Brevet FR3083296A1 — publié le 20200103

La présente invention concerne un radiateur de chauffage destiné à être utilisé conjointement à un poêle ou un fourneau, pour produire des calories. Quand un poêle à bois est installé dans une habitation, il est connu de chercher à rallonger le tuyau d'évacuation des fumées pour extraire le maximum de calories que diffuse ce tuyau d'évacuation des fumées. On peut ainsi prévoir un conduit vertical raccordé à la sortie du poêle et le prolonger, par l'intermédiaire d'un coude, avec un autre conduit qui s'étend dans une direction quasi horizontale. L'extrémité de ce second conduit est raccordée à une sortie d'évacuation de fumées de dimensions normalisées, soit au travers d'un mur, soit au travers d'un troisième conduit et d'un second coude, ce troisième conduit ressortant au travers de la toiture. Cet agencement du tuyau d'évacuation des fumées nécessite une pièce d'habitation suffisamment grande. La portion horizontale du tuyau d'évacuation des fumées tend à réduire le tirage de l'appareil de chauffage. Partant de ce constat, le demandeur a cherché à concevoir un radiateur de chauffage, d'une construction simple et qui puisse diffuser une proportion importante de calories que contiennent encore les fumées produites par un poêle ou un fourneau et qui puisse être installé dans des pièces d'habitation de relativement petites surfaces. A cet effet, est proposé un radiateur de chauffage conçu pour être raccordé entre un poêle ou un fourneau et un conduit d'évacuation des fumées, comprenant un corps de chauffe ; selon l'invention, le corps de chauffe est pourvu d'une entrée des fumées constituée d'un première paroi tubulaire cylindrique destinée à être raccordée à la sortie d'évacuation des fumées du poêle ou du fourneau, d'une sortie des fumées constituée d'une seconde paroi cylindrique tubulaire destinée à être raccordée à un conduit d'évacuation des fumées vers l'extérieur, les deux parois tubulaires cylindriques étant coaxiales en s'étendant dans deux directions opposées, la section la plus grande du corps de chauffe prise dans l'axe des deux parois tubulaires cylindriques étant au moins deux fois plus grande que la section de l'une ou de l'autre des deux parois tubulaires cylindriques. Le radiateur de l'invention s'interpose entre l'axe de la sortie d'évacuation des fumées de l'appareil de chauffage et l'axe du conduit d'évacuation des fumées vers 2 l'extérieur et de ce fait peut être utilisé dans des pièces d'habitation de relativement petites surfaces. Il convient logiquement pour chauffer des pièces de plus grande taille. Il améliore le rendement de fonctionnement du poêle, du fourneau. 5 Il permet de chauffer plus rapidement l'habitation. La paroi tubulaire forme une surface d'échange relativement grande. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le corps de chauffe comprend une paroi cylindrique coaxiale aux deux parois tubulaires cylindriques et chaque paroi tubulaire cylindrique est raccordée à une paroi de liaison fermant 10 chacune des deux extrémités de la paroi cylindrique. Les deux parois de liaison accroissent la surface de chauffe du radiateur de chauffage. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la paroi cylindrique est traversée radialement d'au moins un tube creux intérieurement et qui le traverse de 15 part en part. Le tube creux est ainsi exposé au centre de la veine du flux des fumées, c'est-à-dire à l'endroit le plus chaud des fumées de combustion rejetées par l'appareil de chauffage en fonctionnement. L'air de l'habitation circule au travers dudit tube creux, se charge en calories et 20 les diffuse dans l'habitation, pendant le fonctionnement du radiateur raccordé à un appareil de chauffage en fonctionnement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le ratio entre le diamètre de la paroi cylindrique et le diamètre de l'une ou de l'autre des deux parois tubulaires cylindriques est compris entre deux et quatre. 25 Ce ratio procure un compromis intéressant entre l'amélioration du rendement et la faible altération du tirage de l'appareil de chauffage. Préférentiellement, le ratio est de pratiquement trois et le ratio entre la hauteur de la paroi cylindrique et son diamètre est de pratiquement un et demi. Ce ratio présente les meilleurs avantages entre encombrement et efficacité. 30 Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, une grille ceinture la paroi cylindrique et en étant éloignée d'une relative faible distance de celle-ci. La grille protège de la chaleur émise par le corps de chauffe et sert également à diffuser la chaleur dans le volume de l'habitation. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le corps de chauffe est équipé d'au moins un bouchon de visite monté dans l'une de ses parois. En retirant le bouchon de visite, l'on peut constater l'état de son volume interne, retirer la suie ou ce qu'il contient. 5 Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une vue de face d'un radiateur de chauffage selon 10 l'invention, la Fig. 2 représente une vue latérale d'un radiateur de chauffage selon l'invention, la Fig. 3 représente une vue de dessus en coupe d'un radiateur de chauffage selon l'invention et, 15 la Fig. 4 représente une vue de face d'un poêle équipé d'un radiateur de chauffage raccordé à un conduit d'évacuation des fumées selon l'invention. Le radiateur de chauffage 100, présenté sur la Fig. 1, est destiné à être utilisé conjointement à un poêle ou un fourneau pour prélever et diffuser des calories que l'appareil de chauffage est susceptible de rejeter dans ses fumées de combustion et qui 20 seraient autrement perdues, car évacuées dans l'atmosphère. Un poêle ou un fourneau fonctionnant avec des bûches de bois ou des granulés encore appelés pellets, conviennent pour être associés avec le radiateur de chauffage de l'invention. Le radiateur de chauffage 100 est destiné à être raccordé entre l'appareil de chauffage, de préférence directement à sa sortie d'évacuation des fumées et un conduit 25 d'évacuation des fumées de dimensions normalisées, destiné à être raccordé à l'extérieur d'une habitation dans lequel l'appareil de chauffage est susceptible d'être installé pour chauffer ladite habitation. Le radiateur de chauffage 100 se compose d'un corps de chauffe Cf creux intérieurement et raccordé, d'une part, à une entrée E des fumées et, d'autre part, à une 30 sortie S des fumées. Le corps de chauffe Cf est préférentiellement constitué d'une paroi cylindrique Pc, fermée à une extrémité par l'entrée E et fermée à son autre extrémité par la sortie S. Dans une variante de réalisation, non représentée, la paroi cylindrique est remplacée par une paroi sphérique. 4 L'entrée E ainsi que la sortie S sont constituées respectivement de deux parois tubulaires Ptl et Pt2. Elles sont toutes deux de section cylindrique. Elles sont raccordées de manière coaxiale respectivement aux deux extrémités de la paroi cylindrique Pc du corps de chauffe Cf en s'étendant dans deux directions opposées. 5 Chacune des parois tubulaires Ptl et Pt2 est ainsi raccordée à une extrémité correspondante de la paroi cylindrique Pc du corps de chauffe Cf, par l'intermédiaire d'une paroi de liaison PI de forme annulaire ou préférentiellement en forme de tronc de cône pour accroître la surface de chauffe. Le diamètre de la paroi cylindrique Pc du corps de chauffe est de pratiquement 10 trois fois celui du diamètre de l'entrée E ou de la sortie S. La surface de chauffe est ainsi augmentée d'un facteur trois par rapport à un conduit de fumée traditionnel. Dans la pratique ce ratio peut être compris entre deux et quatre. Dans un mode de réalisation intéressant, le diamètre du corps de chauffe Cf est de 40 cm. Sa hauteur est de 60 cm. Cette version du radiateur 100 correspond à des 15 appareils de chauffage ayant une sortie en diamètre 125 mm ou 153 mm. De ce fait le diamètre des deux parois tubulaires Ptl, Pt2, destinées à être montées par emboîtement est de soit 125 mm, soit 153 mm. Pour des appareils plus puissants ou moins puissants, c'est-à-dire avec des sorties de diamètre plus petit ou plus grand, par exemple 80 mm ou 180 mm, les 20 dimensions du radiateur 100 sont adaptées en conséquence. Pour accroître encore la surface de chauffe, le corps de chauffe Cf est traversé d'au moins un tube Tb creux intérieurement et qui le traverse de part en part et de préférence dans son plan médian. Le tube Tb creux est ainsi exposé au centre de la veine du flux des fumées, c'est-à-dire à l'endroit le plus chaud des fumées de 25 combustion rejetées par l'appareil de chauffage. Le diamètre du tube Tb creux est de pratiquement 8 cm. Cette dimension convient pour capter une quantité optimale de calories, sans gêner le tirage du tuyau d'évacuation des filmées. Là encore, cette dimension peut varier pour des appareils de chauffage moins puissants ou plus puissants. 30 Sur la Fig.2, ce sont trois tubes superposés Tb qui traversent le corps de chauffe Cf L'air de l'habitation circule au travers de ces tubes, se charge en calories et les diffuse dans l'habitation, pendant le fonctionnement du radiateur de chauffage 100 raccordé à un appareil de chauffage en fonctionnement. Les tubes Tp sont orientés horizontalement dans la position de fonctionnement du radiateur pour éviter que l'air 5 réchauffé ne soit dirigé vers le plafond. Les tubes Tp inférieur et supérieur sont suffisamment éloignés respectivement de l'entrée E et de la sortie S, de sorte à ne pas altérer le tirage de l'appareil de chauffage. Un constat d'Huissier de justice a établi que l'évacuation des fumées se fait normalement. Une distance de séparation de deux 5 fois le diamètre des tubes Tb convient. La présence de ces tubes accroît le rendement du radiateur de chauffage 100. Les constituants du radiateur de chauffage 100 sont préférentiellement fabriqués en acier doux ou acier inoxydable et dans une nuance qui résiste aux agressions chimiques des condensats des filmées. On peut se référer pour cela aux 10 normes européennes relatives aux conduits de fumée métalliques et qui sont, à la date de dépôt de la présente demande de brevet les normes EN 1856-1 et EN 1856-2. Le corps de chauffe Cf comporte au moins un bouchon de visite Bv monté sur l'une de ses parois et qui permet de vérifier si le corps de chauffe doit être nettoyé. Il sert également à évacuer la suie susceptible de se déposer sur la face intérieure dudit 15 corps de chauffe et suivant une échéance fixée par la réglementation en vigueur. Sur la Fig. 1, le corps de chauffe Cf comporte deux bouchons de visite Bv traversant respectivement les deux parois de liaison Pl. L'un est situé en haut pour contrôler l'état du corps de chauffe Cf et l'autre est situé en bas pour évacuer la suie formée dans le corps de chauffe ou tout corps étranger contenu dans celui-ci. Chaque bouchon 20 de visite Bv est vissé dans un insert traversant une paroi de liaison PI. Le corps de chauffe Cf est également pourvu d'une soupape de sécurité Sp pouvant s'ouvrir en cas de surpression anormale dans le corps de chauffe Cf Elle est de préférence raccordée à l'extérieur de l'habitation, par l'intermédiaire d'une canalisation non représentée. 25 La paroi cylindrique Pc est entourée d'une grille G de protection contre la chaleur produite par le corps de chauffe Cf pendant le fonctionnement de l'appareil de chauffage. La grille G est fixée sur la paroi cylindrique Pc, à une faible distance de celui-ci, par l'intermédiaire d'une pluralité de goujons J et d'écrous Ec associés. La grille G n'est représentée que sur les Figs. 1, 3 et 4. La grille G sert également à 30 diffuser la chaleur dans le volume de l'habitation. Les goujons J sont visibles sur la Fig. 2, alors que les écrous Ec permettant de fixer la grille G sur le corps de chauffe Cf sont visibles sur les Figs. 1 et 3. L'installation et le fonctionnement du radiateur de chauffage 100 sont présentés en référence à la Fig. 4. Le conduit d'entrée E du radiateur 100 est emboîté 6 dans le passage de sortie des fumées de combustion d'un appareil de chauffage et qui est sur cette Fig. 4, un poêle à bois P. Un conduit Cd d'évacuation des fumées vers l'extérieur de l'habitation est ensuite raccordé par emboîtement sur le conduit de sortie S du radiateur 100. Pendant le fonctionnement du poêle P, les fumées de combustion brûlantes traversent immédiatement le corps de chauffe Contrefaçon, où elles cèdent une grande partie de leurs calories dans les tubes Tb, dans la paroi cylindrique Pc du corps de chauffe Cf ainsi que dans les parois de liaison PI. La chaleur captée par le radiateur est cédée rapidement dans l'air ambiant, essentiellement par rayonnement et par 10 convection. Par ailleurs, la section de la paroi cylindrique Pc étant pratiquement neuf fois plus grande que la section de l'entrée E et de la sortie S, la vitesse de circulation des fumées de combustion à l'intérieur de la paroi cylindrique Pc est réduite permettant un échange plus important de calories entre les fumées de combustion et les parois du 15 radiateur de chauffage 100. Le tableau suivant indique la montée en température du corps de chauffe du radiateur de chauffage de l'invention. Le radiateur de chauffage a été monté sur un poêle à bois dont la classe de performance environnementale a la note de cinq étoiles. Le bois utilisé est un mélange des essences de bois suivantes et dans des 20 proportions quasi égales : peuplier, sapin, chêne. Relevé de températures (avec au départ 15° degrés) sur le radiateur : La mesure de la température a été relevée à l'aide d'un thermomètre laser de la marque EXTECH ®. Le relevé de températures a été consigné dans un constat d'Huissier de justice. 25 Temps de chauffe Températures relevées (C°) Après 5 minutes 77 Après 7 minutes 110 Après 9 minutes 159 Après 12 minutes 172 Après 23 minutes 230 Le radiateur de chauffage 100 de l'invention doit être installé par un professionnel. Il doit être raccordé sur des conduits de fumées conformes à la réglementation en vigueur. 7 Il doit être monté en étant disposé au plus près du poêle ou du fourneau. Il est en mesure de diffuser des calories plus rapidement que l'appareil de chauffage et de ce fait participe au réchauffement rapide de la pièce d'habitation dans laquelle l'appareil de chauffage est installé. 5 Il accroît le rendement de l'appareil de chauffage. L'ensemble appareil de chauffage associé au radiateur de chauffage de l'invention est en mesure de chauffer une surface de logement plus importante que celle qui est préconisée par le fabricant de l'appareil de chauffage. La consommation de bois, de granulés étant plus faible, les rejets polluants 10 émis par l'appareil de chauffage sont réduits. Il n'altère que peu le tirage du conduit d'évacuation REVENDICATIONS1) Radiateur (100) de chauffage conçu pour être raccordé entre un poêle (P) ou un fourneau et un conduit (Cd) d'évacuation des filmées, comprenant un corps de chauffe (Cf), caractérisé en ce que le corps de chauffe (Cf) est pourvu d'une entrée (E) des fumées constituée d'une première paroi tubulaire cylindrique (Ptl) destinée à être raccordée à la sortie d'évacuation des fumées du poêle (P) ou du fourneau, d'une sortie des fumées (S) constituée d'une seconde paroi cylindrique tubulaire (Pt2) destinée à être raccordée à un conduit (Cd) d'évacuation des fumées vers l'extérieur, les deux parois tubulaires cylindriques (Ptl, Pt2) étant coaxiales en s'étendant dans deux directions opposées, la section la plus grande du corps de chauffe (Cf) prise dans l'axe des deux parois tubulaires cylindriques (Ptl, Pt2) étant au moins deux fois plus grande que la section de l'une ou de l'autre des deux parois tubulaires cylindriques (Ptl, Pt2). 2) Radiateur de chauffage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de chauffe (Cf) comprend une paroi cylindrique (Pc) coaxiale aux deux parois tubulaires cylindriques (Ptl, Pt2) et en ce que chaque paroi tubulaire cylindrique (Pt) est raccordée à une paroi de liaison (P1) fermant chacune des deux extrémités de la paroi cylindrique (Pc). 3) Radiateur de chauffage (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi cylindrique (Pc) est traversée radialement d'au moins un tube (Tb) creux intérieurement et qui le traverse de part en part. 4) Radiateur de chauffage (100) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le ratio entre le diamètre de la paroi cylindrique (Pc) et le diamètre de l'une ou de l'autre des deux parois tubulaires cylindriques (Ptl, Pt2) est compris entre deux et quatre. 5) Radiateur de chauffage (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ratio est de pratiquement trois et en ce que le ratio entre la hauteur de la paroi cylindrique (Pc) et son diamètre est de pratiquement un et demi. 6) Radiateur de chauffage (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'une grille (G) ceinture la paroi cylindrique et en étant éloignée d'une relative faible distance de celle-ci. 9 7) Radiateur de chauffage (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de chauffe (Cf) est équipé d'au moins un bouchon de visite (Bv) monté dans l'une de ses parois.