Brevet FR2560669A1 — publié le 19850906

La pressente invention est du domaine du chauffage des habitations et elle a plus préci sément pour objet un dispositif de chauffage à tirage inversé destiné principalement, mais non exclusivement, à être adapté aux cheminées à foyer ouvert. Un type de dispositif à chauffage inversé comprenant une grille foyère traversée de haut en bas par les gaz de combustion, l'espace ménagé au-dessous de la grille étant en communication avec un conduit d'évacuation des fumées placé en arrière de la grille, cette dernière étant associée à un ensemble tubulaire annulaire à fonction d'échangeur de chaleur disposé sensiblement autour d'elle et communiquant avec une entrée et une sortie de fluide caloporteur, tel qu'air ou eau, lesdites entrée et sortie étant disposées respectivement de chaque côté dudit conduit, ledit ensemble tubulaire annulaire ayant une forme générale quadrangulaire comprenant une section postérieure cloisonnée transversalement ou une section postérieure dren- trée et une section postérieure de sortie, deux sections latérales et une section antérieure ;; un appareil de ce type est décrit dans une demande de brevet FR 81 23540'. Des dispositifs de type voisin sont encore décrits dans les demandes GB-A-782 527 (BOYES) et EP-A-O 040 557 (THIEkRY). Le but de la présente invention est de proposer des améliorations tant du point de vue de la simplicité de construction que du point de vue de l'efficacité, au regard de l'échange thermique entre les gaz de combustion et le fluide caloporteur, au dispositif du type général ci-dessus défini. Selon la présente invention, un dispositif de chauffage à tirage inversé du type ci-dessus défini est caractérisé d'une manière générale en ce que lesdites sections postérieure d'entrée et postérieure de sortie sont cloisonnées longitudinalement depuis les entrée et sortie de fluide respectivement, sur une partie de leur longueur, un passage étant ménagé pour le fluide entre l'extrémité des cloisons longitudinales et le cloisonnement transversal, les entrée et sortie de fluide débouchant respectivement dans un compartiment disposé d'un côté, dit postérieur, d'une cloison, le compartiment disposé de l'autre côté étant en relation avec respectivement l'une desdites sections latérales. Il résulte de cette disposition générale que le fluide pénétrant ou sortant de l'ensemble échangeur doit parcourir une fois dans un sens et une fois en sens inverse chacune des section postérieure d'entrée et section postérieure de sortie, d'où il résulte finalement une augmentation de la chaleur échangée entre le gaz de combustion et le fluide caloporteur. Suivant une première caractérisque secondaire, lesdites sections postérieure d'entrée et postérieure de sortie sont séparées transversalement par une simple cloison ; alternativement et dans une variante qui ne sera pas plus amplement décrite, lesdites sections postérieure d'entrée et postérieure de sortie sont séparées transversalement par le conduit d'évacuation des fumées. Suivant une deuxième caraCtéris- tique secondaire, les cloisons longitudinales sont des cloisons verticales de préférence pleines. Suivant une troisième caractéristique secondaire, chaque compartiment disposé du côté postérieur des cloisons longitudinales, compartiment dit postérieur d'entrée ou alternativement postérieur de sortie, débouche dans une chambre dite d'entrée, alternativement de sortie, respectivement, lesdites chambre d'entrée et chambre de sortie ayant une conformation parallélépipèdique et étant disposées en prolongement postérieur dudit ensemble échangeur ; l'intérêt de ces chambres réside essentiellement dans le fait qu'elles constituent des boites de raccordement entre les conduits d'entrée et de sortie du fluide calopor- tenir et l'ensemble échangeur. Suivant une quatrième caractéristique secondaire, lesdites sections latérales s'étendent plus bas que les sections antérieure et postérieure, confé rant à l'ensemble échangeur une conformation tubulaire. Suivant d'autres caractéristiques secondaires, le conduit d'évacuation des fumées est séparé de ladite section postérieure par un espacement dans lequel peuvent pénétrer les gaz chauds de la combustion ; l'extrémité inférieure dudit conduit d'évacuation a une faible hauteur au-dessus d'une sole du dispositif ; un intervalle compris entre lesdites chambres en prolongement postérieur de l'ensemble échangeur est recouvert d'une plaque dont un orifice médian permet le passage dudit conduit d'évacuation ; enfin, les faces postérieure, inférieure et latérale de l'ensemble échangeur et des chambres sont en contact, confondues ou obturées par les fond, pans et sole de ladite cheminée, respectivement. Avantageusement, l'espace ménagé au-dessous de la section antérieure et entre les sectionss latérales sert de couloir à un tiroir-cendrier dont la façade sert de moyen d'obturation réglable du dispositif. On notera enfin que d'une manière générale les parois intérieures de l'ensemble échangeur sont verticales alors que certaines des parois de l'échangeur de la première demande de brevet citée au titre de l'art antérieur étaient inclinées pour former un avaloir ; en outre, les barreaux constitutifs de la grille foyère sont équi-espacés. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière et préférée de réalisation en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles - la fig.1 est une représentation en perspective de l'ensemble échangeur conforme à 1 'inven- tion, - la fig.2 est une vue de dessus du même, - la fig.3 est une élévation de face du même, - la flg.4 est une élévation coupe suivant A (fig.1) du même, et - la fig.5 illustre l'insertion de l'échangeur des figures précédentes dans une cheminée à foyer ouvert. Sur les fig.l à 3, un ensemble échangeur 1 tubulaire annulaire est essentiellement composé de quatre sections repérées par leurs arêtes supérieures intérieures, à savoir une section postérieure 2, une section antérieure 3 et deux sections latérales 4 et 5 ; la section postérieure 2 est divisée entre une section postérieure d'entrée 5 et une section postérieure de sortie 6 par référence à des conduits d'entrée 7 et de sortie 8 respectivement. Conformément à l'invention les sections postérieures d'entrée et de sortie sont cloisonnées par des cloisons 11 et 12 de façon à provoquer un aller-retour du fluide caloporteur dans chacune des parties de la section postérieure.Les deux parties de la section arrière sont séparées par un cloison transversale 13. 1 apparait particulièrement sur la fig.2 qu'entre les cloisons longitudinales 11 et 12 et la cloison transversale 13 sont ménagés deux passages respectivement 14 et 15 d'une section sensiblement égale à celle de chacun des compartiments définis par les cloisons longitudinales ; ces compartiments sont dits respectivement antérieur et postérieur, d'entrée ou de sortie, 16 à 19. Il apparait clairement sur les fig.1 et 2 que les compartiments postérieurs, d'entrée ou de sortie respectivement 17 et 19 sont en relation chacun avec une chambre d'entrée 21 et une chambre de sortie 22 de conformation parallélépipèdique prolongeant vers l'arrière l'ensemble échangeur annulaire ces chambres forment des boîtes de raccordement entre les conduits d'entrée et de sortie et l'ensemble échangeur. Sur les fig.1 et 3 plus particulièrement, on remarque la forme tabulaire de l'échangeur résultant de ce que les sections latérales 4 et 5 s'étendent plus bas, ou encore ont une plus grande hauteur que les sections antérieure et postérieure ; l'espace 25 ménagé au-dessous de la section antérieure 3 et entre les sections latérales 4 et 5 sert de couloir à un tiroir-cendrier qui sera décrit plus loin. On n'a pas parlé jusqu'à présent d'un conduit 10 d'évacuation des fumées situé à l'arrière de la section postérieure 6. Ce conduit des fumées est supporté par une plaque (-30), à travers un orifice médian dans laquelle il passe, s'appuyant sur les chambres 21 et 22 et en partie sur la section postérieure 2 ; l'axe du conduit des fumées est coplanaire avec l'axe des conduits d'entrée 7 et de sortie 8 du fluide caloporteur. On remarque sur les fig.3 et 4 que son extrémité inférieure 26 débouche à une faible hauteur au-dessus d'une sole 27 du dispositif. Sur la fig.4 plus particulièrement, il apparaît que le conduit 10 est séparé de la section postérieure de l'échangeur par un espacement 29 dans lequel peuvent pénétrer les gaz chauds de combustion. Sur la fig.5, une cheminée est essentiellement constituée d'un -avaloir 31 et de deux pans 32 ; le mur 34 contre lequel elle est adossée en constitue le fond et la dalle 35 sur laquelle elle repose en forme la sole 27 ; ainsi la cheminée définit un espace parallélépipèdique fermé sur quatre côtés adjacents dans lequel est logé l'échangeur des figures précédentes ; une plaque de cheminée 33 est disposée sensiblement au-dessus de la section arrière de l'échangeur en avant des conduits d'entrée et de sortie 7 et 8 et du conduit des fumées 10 qu'elle cache.L'échangeur tubulaire est ainsi formé de toutepart à l'exception de son évidement interne 36 qui est partiellement recouvert par les barreaux tels que 37 d'une grille foyère et du couloir 25 qui est cependant normalement fermé par la façade 38 d'un tiroir-cendrier qui sert de moyen d'obturation réglable du foyer pour en casser plus ou moins le tirage inversé. On notera que les parois délimitant l'espace intérieur 36 de l'ensemble échangeur sont verticstales et que les barreaux 37 constitutifs de la grille foyère sont équi-espacés. On notera encore qu'à la manière des dispositifs de l'art antérieur les conduits 7 et 8 du fluide caloporteur, qui dans ce cas d'application est l'air de la pièce, sont reliés à des orifices de passage d'air tels que 39 et 40. La cheminée de la fig.5 constitue visiblement un dispositif de chauffage à foyer ouvert cependant il est compréhensible que, dès lors que serait obturée la face avant de la cheminée, et que seraient aménagées des entrées d'air d'alimentation de la combustion, cette cheminée constituerait un dispositif à foyer fermé, ou poêle, et cela quelles qu'en soient les dimensions ou structures. Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière de réalisation du dispositif de l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à cette forme mais qu'elle s'étend à tout dispositif de chauffage à tirage inversé comportant les caractéristiques générales sus-énoncées. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif de chauffage à tirage inversé destiné notam ment à être adapté aux cheminées à foyer ouvert, ledit dispositif étant du type comprenant une grille foyère traversée de haut en bas par les gaz de combustion, l'espace ménagé au-dessous de la grille étant en commu nication avec un conduit d'évacuation des fumées placé en arrière de la grille, cette dernière étant associée à un ensemble tubulaire annulaire à fonction d'échangeur de chaleur disposé sensiblement autour d'elle et commu niquant avec une entrée et une sortie de fluide calopor teur, tel qu'air ou eau, lesdites entrée et sortie étant disposées respectivement de chaque côté dudit conduit, ledit ensemble tubulaire annulaire ayant une forme générale quadrangulaire comprenant une section posté rieure cloisonnée transversalement ouune section posté rieure d'entrée et une section postérieure de sortie, deux sections latérales et une section antérieure, caractérisé :: en ce que lesdites sections pos térieure d'entrée (5) et postérieure de sortie (6) sont cloisonnées longitudinalement depuis les entrée (7) et sortie (8) de fluide respectivement, sur une partie de leur longueur, un passage étant ménagé pour le fluide entre l'extrémité des cloisons longitudinales (11,12) et le cloisonnement transversal (13), les entrée (7) et sortie (8) de fluide débouchant respectivement dans un compartiment disposé d'un côté, dit postérieur (17) de la cloison longitudinale, le compartiment (19) disposée de l'autre côté étant en relation avec respectivement l'une desdites sections latérales (9,5), d'où il résulte que le fluide pénétrant ou sortant de l'ensemble échangeur (1) doit parcourir une fois dans un sens et une fois en sens inverse chacune des section postérieure d'entrée (5) et section postérieure de sortie (6) d'où il résulte finalement une augmentation de la chaleur échangée entre le gaz de combustion et le fluide caloporteur 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé :: en ce que lesdites sections pos térieure d'entrée (5) et postérieure de sortie (6) sont cloisonnées transversalement par une simple cloison ; 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites sections pos térieure d'entrée (5) et postérieure de sortie (6) sont cloisonnées transversalement par le conduit d'évacuation des fumées 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé :: en ce que lesdites cloisons lon gitudinales (11,12) sont verticales 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque compartiment ((17,19) disposé du côté postérieur des cloisons longi tudinales, compartiments dits postérieur d'entrée ou alternativement postérieur de sortie, débouche dans une chambre dite d'entrée (21), alternativement de sortie (22), respectivement, lesdites chambre d'entrée et cham bre de sortie ayant une conformation parallèlépipèdique et étant disposées en prolongement postérieur dudit ensemble échangeur (1) 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé :: en ce que lesdites sections laté rales (4,5) s'étendent plus bas que les sections anté rieure (3) et postérieure (2), conférant à l'ensemble échangeur une conformation tubulaire 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le conduit (10) d'éva cuation des fumées est séparé de ladite section posté rieure (6) par un espacement (29) dans lequel peuvent pénétrer les gaz chauds de la combustion, en ce que l'extrémité inférieure ((26) dudit conduit d'évacuation débouche à une faible hauteur au- dessus d'une sole (27) du dispositif, en ce qu'un intervalle compris entre lesdites chambres en prolongement postérieur de l'ensemble échangeur est recouvert d'une plaque (30) dont un orifice médian permet le passage dudit conduit d'évacuation, et en ce que les faces postérieure, inférieures et latérales de l'ensemble échangeur et des chambres sont en contact, confondues ou obturées par les fond (34), pans (32) et sole (27) de ladite cheminée, respectivement 8.- Dispositif selon la revendioatioà 7, caractérisé en ce que l'espace (25) ménagé au- dessous de la section antérieure (3) et entre les sections latérales (4,5) sert de couloir à un ti roir-cendrier dont la façade (38) sert de moyen d'obtu ration réglable du dispositif 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les parois intérieures de l'ensemble échangeur sont verticales 10.-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barreaux (37) cons titutifs de ladite grille foyère sont équi-espacés.