Brevet FR2522118A1 — publié le 19830826

La présente invention vise à fournir un dispositif permettant de récupérer la chaleur des fumées de combustion, notamment celles d'un foyer domestique ou autre. On sait que, lors de la combustion, une partie de la chaleur de combustion est transmise par rayonnement, par conduction et par convection. Une autre partie de la chaleur libérée dans la combustion est perdue dans les fumées qui sont évacuées par un conduit aboutissant dans une cheminée. Les fumées peuvent parfois atteindre des températures assez élevées et, généralement, les calories véhiculées par les fumées chaudes sont évacuées vers l'extérieur et sont donc perdues pour le chauffage proprement dit. Le dispositif de l'invention vise notamment à diminuer les pertes de calories véhiculées par les fumées chaudes. Suivant l'invention, le dispositif de récupération de chaleurcomporte au moins un élément de conduit principal aboutissant dans un caisson et au moins un bouclier disposé à l'intérieur de celui-ci et de façon essentiellement perpendiculaire à l'élément de conduit principal en permettant un contournement du bouclier par les fumées de combustion qui quittent ensuite le caisson par un conduit de sortie. Suivant un mode d'exécution préféré de l'invention, le bouclier est muni d'une ouverture disposée en face de l'arrivée des fumées de combustion dans le caisson. Avantageusement, cette ouverture peut être obturée de façon réglable par une clé ou par un système à registre; ces moyens permettent de régler le débit de fumées qui est contraint à contourner le bouclier ou qui peut simplement le traverser. Suivant un mode d'exécution de 1'rvention, le bouclier peut être fixé au caisson par des entretolses, tout en assurant, à sa périphérie, vu ses dimensions inférieures à celles du caisson1 un passage des fumées de combustion. Le bouclier peut avoir une forme trapézoïdale dont la petite base est dirigée vers le bas, de sorte que la section de passage inférieure soit plus grande que la section de passage supérieure, assurant ainsi une répartition uniforme du débit de fumées à la périphérie du bouclier, puisque les fumées chaudes ont tendance à monter et donc à passer par la section de passage supérieure. Suivant un mode particulièrement avantageux de l'invention, le bouclier peut être creux et être parcouru par un fluide caloporteur, le bouclier pouvant alors être fixé au caisson par des éléments tubulaires assurant la circulation du fluide dans le bouclier et permettant un écartement entre le bouclier et le caisson pour le contournement des fumées. Suivant l'invention, le caisson peut être muni d'ailettes intérieures et extérieures qui augmentent la surface d'échange entre les fumées chaudes et l'ambiance extérieure qui peut être un fluide caloporteur circulant dans une chemise enveloppant substantiellement ledit caisson ou, tout simplement, l'air ambiant. Le bouclier peut également être muni d'ailettes disposées préférentiellement en forme de soleil afin de guider les fumées dans le détournement et de favoriser l'échange thermique avec le bouclier. Les ailettes du bouclier peuvent également être disposées en quinconces par rapport aux ailettes intérieures du caisson. Cette disposition crée un système de chicane améliorant le contact fumées-caisson et augmentant la surface d'échange thermique et de décrassement. L'échange avec le milieu ambiant se fait donc moyennant les parois du caisson et éventuellement moyennant le fluide circulant dans ou sur bouclier. Avantageusement, la paroi du caisson peut être double et assurer ainsi une circulation du fluide caloporteur. Le fluide caloporteur en question peut être de l'air pulsé par un ventilateur, par exemple. Avantageusement, le caisson comporte au voisinage de l'évacuation des fumées également une ouverture anti-bistrage obturable par un clapet, par exemple qui permet une admission d'air dans la cheminée servant à accélérer le mouvement des fumées au sein de la cheminée pour éviter les problèmes de condensation. Le dispositif décrit dans la description ci-dessus présente l'avantage de permettre un réglage en fonction du type de foyer auquel il est raccordé, sans devoir apporter de modifications de conception à chaque dispositif de récupération pour les différents modèles du foyer. On peut donc limiter en fabrication ledit dispositif à quelques modèles standard. En vue de faciliter l'accès à l'intérieur du caisson, il est prévu que celui-ci soit muni d'une ouverture de visite, sur l'un de ses côtés. Cette ouverture de visite est de préférence ( mais pas nécessairement) disposée à la partie supérieure du caisson et est munie d'un couvercle d'obturation. Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, le bouclier est solidaire dudit couvercle, de manière qu'en retirant le couvercle, on libère l'intérieUr du caisson ce qui facilite le nettoyage à la fois de l'intérieur du caisson par un outil adéquat et le nettoyage du bouclier qui peut être aisément nettoyé sur ses deux faces. il peut être opportun également pour des considérations pratiques que le bouclier soit indépendant du couvercle pour faciliter la manipulation notamment. Selon une variante d'exécution des différentes formes d'exécution précitées, il est apparu opportun de munir le fond du caisson d'une ouverture et selon une forme d'exécution complémentaire avantageuse, de munir cette ouverture de fond d'un obturateur-ccllecteur des suies et des condensats, éventuellement sous forme d'un tiroir. Il est en effet apparu que le dispositif de l'invention est particulièrement intéressant du fait qu'il retient une grande partie des suies et du condensat (bistre) qui à certains régimes du foyer auquel il est raccordé auraient tendance à se déposer dans les cheminées, avec les inconvénients bien connus, à savoir attaque de la maçonnerie et danger de feu de cheminée. En prévoyant un obturateurcollecteur selon cette forme d'exécution, on évite les encrassements de cheminées et on peut aisément éliminer des dépôts de toute nature. De plus, s'il est prévu de réaliser le caisson sous la forme d'un élément tubulaire à section sensiblement rectangulaire par exemple, qu'il suffit de munir à sa partie supérieure d'un couvercle et à sa partie inférieure d'un obturateur-collecteur, comme indiqué ci-dessus, on simplifie considérablement la fabrication du caisson. Il est également possible de prévoir dans le dispositif un échangeur de chaleur à circulation de fluides (fluides caloporteurs par exemple) et également d'envelopper le dispositif d'une chemise à circulation de fluides. Une application intéressante du dispositif de l'invention, à titre accessoire, est qu'il est possible de le munir d'agencements permettant d'y placer des produits alimentaires en vue de leur fumaison. il est possible de fixer les produits à ces agencements qui sont eux-mêmes solidaires du couvercle, soit directement, le cas échéant en les substituant au bouclier, soit indirectement en les fixant sur ce bouclier. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux figures en annexe. La figure 1 représente une vue d'un dispositif comportant un type de bouclier solidaire du couvercle, la figure 2 est un dispositif comportant un bouclier non-solidaire du couvercle, les deux vues étant des vues en perspective. Dans la description faite en référence aux figures, des repères de références identiques sont utilisés pour des éléments identiques ou similaires. Selon l'invention, le dispositif de récupération de chaleur destiné à être raccordé à des conduits de fumées de combustion comporte au moins un élément de conduit principal aboutissant dans un caisson 1 pourvu d'un conduit d'admission 2 et d'un conduit de sortie 3. Dans la forme d'exécution représentée, le caisson est constitué par un élément de forme essentiellement tubulaire à section rectangulaire muni d'au moins une ouverture de visite (13) qui dans les deux formes d'exécution est représentée à la partie supérieure sans cependant que la possibilité d'un accès latéral ne soit exclue. Dans les deux figures, on a représenté un couvercle d'obturation supérieur 14 et un obturateurcollecteur inférieur 16 qui referme le caisson. La forme d'exécution de la figure 1 comporte un caisson à double paroi l qui permet lacirculation forcée ou par convexion d'un fluide caloporteur admis en 5 et évacuées. Le dispositif de l'invention comporte également un échangeur de chaleur supplémentaire 7 sous la forme d'un serpentin fixé de manière écartée au bouclier 4. Afin d'améliorer l'échange thermique, le caisson est muni d'ailettes intérieures. Dans la forme d'exécution de la figure 1, une clef 17 formant registre permettant un passage direct des fumées sans contournement du bouclier est prévue a la partie supérieure du caisson et permet le réglage à l'intervention d'une tringle et du registre 19 de l'ouverture 18 tandis que dans le cas de la figure 2, on a représenté cette clef comme étant disposée latéralement sur le caisson. Dans cette même figure le caisson et le bouclier sont munis d'ailettes permettant un meilleur échange thermique et décrassage. La grande différence entre la figureletla figure 2 consiste en ce que, dans le cas de la figure 1, le bouclier 4 est solidaire du couvercle 14, alors que, dans le cas de la figure 2, le bouclier est disposé approximativement de la même manière mais dans ce cas, indépendamment du couvercle 14. Selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, compte tenu du fait qu'en principe la face tournée vers le conduit d'amenée des fumées est soumis à une température supérieure à la face raccordée aux conduits d'évacuation des fumées, il peut être avantageux de prévoir des nervures disposées en diagonale sur la face avant pour permettre la dilatation thermique. Bien qu'on ait décrit des modes d'exécution préférés de l'invention, celle-ci ne se limite pas à ces modes d'exécution et comporte également des variantes entrant dans le cas de la présente invention. Ainsi, on peut modifier les dimensions et la position relative des différents éléments constitutifs. De même, la clef 17 peut être remplacée par un dispositif automatique réglant l'ouverture du registre 19 en fonction de la température des gaz de combustion. Revendications 1. Dispositif de récupération de chaleur sur les conduits de fumées de combustion,caractériséencequ'il comporte au moins un élément de conduit principal (2) aboutissant dans un caisson (1) et au moins un bouclier (4) disposé à l'intérieur de celui-ci et de façon essentiellement perpendiculaire à l'élément de conduit principal en permettant un contournement du bbuclier (4) par les fumées de combustion qui quittent ensuite le caisson (1) par un conduit de sortie (3). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson (1) comporte au moins une ouverture obturable sur au moins un de ses côtés. 3. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, dans le fond du caisson (1), un bac collecteur de suie et de condensats (16), 4. Dispositif suivant la revendication 3,caractérisé en ce que le bac collecteur se présente sous la forme d'un tiroir. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le caisson comporte des ailettes extérieures et/ou intérieures. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouclier comporte des ailettes. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le caisson (1) et/ou le bouclier (4) comporte une circulation d'un fluide caloporteur. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'intérieur du caisson, un échangeur de chaleur supplémentaire (7). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouclier est muni d'une ouverture (18) disposée en face de l'arrivée des fumées de combustion dans le caisson (1). 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'ouverture (18) est obturée de façon réglable. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouclier est solidaire du couvercle disposé sur l'ouverture obturable (13). 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouclier (4) est de forme essentiellement trapézoïdale. 13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni d'un agencement permettant d'y placer des produits alimentaires en vue de leur fumaison. 14. Dispositif suivant la revendication lO, caractérisé en ce que l'ouverture (18) est obturée de façon réglable par un dispositif automatique réglant l'ouverture du registre (19) en fonction de la température des gaz de combustion.