Brevet FR2544468A1 — publié le 19841019

La présente invention a pour objet un appareil de chauffage comportant un récupérateur de chaleur. On connaît des appareils de chauffage comportant une arrivée d'air comburant et un foyer sous lequel est disposée une chambre de combustion dotée d'un conduit d'évacuation des gaz ovulés ou des fumées. Dans ce type de matériel la combustion du combustible s'effectue vers le bas ce qui permet de brûler une grande partie des gaz dégagés, évitant ainsi tout dépôt de goudron et autres dans le conduit d'évacuation. La combustion complète des gaz combustibles permet d'augmenter nota blement le rendement calorifique de tels appareils. De par sa conception ce type de matériel ne peut chauffer que la pièce où il est situé et ne peut par exemple constituer une source de chaleur d'un système de chauffage central. On connaît également des systèmes de chauffage à foyer ouvert tel que cheminées équipées pour accroître leur rendement calorifique de récupérateur de chaleur. Les récupérateurs de chaleur dans les cheminées actuelles sont situés au niveau du foyer ou autour de celui-ci, dans le contre-coeur et dans la hotte du conduit d'évacuation des fumées. Lors de sa combustion, le combustible solide dégage des gaz combustion blesqui pour s'enflammer doivent être portés à une température élevée incompatible avec ce type de matériel. Ces gaz non brûlés se déposent en se condensant dans le conduit d'évacuation et sur le récupérateur de chaleur montés dans la hotte ce qui se traduit à la longue par une baisse de tirage et par une baisse de rendement calorifique. De plus pour assurer un tirage correct les fumées au cours de leur évacuation doivent conserver une température suffisante et céder une faible partie de leurs calories ce qui restreint la faculté de récupération des échangeurs connus. La présente invention a pour objet de pallier aux inconvénients énoncés ci-dessus en mettant en oeuvre un appareil de chauffage perfec tionné. A cet effet, l'appareil de chauffage du t!pe compurtrt eu moins une arrivée d'air comburant, un foyer à grille, in cendrer de .eicupéra- tion des déchets de la combustion, un conduit d'évacuatiorl des furnee se caractérise essentiellement par l'association d'une chamore de com- bustion des gaz placée sous le foyer avec (1 récuperateur d chaleur. D'autres avantages et caractéristiques de l'insention apparaitront lors de la lecture de la description d'une forme préférentielle de réalisation en se référant aux dessins annexés en lesquels - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un appareil de chauffage selon l'invention, - La figure 2 est une vue schématique en coupe suivant la ligne AA de la figure 1, - La figure 3 est une vue schématique d'une cheminée selon l'invention, - La figure 4 est une vue de trois quart arrière en perspective de la cheminée selon l'invention. Comme représenté l'appareil de chauffage selon l'invention comprend au moins une arrivée 1 d'air comburant, un foyer 2 sous lequel est placée une chambre de combustion 3 recevant un récupérateur de chaleur 4. Les gaz brûlés dans la chambre 3 sont évacués par au moins un conduit 5. Comme on peut le voir à l'examen des figures 1 et 2 l'appareil selon l'invention est du type de ceux recevant un combustible solide, mais il est bien évident que les aménagements ci-après décrits peuvent être appliqués à des appareils de chauffage à combustibles liquides ou gazeux ou à des appareils de chauffage du type à combustible mixte. L'appareil de chauffage tel que représenté en fig.1 comprend une arri vée d'air comburant 1 située dans sa partie supérieure. Cette arrivée débouche dans une enceinte de grande capacité 6 et peut être partiellement ou totalement obstruée par une plaque 7 ceci afin de régler le débit d'air comburant. Le foyer 2 est équipé d'une grille 8 et d'un trou permettant la commu nication de l'enceinte 6 avec la chambre de combustion 3. Sur cette grille est disposé le combustible solide 9 introduit dans l'appareil par une ouverture 10 située au dessus du foyer et pourvue d'un volet rabattable de fermeture 11. Dans sa partie inférieure etdans la chambre de combustion 3 l'appa reil de chauffage est doté d'un cendrier 14 monté sur glissières 12 recevant les déchets de combustion. Entre au moins une des parois de l'enceinte et une des parois de l'appareil de chauffage est ménagé un espace 13 débouchant dans la chambre de combustion 3 et pourvu dans sa partie supérieure d'une tubulure 15raccordée au conduit 5 d'évacuation des fumées lui-même raccordé à 11 enceinte 6. Dans la chambre de combustion 3 et dans l'espace 13 est monté le récupérateur de chaleur 4 dans lequel circule un fluide caloporteur récupérant les calories issues de la combustion pour les céder à une installation de chauffage. Pour faciliter le tirage de l'appareil depuis le foyer jusqu'à la tubulure d'évacuation 15 le récupérateur de chaleur est monté avec un jeu suffisant dans la chambre de combustion et dans l'espace 13. Le récupérateur 4 est fixé à l'appareil de chauffage par tous moyens connus de l'homme de l'art. Ce récupérateur est constitué par au moins deux caissons raccordés l'un à l'autre 4A et 48 venant respectivement se loger dans la chambre de combustion 3 et dans l'espace 13. Le caisson 4A disposé entre le cendrier 14 et le foyer 2 est parallèle à celui-ci ou légèrement incliné vers le cendrier pour faciliter l'évacuation des déchets issus du dit foyer dans le dit cendrier. Le caisson 4A est doté en extrémité libre d'une tubulure 16 par laquelle est introduit le fluide caloporteur tel que gaz ou liquide. Le caisson 48 est doté en extrémité supérieure d'une tubulure 17 de sortie du fluide caloporteur. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1.et 2, le récupérateur de chaleur est constitué par un caisson 4A auquel sont raccordés trois caissons 48 en communication les uns avec les autres et disposés dans un espace 13 ménagé entre trois parois verticales de l'enceinte 7 et trois parois verticales de l'appareil de chauffage. De préférence les caissons 4A et 48 sont dotés chacun de chicanes 18 intérieures visant à augmenter le trajet du fluide caloporteur en sorte que celui-ci récupère lors de son passage dans les récupérateurs un maxima de calories. Lors du fonctionnement de l'appareil de chauffage, la chaleur issue du foyer est dirigée par le phénomène de tirage inversé dans la chambre 3 et dans l'espace 13. La quantité d'air comburant en excès et non employée pour la combustion du combustible subit un préchauffage lors de son passage au travers des fraises du foyer ce qui la rend apte à enflammer les gaz combustibles augmentant ainsi la puissance calorifique de l'appareil et diminuant les risques de dépot de goudron dans le conduit d'évacuation, dans l'espace 13 et la chambre 3. Pour canaliser le flux de chaleur issu du foyer sur toute la surface d'échange des récupérateurs 4A et 4B, la chambre de combustion 3 est équipée d'au moins un moyen de canalisation. Ce moyen est constitué par une paroi 19 sensiblement verticale et transversale à l'échangeur 4A venant se disposer entre la paroi supérieure du dit récupérateur et le foyer 2. Cette paroi est fixée au récupérateur 4A et au foyer 2 par tous moyens et procédés connus. La paroi 19 constituant écran a pour fonction d'obstruer l'orifice de communication de la chambre 3 avec l'espace 13 dans le volume situé entre la paroi supérieure du récupérateur 4A et le foyer en sorte que le flux de chaleur sous l'action du tirage inversé soit canalisé vers l'extrémité avant du dit échangeur et le contourne. De préférence, la distance séparant l'extrémité avant de l'échangeur 4A de la paroi avant de l'appareil de chauffage est plus importante que la distance séparant les côtés latéraux du dit échangeur des parois latérales correspondantes de l'appareil en sorte que la majeure partie du flux de chaleur sous l'action du tirage inversé contourne la dit extrémité avant d'être dirigée dans l'espace 13. Pour régler le tirage la tubulure d'évacuation 15 est pourvue d'un volet manoeuvrable depuis l'extérieur et obstruant plus ou moins le passage des fumées. La conduite d'évacuation 5 à la sortie de l'enceinte 6 pourra être également dotée d'un volet manoeuvrable depuis l'extérieur pour ObS- truer partiellement ou totalement l'orifice de communication avec la dite enceinte de manière à obtenir ou non le tirage inversé. En fig. 3 et 4 est représenté un appareil de chauffage à foyer ouvert telle une cheminée d'appartement fonctionnant sur le principe de la combustion inversée et pourvu d'un récupérateur de chaleur du même type que celui précédemment décrit. La cheminée selon l'invention comprend un foyer sous lequel est disposée une chambre de combustion 20 en communication avec un conduit 21 vertical placé dans le contre coeur débouchant dans la hotte. La chambre de combustion est délimitée par deux parois latérales 22 par une paroi avant 23 et sur lesquelles est posée ou fixée une plaque foyère horizontale 24 pourvue d'un orifice transversal par exemple rectangulaire recevant une grille 25 sur laquelle est placé le combustible située de préférence à proximité du contre coeur. Les parois latérales 22 et la paroi avant 23 sont avantageusement constituées en matériaux réfractaires rappelant l'aspect traditionnel des cheminées. La paroi avant 23 est dotée d'un orifice par lequel est engagé dans la chambre de combustible un cendrier 26 de récupération des déchets de combustion. Le conduit vertical 21 est formé par un évidement ménagé dans le contre coeur recouvert par une plaque de cheminée 27 verticale fixée sur le dit contre-coeur par tous moyens connus. Dans la chambre de combustion 20 et dans le conduit 21 est monté avec jeu le récupérateur de chaleur 4 comportant un caisson 4A, logé dans la chambre de combustion, en communication avec un caisson vertical 4B logé dans le conduit 21. En amont du caisson 48 dans le conduit 21 est disposé un volet 28 manoeuvrable de l'extérieur obstruant plus ou moins le dit conduit pour régler le tirage de la cheminée. Comme précédemment décrit entre le caisson 4A et le foyer est disposée une plaque 29 formant écran en sorte que le flux de chaleur issu du foyer contourne l'extrémité avant du dit caisson. Selon une autre forme de réalisation visant à adapter les aménagements décrits à des cheminées existantes le récupérateur de chaleur 4 est monté dans un habitacle constitué par des tôles métalliques assemblées les unes aux autres par tous moyens et procédés connus comportant une chambre de combustion en communication avec un conduit. Cet habitacle pourvu d'une plaque foyère horizontale avec grille vient se poser ou se fixer sur le foyer de la cheminée et se plaquer contre le contre-coeur. En outre, pour augmenter le rendement thermique de ces appareils on pourra prévoir dans la chambre de combustion et au niveau de la grille une arrivée d'air comburant préchauffé au contact du foyer pour faciliter l'inflammation des gaz combustibles. Les appareils de chauffage tels que décrits fonctionnent sur le principe du tirage inversé permettant une économie important de combustible tout en augmentant le rendement calorifique. Il est bien évident que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Appareil de chauffage comportant au moins une arrivée d'air combu rant, un foyer (2) à plaque foyère (6-24) avec grille (8-25), un cendrier (14) de récupération des déchets, une chambre de combus tion (3-20) sous le foyer (2) et un dispositif récupérateur de chaleur (4) alimenté en fluide caloporteur positionné sous le dit foyer au dessus du cendrier, le dit appareil étant caractérisé par la comoinaison avec les éléments ci-dessus de deux conduits d'éva cuation, un (5) pour le foyer (2) et un (13-21) pour la chambre de combustion (3-20) sous la plaque foyère, de moyens pour régler séparément le tirage du foyer (2) et de la chambre de combustion (3-20) contenant le récupérateur de chaleur et deux modes de com bustion possible avec combustion à air contrôlé. R2/ Appareil de chauffage selon la revendication 1 comportant un foyer (2), une chambre de combustion (3-20) sous le dit foyer et un con duit d'évacuation pour chacun d'eux et un récupérateur de chaleur (4) dans la chambre de combustion caractérisé en ce que le récupé rateur de chaleur est disposé dans la dite chambre de combustion à proximité de la plaque foyère et en ce qu'il est relié à celle-ci du côté du conduit d'évacuation (13-21) par un obstacle qui obs true la communication directe entre la dite chambre de combustion et le dit conduit d'évacuation. R3/ Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque conduit est muni d'un volet de manoeuvre pouvant plus ou moins l'obstruer. R4/ Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux conduits débouchent dans la tubulure d'évacuation (15) ou la hotte. R5/ Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérise en ce que l'on peut faire arriver dans la chambre de combustion (13-20) et au niveau de la grille, de l'air comburant (supplémentaire) préchauffé au contact du foyer. R6/ Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'un des deux conduits d'évacua tion est en dépression privilégiée par rapport à l'autre. R7/ Appareil de chauffage selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le réglage de l'air comburant dans la chambre de combus tion est effectué par coopération de la grille de la plaque foyère et du volet d'obturation du conduit en relation avec 1-a chambre de combustion