Brevet FR2520850A1 — publié le 19830805

Appareil de chauffage à ventilation forcée. On connais déjà diverses formes de réalisation d'appareils de chauffage ou poêles et de thermoventilateurs dont la structure est généralement inadaptée pour exploiter intensément et complètement la chaleur dégagée par la combustion qui se produit dans le poêle. En effet, l'échange thermique entre le produit de la combustion et l'air à chauffer se produit par l'intermédiaire de surfaces limitées et, même lorsqu'il est prévu un économiseur ou récupérateur, les fumées sont rejetées dans l'atmosphère avec un pouvoir thermique qui n'est pas entièrement exploité. La présente invention a au contraire pour objet un appareil de chauffage ou un poêle à ventilation forcée comprenant divers étages d'échange de chaleur entre les produits de la combustion et l'air, depuis la chambre de combustion jusqu'à la décharge dans la cheminée, ce qui permet d'utiliser entièrement et intensivement l'énergie thermique développée par la combustion, et conduit à un rendement effectif maximum. Le poêle peut continuer à astre alimenté et à fonctionner de façon connue, aussi bien avec un combustible gazeux qu'avec un combustibIe liquide ou encore avec un combustible solide, tel que le bois ou le charbon, sans risque de pollution de l'air qui est chauffé progressivement puisque les produits de la combustion et le flux d'air suivent des trajets bien définis et séparés l'un de l'autre. Un mode de réalisation de l'invention sera à présent décrit à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels s La figure 1 est une vue en perspective extérieure d'ensemble du poêle ; La figure 2 est une vue en perspective de l'intérieur du poêle, comprenant la chambre de combustion, l'échangeur de chaleur à tubes et l'économiseur Z La figure 3 est une vue de c8té de l'ensemble de la figure 2, avec certaines parties représentées en coupe t La figure 4 est une coupe verticale suivant les flèches IV-IV de la figure 3 : et La figure 5 est une coupe horizontale partielle prise suivant les flèches V-V de la figure 3. Le poêle selon l'invention comprend un corps ou carcasse de base 1 qui délimite une chambre de combustion 2 dans laquelle est prévu un brûleur, non représenté, pour combustible gazeux ou liquide, ou un foyer, non représenté, pour la combustion de combustibles solides tels que le bois, le charbon, etc... Dans chaque cas, sur la paroi supérieure 1' du corps 1, sont fixées les extrémités inférieures d'une série de tubes 3 dont les extrémités supérieures sont fixées à une plaque 4 qui assemble les tubes de cette façon. La fixation des tubes 3 à la paroi supérieure 1' du corps et à la plaque supérieure 4 (voir figure 4) est réalisée, par exemple, par rabattement des extrémités des tubes, par soudage ou par n' importe quel autre procédé approprié et suffisant pour assurer une étanchéité parfaite. 8ur la paroi supérieure 1' du corps est formé au moins un déflecteur à surfaces inclinées 5 destiné à dévier les flammes et les fumées de la combustion vers les tubes 3. Entre les tubes 3 sont en outre fixés des chicanes ou panneaux déflecteurs 6 disposés dans des positions décalées en hauteur et en profondeur pour définir des passages à labyrinthe pour l'air à chauffer qui lèche les surfaces externes des tubes. Sur la plaque supérieure 4 qui assemble le faisceau de tubes 3 est fixé, par exemple, par soudage, un économiseur ou récupérateur de chaleur 7 pourvu d'une chambre 8 qui communique, vers le bas, avec les tubes 3 et, vers le haut, et par l'intermédiaire d'une bouche 9, avec le conduit qui envoie les fumées à la cheminée. Dans la chambre 8 de l'économiseur 7, sont fixés des tubes horizontaux 10 qui s'étendent d'un c8té à l'autre de la chambre et sont destinés à être parcourus par l'air à chauffer, cependant qu'il peut éventuellement être prévu, du coté de l'embouchure des tubes horizontaux, une cloison 11 qui délimite en combinaison avec la chemise périphérique 12 du poêle un passage d'air allant vers les tubes, voir figure 3. Les tubes verticaux 3 et les tubes horizontaux 10 sont, de préférence, munis intérieurement d'un élément hélicoïdal 13 qui intéresse au moins une partie de chaque tube, voir figures 3 et 4 et est destiné à favoriser l'échange de chaleur entre le fluide qui circule à l'intérieur du tube et celui qui circule à l'extérieur. Le poêle est finalement muni d'au moins un ventilateur 14 servant å assurer la circulation forcée de l'air et dont la bouche est de préférence placée à la hauteur de la paroi supérieure 1' de la chambre de combustion 2. Le flux d'air entoure donc initialement les surfaces du déflecteur 5, monte ensuite entre les tubes verticaux 3 en suivant le trajet défini par les panneaux déflecteurs 6, puis sort à travers une grille 15 formée dans la chemise extérieure 12, passe en partie dans les tubes horizontaux 10 et sort enfin par une deuxième grille 16. Si nécessaire, on pourra prévoir un premier ventilateur placé dans la région des tubes verticaux et un deuxième ventilateur servant à assurer la circulation de l'air dans les tubes horizontaux ou, en remplacement des ventilateurs, un ou plusieurs aspirateurs convenablement placés. Dans le poêle décrit plus haut, les produits de la combustion passent de la chambre de combustion 2 dans les tubes verticaux 3 et, de ceux-ci, dans la chambre 8 de l'économiseur de chaleur 7 pour se décharger ensuite dans la cheminée. il se produit ainsi une succession d'échanges thermiques entre les produits de la combustion et l'air à chauffer, pour assurer une utilisation totale du pouvoir thermique des fumées avant que celles-ci ne soient déchargées dans la cheminée. En effet, un premier échange de chaleur se produit sur les surfaces du déflecteur s prévu sur la paroi supérieure de la chambre de combustion 2. Le flux d'air est ainsi chauffé, et, d'autre part, on évite que ces surfaces ne soient chauffées au rouge. Un autre échange de chaleur se produit au fur et à mesure que l'air se déplace vers le haut entre les tubes verticaux 10 de circulation des fumées, de manière à évacuer progressivement la chaleur des fumées. il se produit ensuite un dernier échange de chaleur dans l'économiseur 7, dans lequel les fumées cèdent de la chaleur à l'air qui passe dans les tubes horizontaux 10. REVENDICATIONS 1.- Appareil de chauffage à ventilation forcée alimenté par un combustible gazeux, liquide ou solide et comprenant une chambre de combustion et au moins un ventilateur ou un aspirateur, caractérisé en ce qu'il comprend à la partie supérieure de la chambre de combustion au moins un déflecteur (5) servant à dévier les flammes et les fumées, et qui constitue une première surface d'échange de chaleur avec l'air à chauffer, un échangeur de chaleur formé de tubes verticaux (3) pour la circulation des fumées et qui est monté au-dessus de ladite chambre de combustion, de manière que les fumées de la combustion soient envoyées dans lesdits tubes verticaux par ledit déflecteur (5), et un économiseur thermique (7) monté au-dessus dudit échangeur de chaleur à tubes verticaux (3) et qui est pourvu d'une chambre (8) parcourue par les fumées qui sortent desdits tubes verticaux (2), d'une bouche de déchargement des fumées dans la cheminée, et de tubes horizontaux (10) pour la circulation de l'air. 2.- Appareil de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'embouchure de chacun des tubes verticaux (3) de circulation des fumées et de chacun des tubes horizontaux (10) de circulation d'air est prévu un élément hélicoïdal rapporté (13) qui intéresse une partie de la longueur du tube et qui est destiné à favoriser l'échange de chaleur entre le fluide qui circule à l'intérieur du tube considéré et celui qui circule à l'extérieur de ce tube. 3.- Appareil de chauffage suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'entre les tubes verticaux de circulation des fumées sont fixés des panneaux décalés en hauteur et en profondeur servant à définir un passage en labyrinthe pour l'air qui circule entre les tubes. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que chacun des tubes verticaux est fixé à la paroi supérieure de la chambre de combustion (2) et à une plaque supérieure (4) par rabattement des extrémités des tubes sur ladite paroi et sur ladite plaque et en ce que chaque tube horizontal (10) est fixé de la même façon entre deux parois opposées de l'économiseur (7).