Brevet FR2514471A1 — publié le 19830415

Perfectionnement aux récupérateurs de chaleur pour cheminées à feu ouvert. La présente invention concerne un perfectionnement aux récu- pérateurs de chaleur pour cheminées à feu ouvert constituant des dispositifs générateurs d'eau chaude qui sont branchés directement ou en dérivation sur un circuit de distribution d'eau chaude tel qu'une installation de chauffage central. Il existe actuellement sur le marché plusieurs types de récupérateurs de chaleur adaptés aux cheminées à feu ouvert constitués principalement par une plaque creuse verticale connectée à une grille porte-combustible formée d'éléments creux disposés sensiblement horizontalement. Un dispositif type est décrit dans le brevet français NO- 2.384,209 dans lequel la grille porte-combustible fixée dans la partie basse de la plaque creuse verticale est constituée de plusieurs griffes creuses dont le chambrage interne borgne est en communication avec la chambre interne de la plaque verticale. Ce dispositif présente de nombreux avantages, en ce qui concerne notamment sa simplicité et son esthétique, par rapport aux dispositifs antérieurs dans lesquels l'eau circulait dans les éléments tubulaires de la grille portecombustible branchés entre deux collecteurs, en général un collecteur avant et un collecteur arrière. Toutefois un pro blème reste posé en ce qui concerne la circulation de l'eau dans les griffes creuses, cette circulation cc.ndi.tio mant un bon échange calorifique et donc un bon rendement, entre l'eau, la masse metallique de la griffe et les braises et les cendres chaudes au contact de la griffe.Pour résoudre c2 pro blème, le brevet français NO 2.384.209 fait appel aux courants de convection à l'intérieur de la cavité des griffes, la paroi supérieure de cette cavite étant inclinée de façon à être ascendante en direction de la plaque, tandis que la paroi inférieure est au contraire inclinée de façon inverse.Il est toutefois certain que la différence de niveau entre le point bas et le point haut du débouché de la cavité d'une griffe dans la cavité de la plaque creuse est très faible et, malgré l'élévation de température importante résultant du contact avec la partie metallique la plus chaude du dispositif la vitesse de circulation de l'eau dans les griffes est faible et n'est qu'une fraction de la vitesse de circulation de l'eau dans une section horizontale de la plaque creuse que cette circulation soit naturelle ou forcée. La présente invention a pour but d'améliorer le rendement de l'échange thermique dans les griffes sans compliquer la réalisation du récupérateur de chaleur et sans modifier la structure des griffes creuses. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en prévoyant, dans la chambre de la plaque verticale creuse et sensiblement au niveau moyen des débouchés des griffes dans cette chambre, un dispositif déflecteur qui dévie le flux ascendant de l'eau dans ladite chambre en direction de la cavité interne desdites griffes. Le dispositif déflecteur est de préférence constitué par une paroi transversale horizontale disposée dans la chambre de la plaque creuse verticale, le plan de cette paroi recoupant les orifices de raccordement des griffes. La paroi transversale horizontale subdivise ainsi la chambre de la plaque creuse en une chambre inférieure et une chambre supérieure communi quant par les cavités internes des griffes. L'eau froide introduite dans la chambre inférieure est déviée par la paroi et injectée dans la partie inférieure de la cavité des griffes d'où elle ressort, au-dessus de la plaque, dans la chambre supérieure, après avoir circulé à grande vitesse au contact de la paroi à haute température de la griffe. On obtient ainsi,gr ce à une modification simple du dispositif, une amélioration importante de l'échange thermique. L'invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence au dessin ci-annexé dans lequel La figure 1 est une vue en coupe latérale d'un dispositif récupérateur de chaleur de l'art anté rieur; la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1 représentant un dispositif conforme à la présente invention et la figure 3 est une vue en coupe par III-III de figure 2. En se référant tout d'abord à la figure 1, le récupérateur de chaleur type est constitué principalement par une plaque creuse verticale 1 et par un ensemble de griffes creuses 2 dont le chambrage interne borgne est en communication avec l'intérieur de la plaque 1. De manière plus spécifique, la plaque creuse verticale 1 est formée d'une plaque plane arrière 3 dans laquelle sont prévus les orifices de sortie 4 et d'entrée 5 du fluide caloporteur tel que l'eau et d'une plaque avant 6 comportant plusieurs éléments en saillie 7, 7a, 7b. La plaque arrière 3 et la plaque avant 6 sont connectées ensemble de façon étanche à l'eau au moyen d'un joint d'étanchéité ou similaire de manière à former une chambre interne 8 dans laquelle circule l'eau.De plus, les éléments en saillie 7, 7a, 7b peuvent être formés par des éléments pleins tels que l'élément 7 ou par des éléments creux tels que 7a, 7b dont la cavité débouche dans la chambre interne 8, Les griffes creuses 2 dont l'ensemble forme la grille support du combustible comportent chacune une cavité interne borgne formée de telle sorte que la paroi supérieure 10 de la cavité est inclinée de façon à être ascendante en direction de la plaque 1,tandis que la paroi inférieure 11 est inclinée de façon inverse. Les griffes 2 sont fixées par des boulons ou similaires à la partie basse de la plaque creuse 1 de ma nière que leur cavité débouche dans la chambre interne 8 de la plaque creuse 1.Avec ce dispositif, les griffes 2 sont fixées en dérivation sur la plaque creuse 1 et ainsi seule une partie de l'eau froide qui entre par l'orifice d'entrée 5 est injectée dans les griffes 2 ou elle est réchauffée par convection naturelle tandis que la majeure partie de l'eau froide circule de bas en haut par convection naturelle dans la chambre interne 8 ou dans les cavités de-s éléments en saillie 7a, 7b de la plaque avant 6 comme représenté par les flèches dans la figure 1, l'eau chaude ainsi obtenue étant renvoyée par l'orifice de sortie 4 vers un circuit de distribution d'eau chaude. Le dispositif de la présente invention présente une construction d'ensemble semblable à celle du dispositif decrit ci-dessus. En conséquence, les mêmes références que celles de la figure 1 seront utilises dans les figures 2 et 3 pour désigner les mêmes éléments qui ne seront pas redécrits ciaprès. Conformément à la présente invention, une paroi transversale 12 est disposée dans la chambre interne 8 de la plaque creuse verticale, de telle manière que son plan recoupe les orifices de raccordement 9 des griffes 2 sensiblement en leur milieu. Ainsi la paroi 12 divise la chambre interne 8 de la plaque creuse 1 en une chambre inférieure 8a et une chambre supérieure 8b, les deux chambres 8a, 8b ne pouvant être mises en communication que par l'intermédiaire de la cavité interne de la griffe 2 et forme un dispositif déflecteur pour l'eau froide introduite dans la chambre inférieure 8a.De ce fait l'eau froide introduite dans la chambre inférieure 8a par l'orifice d'entrée 5 est, dans son ensemble, après avoir été déviée par la paroi 12,injectée dans la partie inférieure le long de la paroi 11 de la cavité où elle se réchauffe par convection naturelle puis elle ressort audessus de ladite paroi 12 dans la chambre supérieure 8b où elle continue à se réchauffer en circulant de bas en haut dans la chambre interne supérieure 8a et les cavités des éléffl ments en saillie 7a, 7b avant de s'en aller par l'orifice de sortie 4 dans le circuit de circulation d'eau chaude. Par suite de l'utilisation de la paroi 12, l'eau froide injectée dans les griffes creuses circule à grande vitesse au contact de la paroi à haute température de la griffe et est déjà bien réchauffée lorsqu'elle entre dans la chambre supérieure 8a. De ce fait on obtient une amélioration importante de l'échange thermique par comparaison avec le dispositif antérieur. D'autre part, dans certaines installations l'orifice d'arrivée d'eau froide 13 est placé dans la partie haute de la plaque 1 comme représenté dans la figure 3. De ce fait, la paroi 12 se prolonge à une de ses extrémités longitudinales par une partie de paroi verticale 12a séparant la chambre supérieure 8a en deux chambres de manière à envoyer l'eau froide entrante dans la chambre inférieure 8b, la circulation d'eau s'effectuant alors de manière identique à ce qui a éte décrit ci-dessus. Revendications 1. Un perfectionnement aux récupérateurs de chaleur pour cheminées à feu ouvert comportant une plaque creuse verticale et une grille porte-combustible fixée dans la partie basse de ladite plaque creuse, constituée de plusieurs griffes creuses dont le chambrage interne borgne est en communication avec la chambre interne de la plaque verticale, caractérisé en ce qu'on prévoit dans la chambre de la plaque verticale creuse et sensiblement au niveau moyen des.débouchés des griffes dans cette chambre, un dispositif déflecteur qui dévie le flux ascendant de l'eau dans ladite chambre en direction de la cavité interne desdites griffes. 2. Un perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif déflecteur-est constitué par une paroi transversale horizontale disposée dans la chambre de la plaque creuse verticale, le plan de cette paroi recoupant les orifices de raccordement des griffes. 3. Un perfectionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque l'arrivée d'eau froide s'effectue dans la partie haute de la plaque creuse verticale, la paroi transversale horizontale se prolonge par une partie de paroi verticale pour envoyer l'eau froide en dessous de la paroi transversale horizontale.