Brevet FR2542851A1 — publié le 19840921

RECUPERATEUR DE CHALEUR A DOUBLE CIRCUIT La présente invention a trait à un récupérateur de chaleur à double circuit adaptable à toute cheminée à foyer ouvert. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de récupération d'une partie des calories entrainées par les fumées et les courants d'air provenant du foyer, et habituellement perdues dans la cheminée puis à l'extérieur dans l'at oosphère. A cet effet,l'invention a pour objet un récupérateur de chaleur à double circuit pour cheminée de type à foyer ouvert comprenant une sole, une plaque de fond verticale, et une hotte reliée à un conduit de cheminée, ledit récupérateur étant caractérisé en ce qu'il est constitué de deux circuits paral vièles indépendants disposés derrière ladite plaque de fond et formés par un caisson divisé intérieurement par une paroi métallique parallèle à la plaque de fond et pourvue de chaque côté d'ailettes de déflection et de diffusion, ladite plaque de fond étant pourvue de rainures de passage d'air, l'espace délimité entre la plaque de fond et ladite paroi étant fermé à son extrémité inférieure ainsi que sur ses côtés latéraux et communiquant à son extrémité supérieure avec l'intérieur de ladite hotte cependant que l'espace délimité de l'autre côté de ladite paroi communique, à sa partie inférieure, avec un espace ménagé sous la sole et ouvert sur la pièce où se trouve la cheminée et, à sa partie supérieure, avec un orifice de passage ménagé dans la hotte et communiquant avec ladite pièce. Suivant un mode de réalisation ledit caisson constitué derrière la plaque de fond est prolongé à sa partie supérieure par un caisson de même structure, incliné au-dessus de la sole en direction dudit orifice de passage lequel est ménagé dans la paroi frontale de la hotte, la paroi frontale inclinée dudit prolongement étant également pourvue de rainures de passage d'air, l'espace délimité immédiatement derrière cette paroi frontale communiquant latéralement avec l'espace intérieur à la hotte. L'espace délimité sous la sole est avantageusement muni d'ailettes de diffusion solidaires de la face inférieure de la sole. Les ailettes de déflection et de diffusion prévues de part et d'autre de la paroi interne séparatrice dudit cais- son et de son prolongement sont de préférence constituées de tronçons de lames planes séparés, en opposition de chaque c6té de ladite paroi, alignes et inclinés en alternance en vue d'accélérer la circulation de l'air. Les rainures pratiquées dans la plaque de fond et son prolongement supérieur incliné sont de préférence inclinées symétriquement vers la sole à'la manière de chevrons à pointe en haut. Un tel dispositif constitue un échangeur de chaleur air/air permettant avec une très bonne efficacité de xécu- pérer une bonne partie des calories véhiculées par l'air chaud provenant du foyer et circulant dans le premier circuit défini entre la plaque de fond de la cheminée et la paroi séparatrice dudit caisson, ces calories étant transférées, par l'intermédiaire de ladite paroi séparatrice et de ses ailettes, à l'air circulant derrière la paroi et provenant de la pièce après passage sous la sole, cet air étant réintroduit dans la pièce après réchauffage, par l'intermédiaire dudit orifice ménagé dans la hotte. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 représente schématiquement une vue en élévation de face d'un récupéra teur de chaleur pour cheminée conforme à l'invention, la plaque de fond de la che minée étant enlevée ; - Figure 2 représente schématiquement une vue en élévation latérale et en coupe ver ticale suivant la ligne Il-Il du disposés tif de la figure 1 avec sa plaque de fond - Figure 3 représente une vue en coupe sui vant ia ligne III-III du dispositif de la figure 2, et - Figure 4 représente le dispositif de la figure 1 avec sa plaque de cheminée. Sur les figures 1 à 3 on a schématisé en 1 une sole de foyer de cheminée constituée d'une plaque métallique horizontale à face supérieure lisse et fixée à distance au-dessus de la paroi de fond 2 du logement de réception du foyer de la cheminée. La face inférieure de la sole 1 est munie d'ailettes de diffusion thermique 3- dont les formes, dimensions et 'dis- positions mutuelles peuvent varier. Les bords extrêmes des ailettes 3 sont de préférence à distance du fond 2 pour avoir une bonne circulation de l'air provenant de la pièce dans laquelle se trouve la cheminée. Cet air symbolisé par la flèche 4 sur la figure 2 pénètre dans l'espace 5 délimité par la sole 1, le fond 2 et les parois latérales 6 de la maçonnerie, par l'extrémité ouverte sur la piece dudit espace 5. Au-dessus de la sole 1 est disposée la plaque de fond verticale 7 de la chemine derrière laquelle est constitué un caisson double,c'est-à-dire un double compartiment formé entre la plaque de fond 7, la paroi verticale 8 de la maçonnerie et les parois latérales du logement de réception dans la maçonnerie du récupérateur. L'espace entre 7 et 8 est divisé en deux espaces de circulation d'air parallèles et indépendants par l'intermé- diaire d'une plaque verticale métallique 9, parallèle à la plaque 7 et de part et d'autre de laquelle sont disposées des ailettes de déflection et de diffusion 10. Ces ailettes 10 sont des lames minces planes individuelles, par exemple en forme de trapèze venue de moulage avec la plaque 9 notamment lorsque celle-ci est en fonte. Les ailettes 10 sont avantageusement disposées en opposition par paires, à chaque ailette d'un côté de la plaque 9 correspondant une ailette symétrique de l'autre c8- té. Les ailettes 10 peuvent être identiques ou non, alignées ou non, par exemple en rangées verticales et inclinée à 45 en alternance horizontalement comme représenté sur la figure 1 afin de faciliter la transmission des calories et la circulation des flux d'air. Dans l'espace 11 délimité entre les plaques 7 et 9 les ailettes 10 sont de préférence en contact avec la plaque de fond 7, cependant que dans l'espace 12 entre plaque 9 et paroi 8 les bords des ailettes 10, sont à distance ae ladite paroi 8 pour un meilleur débit de l'air réchauffé. La plaque 9 est fixée dans la maçonnerie. L'espace 11 est fermé à sa partie inférieure par la sole 1 et latéralement par la maçonnerie. L'espace 12 communique par contre à sa partie inférieure avec l'espace 5. Les deux circuits 11, 12 se prolongent au-dessus de la plaque de fond 7 grâce à une structure caisson identique constituée par une plaque 7a prolongeant la plaque 7 et inclinée au-dessus de la sole, à 45 environ, en direction de la paroi frontale inclinée 13 de la hotte de la cheminée, par une plaque 9a à ailettes identique à la plaque 9 et par une plaque lisse postérieure 14. L'agencement mutuel des éléments 7a, 9a et 14 est identique à celui des éléments 7,8 et 9. La plaque lisse 14 fait partie d'un caisson 15 à parois latérales 16 fermant espace 12. Les-plaques 7a, 9a et 14 sont en contact avec la paroi de hotte 13 au droit d'un orifice de passage 17 de section rectangulaire, ménagée dans ladite paroi 13.et faisant communiquer l'espace 12 'avec la pièce. L'espace 11 communique avec l'espace intérieur à la hotte par des orifices de passage 18 ménagés" latéralement dans la partie inclinée du récupérateur. I1 est à noter que les ailettes 10 de la plaque 9a sont de préférence symétriquement inclinées vers l'extérieur (fig. 1) par rapport à l'axe vertical de la plaque 9a afin de mieux orienter l'air circulant dans l'espace 11 en direction des orifices 18 d'évacuation vers la hotte puis la cheminée. Les plaques 7 et 7a sont apposées à la manière connue avec des crochets classiques. Les éléments 15 et 9a sont assemblés et fixés ensemble à la fois sur la hotte et à la ma çonnerie. Les plaques 7 et 7a sont avantageusement décorées et sont en outre percées de rainures 19 de préférence disposées en chevrons à pointe en haut comme représenté sur la figure 4. De plus,l'axe des passages réalisés dans les plaques 7 et 7a n'est pas perpendiculaire au plan des plaques mais incliné à 45 environ en direction de la sole 1 afin de faciliter le passage de l'air chaud provenant du foyer dans l,'es- pace 11. L'air à réchauffer 4 provenant de la pièce s'engager dans l'espace 5 où il récupère des calories au contact de la sole 1 et des ailettes de diffusion 3, puis dans l'espace 12 où il récupère d'autres calories au contact avec les plaques 9, 9a et les ailettes 10 et,enfin,est recyclé (flèche 20) dans la pièce. Le mouvement de l'air se fait en convection na turelle. La vitesse de circulation est suffisante compte-tenu de l'agencement des ailettes 10 mais ou pourrait envisager bien entendu un dispositif de ventilation forcée annexe le cas échéant. L'air chaud issu du foyer et s'engageant dans l'espace 11 par les rainures 19, se décharge d'un maximum de calories dans la structure d'échange 9, 9a avant de rejoindre le circuit d'évacuation normal des fumées. A aucun moment l'air circulant dans les circuits 5 et 12 n'est en contact avec des fumées ou autres déchets de combustion ou poussières. I1 est à noter que le récupérateur selon l'invention pourrait être aménagé pour incorporer dans le circuit 12 un circuit d'eau.à réchauffer à usage sanitaire ou pour le chauffage. Les caissons formés par les ensembles 7 et 9, d'une part, et 7a, 9a, 15,d'autre part,peuvent être réalisés à partir d'éléments ou tronçons de dimensions standards préassemblés, ces éléments étant superposés et assemblés sur place à la demande permettant ainsi l'adaptation à différentes configurations de cheminées. Enfin l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne les formes et agencements des deux circuits indépendants parallèles 11 et 12 ainsi que ceux des éléments échangeurs de chaleur 9 et 9a. REVENDICATIONS 1. Récupérateur de chaleur à double circuit pour cheminée de type à foyer ouvert comprenant une sole (i), une plaque de fond verticale (7) et une hotte (13) reliée à un conduit de cheminée, ledit récupérateur étant caractérisé en ce qu'il est constitué de deux circuits parallèles indE- pendants disposés derrière ladite plaque de fond (7) et formés par un caisson divisé intérieurement par une paroi métallique (9) parallèle à la plaque de fond (7) et pourvue de chaque côté d'ailettes de déflection et ,de diffusion (10), ladite plaque de fond (7) étant pourvue de rainures (19) de passage d'air, l'espace (11) délimité entre la,plaque de fond (7) et ladite paroi (9) étant fermé à son extrémiteinférieu- re ainsi que sur ses cOtés latéraux et communiquant à son extrémité supérieure avec l'intérieur de ladite hotte (13) cependant que l'espace (12) délimité de l'autre côté de ladite paroi'(9) communique, à sa partie inférieure, avec un espace (5) ménagé sous la sole (1) et ouvert sur la pièce où se trouve la cheminée et, à sa partie supérieure, avec un orifice de passage (17) ménagé dans la hotte (13) et communiquant avec ladite pièce. 2. Récupérateur de chaleur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit caisson constitué derrière la plaque de fond (7) est prolongé à sa partie supérieure par un caisson (7a, 9a et 15) de même structure, incliné audessus de la sole (1) en direction dudit orifice de passage (17) lequel est ménagé dans la paroi frontale de la hotte (13), la paroi frontale inclinée (7a) dudit prolongement étant Ega- lement pourvue de rainures (19) de passage d'air, l'espace (11) délimité immédiatement derrière cette paroi frontale communiquant latéralément avec l'espace intérieur à la hotte. 3. Récupérateur de chaleur suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdites ailettes (10) sont constituées de lames minces planes disposées par paires en opposition de part et d'autre de la plaque support (9) et sont de préférence alignées et inclinées en alternance afin de favoriser et d'accélérer les échanges thermiques et la circulation de l'air. 4. Récupérateur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la plaque de fond (7) et son éventuel prolongement supérieur ('7au sont munies de rainures (19) inclinées en V suivant des chevrons à pointe en haut cependant que les axes des conduits de passage délimités par lesdites rainures (19) sont inclinés par rapport au plan des plaques considérées (7, 7a) en direction de la sole (1) 5.Récupérateur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit caisson incliné est constitué d'une plaque frontale (7a) correspondant à ladite plaque de fond (7), d'une plaque séparatrice (9a) à ailettes (10) analogue à ladite paroi séparatrice (9) à ailettes (10), et d'une plaque postérieure (14) à parois latérales (16) délimitant avec ladite plaque séparatrice (9a) un conduit prolongeant ledit conduit ou espace (12) et relié audit orifice de passage (17) aménagé dans la paroi frontale de-la bot- te (13). 6. Récupérateur de chaleur suivant la revendication 5- caractérisé en-ce que les ailettes (10) de ladite plaque séparatrice (9a) sont inclinées à 45 environ symétriquement par rapport à l'axe vertical de la plaque, en direction des orifices latéraux (18) mettant en communication ledit espace (11) entre la. plaque frontale (7a) et la plaque separatrice (9a) avec espace intérieur de la hotte (13). 7. Récupérateur de chaleur suivant l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'espace (5) ménagé sous la sole (1) est muni d'ailettes (3) de diffusion thermique.