Brevet FR2536836A1 — publié le 19840601

La présente invention concerne les dispositifs de recuperation de chaleur équipant les cheminées à foyer ouvert. Elle a pour objet un dispositif de récupération pouvant, d'une part, se brancher sur l'installation existante de chauffage par circulation d'eau chaude et, d'autre part offrir une possibilité supplémentaire de chauffage par une circulation controlée d'air chaud. Un autre objet de l'invention est d'offrir des moyens simples pour améliorer le tirage de la cheminée et pour règler I'change de chaleur avec le dispositif de récupération. Le dispositifnselon!l'invention,est destiné à des cheminées à foyer ouvert muni d'une sole et d'une plaque de fond; il comporte deux circuits de récupération disposés en parallèle dans le foyer, un premier circuit de récupération par circulation d'air et un second circuit de récupération par circulation d'eau dans les tubes autour desquels circulent des gaz chauds qui rejoignent le conduit de fumée; les deux circuits sont séparés par la sole et par une paroi verticale; le circuit d'air prenant son départ sous la sole se prolonge derrière la paroi verticale pour déboucher ensuite dans une pièce à chauffer; le circuit d'eau situé au dessus de la sole dans le foyer se prolonge verticalement dans un conduit de fumee entre la paroi verticale de séparation et la plaque de fond. Selon une première disposition de l'invention le circuit d'eau se prolonge d'une manière sensiblement horizontale dans le foyer de la cheminée, pour servir de support aux bûches, il comporte un collecteur formant paroi, disposé sur la partie avant du foyer. Selon une seconde disposition de l'invention, le dispositif comporte une trappe coulissante de tirage inversé disposée entre la sole et le circuit d'eau et, une vanne automatique dont l'ou- verture est commandée par un dispositif de régulation qui agit en fonction de la température. Selon une autre disposition de l'invention, la paroi verticale de séparation est en fonte et comporte des ailettes verticales pour augmenter les surfaces-d'échange et assurer une meilleure transmission de chaleur entre les gaz chauds qui circulent derrière la plaque de fond et le circuit d'air de récupération par circulation d'air situé derrière la paroi verticale. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description et des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une cheminée à foyer ouvert équipé d'un dispositif selon l'invention - la figure 2 est une vue en aspe selon AA de la paroi de séparation des circuits derrière la plaque de ond - la figure 3 est une vue en coupe selon BB du circuit d'eau au dessus de la sole. La cheminée représentée figure 1 comporte un foyer muni d'une sole 1 et d'une plaque de fond 2 qu-i se prolonge vers l'entrée de la hotte 3. La plaque de fond 2 sera de préférence en fonte moulée, servant également d'élément décoratif ; un panneau de tôle 4 prolonge cette plaque de fond 2 jusque dans le conduit de cheminée de la hotte 3. La plaque de fond 2 est disposée à une certaine distance de la sole pour laisser une ouverture 5. L'installation de récupération comporte deux circuits distincts disposés en parallèle derrière la plaque de fond 2 et de part et d'autre de la sole 1. Un premier circuit 6 de récupération prenant sa source sous la sole 1, se prolonge verticalement dans un conduit 7 qui s'étend jusqu'à une bouche 8 d'évacuation qui diffuse l'air chaud dans la pièce à chauffer. Le debit d'air circulant dans le conduit 7 est règlé par une vanne 9 ; cette vanne 9 est disposée a l'entrée du circuit 6 ; elle est commandée par un dispositif de régulation, non représenté, qui agit en fonction de la température de façon a' fermer la vanne Si le foyer n'est pas en activité ou à ouvrir la vanne dans le cas inverse. Le circuit d'air sous la sole comporte une chicane 10 qui double le trajet de l'air frais sous la sole 1 en le faisant partir de l'arrière du foyer vers l'avant et repartir sous la sole avant de s'échapper par le conduit 7 à l'carrière du foyer. Un deuxième circuit Il de récupération de chaleur par circulation d'eau chaude dans des tubes 12 est disposé parallèlement au premier circuit. Ce deuxième circuit est en contact diune part avec les gaz chauds du foyer qui circulent derrière la plaque de fond en passant par foyer quL l'ouverture 5 laissée entre la plaque de fond 2 et la sole 1 et, d'autre part, directement avec la braise.Les tubes Il disposés derrière la plaque de fond 2 s'étendent verticalement derrière le panneau de tôle 4 jusqu'à un tube de distribution 13 raccordé au circuit de chauffage normal de l'installation ; les autres extrémités des tubes 12 au-dessus de la sole 1 sont réunis sur un tube 14 raccordé au circuit normal de l'installation de chauffage. Au-dessus de la sole 1, le circuit d'eau comporte deux niveaux de tubes 12 dont le supérieur est sensiblement plat pour servir de chenets ou plaque de foyer. Les deux niveaux de tubes 11 sont réunis sur un collecteur 15 qui s'étendent sur toute la largeur et à une section rectangulaire dont les grandes faces servent d'une part de surface de liaison avec les tubes et, d'autre part, de paroi frontole pour le foyer. Ce collecteur 15 permet de disposer des éléments décoratifs 16 tels que des prolonges de chenets ou des supports de grille de cuisson. Der-rière la plaque de fond 2, les deux circuits d'air et d'eau sont séparés par une paroi verticale 17 qui s'étend de la sole 1 jusqu-'à la bouche 8 de sortie. Une trappe 18 est disposée entre des glissières latérales 19 pour règler l'écoulement des gaz chauds autour du circuit d'eau entre la plaque de fond 2 et la paroi.verticale 17. Cette trappe s'étend sous le circuit d'eau Il disposé dans le foyer entre des joues 20 en tôle qui portent les glissières 19. Les deux joues 20 pourront être fixées directement sur la paroi verticale 17, à sa partie inférieure, et servir de support a' la plaque de fond 2. Un espace est ménagé sous la trappe 18 pour faciliter la collecte des cendres et le nettoyage du foyer. La trappe 18 est guidée pour se déplacer sous le circuit d'eau et diriger les gaz soit par un tirage direct de l'air sous le foyer, soit par un tirage inversé des gaz de combustion, derrière la plaque de fond 2, autour des tubes 12. La trappe 18 couvrira sensiblement la moitié de la surface du fo-yer déterminée par la paroi du collecteur 15 et l'arrière du collecteur. Le règlage du tirage s'effectuera par déplacement- de la trappe 18 d'une position avant de départ située au niveau du collecteur, jusqu'à une position arrière au fond du foyer qui correspond à la mise en butée sur la paroi verticale 17. . . . La figure 2 représente une coupe de la paroi verticale 17 disposée entre le circuit de récupération par circulation d'airet le circuit de récupération par circulation d'eau dans les tubes 12. La paroi 17 comporte des ailettes verticales 21 disposées entre les tubes 12. Ces ailettes 21 augmentent la surface d'échange entre les gaz chauds venant du foyer qui circulent entre cette paroi 17 et la plaque de fond 2 pour transmettre cette chaleur au circuit d'air disposé derrière la paroi 17 et qui comporte également les ailettes 22. Cette paroi 17 est montée sur des cornières 23 dans la cavité 24 ménagée derrière la plaque de fond.Les gaz chauds qui circulent derrière la plaque de fond 2 s'échappent par l'orifice 25 situé dans la hotte au niveau de la partie supérieure du panneau de tôle 4 et assurent un meilleur tirage pour la cheminée ; la trappe 18 permet -de règler ce tirage > en position poussée vers l'arrière du foyer, les gaz de combustion circulent derrière la plaque de fond autour des tubes 12 alors qu'en position tirée vers l'avant, les gaz frais passent sous la trappe avant de s'échapper derrière la plaque de fond, règlant ainsi la quantité de chaleur récupérée dans le foyer. La figure 3 représente une coupe du circuit d'eau et du système comportant la trappe 18 de tirage inversé. Les tubes 12 sont disposés selon deux niveaux ; le niveau supérieur sert de grille pour le foyer. De part et d'autre des tubes, latéralement1 sont disposées les joues 20 qui servent par l'intermédiaire des glissières 19 de support à la trappe de tirage inversé 18 qui sera de préférence réalisée en fonte. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation- dé- crit, elle embrasse toutes les variantes qui consistent dans des modifications de formes et de détails. - REVENDICATIONS 1- dispositif de récupération de chaleur pour cheminée à foyer ouvert muni d'une sole 1 et d'une plaque de fond 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux circuits de récupération disposés en parallèle dans le foyer, un premier circuit 6 de récupération par circulation d'air et un second circuit 11 de récupération par circulation d'eau dans les tubes 12 autour desquels circulent des gaz chauds qui rejoignent le conduit de fumée, les deux circuits sont séparés par la sole 1 et par une paroi verticale 17, le circuit d'air 16 prenant son départ sous la sole 1 se prolonge derrière la paroi verticale pour déboucher ensuite dans une pièce à chauffer, le circuit d'eau 71 situé au dessus de la sole 1 dans le foyer se prolonge verticalement dans un conduit de fumée entre la paroi verticale de séparation 17 et la plaque de fond 2. 2- Dispositif de récupération de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie du circuit d'eau 11 situé au-dessus de la sole 1, est composée de deux niveaux de tubes sensiblement horizontaux, réunis sur un collecteur 15 formant la paroi frontale du foyer, le niveau supérieur des tubes servant de chenets. 3- Dispositif de récupération de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une trappe coulissante 18 disposée entre la sole 1 et le circuit d'eau 11, permettant de règler l'écoulement des gaz chauds autour du circuit d'eau, derrière la plaque de fond 2, la trappe 18 coulisse entre deux glissières 19 disposés de part et d'autre du foyer, d'une position avant, au niveau de la paroi frontale du foyer jusqu'à une position arrière au fond du foyer. 4- Dispositif de récupération de chaleur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la paroi verticale 17 de séparation est en fonte et comporte des ailettes verticales pour augmenter les surfaces d'echange et assurer une meilleure transmission de chaleur entre les gaz chauds qui circulent derrière la plaque dé fond 2 et le circuit de récupération par circulation d'air situé derrière la paroi verticale 17. 5- Dispositif de récupération de chaleur selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le circuit de récupération par circulation d'air comporte une vanne 9 de régulation du débit d'air commandé par un dispositif qui agit en fonction de la température.