Brevet FR2500590A1 — publié le 19820827

On sait que le rendement thermique d'un feu établi dans un foyer de cheminée est très médiocre, du fait en particulier de la grande quantité de calories évacuées avec la fanée. Différents types d'appareils, à circulation d'eau où d'air, ont été conçus pour récupérer une partie de la chaleur produite par un tel feu. Ces appareil; sont n général constitués de deux échangeurs, l'un horizontal, l'autre vertical, perpendiculaires entre eux par conséquent, dans lesquels le fluide circule soit par thermo-siphon, soit pulsé par un accélérateur. L'échangeur horizontal sert de support au combustible. I1 est de ce fait en contact direct avec les braises et receuille donc une quantité importante de calories. L'échangeur verticalsqui occupe le fond de la cheminée, receuille une partie de la chaleur dégagée par les flammes - surtout quand celles-ci viennent le lècher - et par les fumées. Le rendement de ce deuxième élément est toutefois très aléatoire : l'organisation du feu et les modifia tions qu'y apporte la combustion font que fréquemment les flammes restent plus ou moins éloignées de la tubulure de circulation du fluide qu'elles sont censées chauffer. Le seul moyen de pallier à ce défaut est alors de modifier l'organisation du feu. L'appareil qui fait l'objet de la présente invention remédie à cet inconvénient en permettant de rapprocher ou d'éloi- gner à volonté une partie du système d'échangeur du niveau supè- rieur des flammes,ce qui permet, en fonction de l'état du feu, d' obtenir une certaine régulation de la température du fluide et en tout état de cause, d'améliorer considérablement le rendement de l'appareil:en effet, à proximité de flammes, on constate une variation de température de l'ordre ae la centaine de degrés centigrades pour un déplacement de dix centinetres. L'appareil ci-dessous décrit ct un appareil à circulation d'eu destiné à alimenter de radiateurs, mais son principe est applicable à un appareil à circulation d'air, la seule modification indispensable étant l'accroissement de la section des conduits. L'appareil de l'invention comporte deux échangeurs tous deux plaçés horizontalement et constitués d'une tubulure en serpentin ou en grille disposee sur un ou plusieurs niveaux. Outre cette disposition d'un échangeur horizontal au dessus du feu, l'originalité de l'appareil réside dans la mobilité l'un par rapport à l'autre des deux échangeurs, des canalisations souples ou des canalisations à joints tournants permettant l'ali- mentation en eau de la ou des parties mobiles, ou de faire passer l'eau d'un échangeur à l'autre. Cette mobilité peut être obtenue par deux types d' appareil. TYPE I - L'échangeur supèrieur est fixe. Il est placé derrière le manteau de la cheminée, de telle sorte qu'il demeure invisible à un observateur debout devant celle-ci. Le tuyau qui l'alimente et le tuyau de retour, placés verticalement dans les angles de la cheminée, sont seuls visibles. L'échangeur infèrieur, qui supporte le feu, est mobile dans le sens vertical. Selon la quantité de combustible et la marche du feu, on peut l'approcher ou l'éloigner de l'élément su pèrieur, le rendement maximum étant obtenu lorsque les flammes sont en contact avec celui-ci. Ce mouvement vertical est obtenu par des vérins actionnés soit manuellement par une manivelle ou un levier à cliquets, soit par un moteur. L'entrée et la sortie de l'eau dans et hors de cet échangeur mobile s'effectuent par des canalisations à joints tournants où par des canalisations flexi- bles partant du niveau du foyer et rejoignant l'échangeur mobile par sa face infèrieure de telle aorte qu'elles demeurent pratiquement invisibles. Dans l'exemple présenté à la figure 1, l'eau prove- nant du circuit de retour des radiateurs arrive par la canalisation 1, elle est poussée par un accélérateur 2 ers une canalisa- tion à joints tournants ou une canalisation flexible 3 qui alimen- te l'echangeur inI*èrieur 4 supportent le feu. eau sort de cet échangeur par une deuxieme canalisation à joints tournants ( ou canalisation flexible) 5 , passe dans la canalisation verticale o qui alimente l'échangeur supérieur 7 et redescend par la canali sation verticale 8, elle-même reliée au circuit d'alimentation des radiateurs et du vase d'expansion. L'échangeur infèrieur 4 repose sur le @oyer par 1' intermédiaire d'un système de vérins 9 actionnés par un axe 10 auquel un levier 11 est relié par un entraînement réversible à cliquets I2. Un mouvement de va et vient imprimé au levier permet de régler i hauteur de l'échangeur inférieur par rapport au sol et par conséquent de rapprocher ou d'élo@gner le feu de l'échangeur supèrieur. TYPE 2 - L'échangeur inférieur qui, comme dans le cas précédent, supporte le feu, est fixe. Il est placé dans la cheminée à hauteur normale de chenets. L'changeur supèrieur est sus pendu à un méc@nisme qui permet soit de le maintenir caché derrière le manteau de la cheminée, lorsqu'on ne désire pas utiliser 1' ap pareil, soit de le descendre à proximité des flammes, la liaison avec les canalisations fixes placées dans les angles de la cheminée s'effectuant, comme dans le cas précédent, par des canalisati- ons flexibles ou des canalisations à joints tournants. Le mécanisme de levage est placé derrière le manteau de la cheminée, à l'in- trieur de laquelle il est-maintenu par des supports scellés ou par des vérins.Ce mécanisme est constitué soit par un treuil actionné manuellement ou par un moteur, soit par un dispositif à crémaillère. Ce dernier comporte un axe horizontal actionné soit par un moteur, soit par un levier comportant un entraînement à cliquet réversible, le dit levier placé verticalement en bout d'axe a proximité d'un des deux montants de la cheminée. L'axe entraîne à son autre ex trémité un pignon qui attaque une crémaillère verticale placée dans l'axe de gravite de l'échangeur upérieur dont elle et solidaire. Des ressorts do rappel ou des oo ntrepoids équilibrant3 la masse de l'échangeur, permettent de réduire l'effort à exercer sur l'axe. Far ailleurs un cliquet réversible attaquant directement la créma- illère et dont la tige de commande dépasse du manteau de la cheminée bloque à volent le mécanisme dans l'une quelconque des positions que permet la hauteur de la erémaillère. Ce type d'appara@il est représenté par les figures 2 et 3 pour la circulation de l'eau et par la figure 4 pour le mEca- nisme. Figures 2et3 . L'eau provenant du circuit de retour des radiateurs arrive par la canalisation I3, elle est pous sée par l'accélérateur I4 dans l'échangeur inférieur I5, qui est fixe et supporte le combustible, elle en sort par la canalisation verticale I6 dont le point naut est relié par une canalisation flexible I7 ( ou par une canalisation à joints tournants ) à l'é- changeur supèrieur mobile I8. L'eau sort de cet échangeur par la canalisation flexible 19 (ou par une canalisation à joints tour nants) qui l'amène au point haut de la canalisation d descente 20, reliée au circuit d'alimentation des radiateurs et au vase d' expansion.L' échangeur supérieur est représenté en position basse sur la figure 2 et en position haute sur la figure 3. Figure 4 . Les supports 21 sont rendus solidaires de la cheminée. Ils supportent un axe 22 qui, par l'intermédiaire d'un entraînement réversible à cliquet 23, peut être actionne par le levier 24 dans un sens ou dans l'autre. A son autre extrémité l'axe est solidaire d'un pignon denté 25 qui attaque une crémaillère verticale 26 à laquelle est fixé l'échangeur supérieur I8. Un ressort de rappel vertical 27 , solidaire par son extrémité inférieure de la crémaillère, est suspendu par son extrémité supérieure soit à un point fixe 28 dans la cheminée, soit à un support solidaire des supports 21. Les déplacements de la crémaillère vers le haut ou vers le bas entraînent ceux de l'échangeur et de sestuyaux flexibles d'alimentation. Sur la figure 4 la crémaillère et l'é- changeur sont représentés en position haute. bans les deux cas ( type I et type 2 ) les parties hautes du circuit d'eau à l'intérieur de la cheminée sont munies de clapets de sécurité et de déazage. Dans le cas ou les déplacements verticaux de l'éch- angeur mobile sont assurés par un moteur, il est possible d'adjoindre un dispositif d'asservissement commandé par thermostat au dessus du feu, aquastat sur le circuit d'eau, et palpeur pour le niveau du combustible. Bien que l'invention ait été àécrite par rapport aux foyers de cheminée, elle pourrait également s'appliquer avan- tageusement aux feux dans les chaudieres. REVENDICATIONS 1) Récupérateur de chaleur pour cheminée ou chaudière, caractérisée en ce qu'il comporte un échangeur fixe (7, I5) et un échangeur mobile ( 4, I8 ) 2) Récupérateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux échangeurs (4,7SI5,I8) sont disposés horizontalement. 3) Récupérateur de chaleur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est relié à un système de tuyaux flexibles ou à joints tournants ( 3 et 5, I7 etI9). 4) Récupérateur de chaleur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur supérieur ( I8 ) est mobile. 5) Récupérateur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le règlage de la hauteur est effectué à l'aide d'un système à crémaillère ( 26 ).