze et dont les valeurs des angles d'ouverture et de fermeture peuvent être variables. La chambre G est fermée dans sa partie supérieure d'une trappe 16 @églable( Plan 2/4 Fig. 2) 5) Chaudière de cheminée caractérisée en ce que l'ensemble des parois 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 e 6 , 9 , 10 , 11 et 12 sont des parois doublées dans lesquelles circule le fluide accepteur de chaleur et en ce qu'une arrivée d'air 14 s'effectue à la base du foyer s'élevant dans des tubes situés sur toute la hauteur de la partie antérieure des parois latérales du foyer, et en ce qu'un pare-fou 15 permet un réglage du débit d'arrivàe d'air et constitue une protec tion des éventuelles projectione des braises{ Plan 2/4 Fig. 2, Plan 3/4 Fig.3 - coupe A, Plan 4/4 Fig. 4 - coupe B). 6) Chaudière de cheminée suivant l'ensemble des revendications précédentes caractérisée en ce qu'une combustion au niveau du foyer F , procure un dégagement de gai qui s'élève dans le "dôme" de turbulence D où ceux-ci sont bloqués, ce qui provoque une élévation de la température g les échanges ther miques se font au niveau des parois 1 , 2 , 3 , 4 , 5 11 et 12 formant un ensemble indissociable. Ces échanges sont accentuée par la présence d'ailettes 13 sur les parois 2 , 5, 11 et 12 . Une fois dans le "dôme" de turbulence, les funées s'évacuent en lêchant les parois 4 et 5 dans les quelles circule le fluide accepteur de chaleur, pour entrer dans la chambre à gaz C qui joue deux rôles r un rôle de récupération* car à ce niveau la témpérature des gaz demeure toujours très élevée, et un rôle d'évacuation des fumées. Ces gaz aboutissent ensuite dans la chambre C qui en raison de la forme de trono pyramidique permet une régulation de l'éva ouation des fumées( Plan 1/4 Fig.1 , Plan 2/4 Fig. 2 t Plan 3/4 Fig. 3 - coupe A . Plan 4/4 Fig. 4 - coupe B)