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Patent Searching and Data


Title:
CALORY RECUPERATOR WITH OPEN HEARTH FOR CHIMNEYS OF APARTMENTS OR INDIVIDUAL HOUSES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/003341
Kind Code:
A1
Abstract:
Recuperator with open hearth for chimneys, characterized by a central envelope (1) which is open at the façade by (5) and is prolonged to the top by a canopy terminated at its end by a valve (4), said envelope (1) communicating with and being surrounding by, through openings (9) to (12), and intermediary envelope (14) open at the front beyond the opening (5). The intermediary envelope (14) is itself surrounded by an outer envelope (21) to form an exchange volume (24) wherein ambient air of the room is heated to come out from the upper area. This invention is of particular interest for constructors of recuperators for chimneys.

Inventors:
RICHARD ROBERT (FR)
Application Number:
PCT/FR1985/000015
Publication Date:
August 01, 1985
Filing Date:
January 30, 1985
Export Citation:
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Assignee:
FONDIS SA (FR)
International Classes:
F24B1/18; F24B1/188; (IPC1-7): F24B1/18
Foreign References:
FR2524968A11983-10-14
FR2282603A11976-03-19
EP0110801A21984-06-13
US4169458A1979-10-02
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Ensemble récupérateur de calories pour cheminées d'appartement ou de maison individuel le permettant un rendement calorifique exceptionnel tout en gardant les avantages et les agréments d'une che inée à foyer ouvert par l'augmentation du trajet des fumées et leur ralentissement le long du trajet vers le conduit d'évacuation, caractérisé par une enveloppe centrale (1) entourant le foyer (2) et se prolongeant vers le haut en hotte, terminée en extrémité par un clapet (4) si ple ou coupe—feu pi otant ou coul issant, l'enveloppe (l) présentant en façade une ouverture (5) correspondant en surface et en emplacement a l'ouverture de la cheminée et, de" part et d'autre du foyer, en position basse, des ouvertures latérales (9, 10) et (il, 12) communiquant avec un volume (13) d'évacuation des fumées, dél imité par une enveloppe centrale (l) et une enveloppe intermédiai¬ re (14), l'enveloppe intermédiaire (14) entourant totalement l 'enveloppe centrale (l) sauf en façade où el le présente une ouverture (15) adaptée à l'ouvertu¬ re de la cheminée et à cel le de l 'enveloppe centrale (l) recouvrant partiel lement l'ouverture (5) par des bords en sa i 1 I ie, et en ce que les enveloppes centrale (1) et intermédiaire (14) sont el lesmêmes entourées par une enveloppe extérieure (20) dél imitant entre el les un volume principal d'échange (23) et de plus, avec les parois intérieures (25) de la cheminée un volume d'échange supplémentaire (24) d'air admis simultanément ou séparément en partie basse sous le foyer par une entrée inférieure (21) et en partie haute, audessus de l'ouverture (15) par une entrée supérieure (29) pour sortir en extrémité supérieure par des orifices ou bouches (26) rel iés ou non à des gaines (27) pour la distribution de l'air réchauffé dans la pièce.
2. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce—qu'i l possède un extracteur mécani¬ que (31) des fumées dans le conduit d'évacuation (19).
3. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le foyer (2) est placé sur un cendrier et une gri I le sur le fond de l 'enveloppe centrale (l) al imenté en air de combustion par une gaine (30) traversant les différentes enveloppes.
4. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les formes générales des enveloppes (1), (14) et (20) sont para I I é I ép i pèd i ques, à parois verticales légèrement incl inées, prolongées vers le haut par une hotte.
5. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les cloisons constituant les enveloppes (l), (14) et (20) sont entièrement amov i b 1 es .
6. Récupérateur se I on la revend i cat i on 1 caractérisé en ce que le clapet (4) présente une ouverture résiduel le réglable en position fermée.
7. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' i l comporte un humidificateur (36) et un fi ltre à poussière (37) sur le circuit d'air.
8. Récupérateur selon la revendication 1 caractér i se en ce qu' i l est constitué de modules démontab I es .
9. Récupérateur se I on revend i cat i on 1 caractérisé en ce qu' i l comporte, dans son conduit de fumées (19), un récupérateur complémentaire a réacteur catalytique (32).
10. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l 'ouverture de l 'enveloppe intermédiaire (14) est équipée en partie supérieure « d'une paroi ou vitre (18) amovible ou escamotable de longueur réglable et en ce que ladite ouverture est pourvue, côté extérieur, d'une porte amovible (34) pour un fonc ionnement à grande sécurité.
Description:
RECUPERATEUR DE CALORIES A FOYER OUVERT POUR CHEMINEES D'APPARTEMENT OU DE MAISON INDIVIDUELLE.

L'invention se _. rapporte à un ensemble de récupération de calories pour cheminées d'appartement ou de maison individuel le permettant de conserver un foyer ouvert tout en bénéficiant d'un rendement except ionneI ,

I l existe de multiples dispositifs et apparei ls pour la récupération des calories dans les cheminées d'appartement ou de maison individuel le.

Nous ne décrirons pas, ci-après, ' les dispositifs à placer au centre du foyer, servant de support aux bûches en combustion. Ces dispositifs captent la chaleur de l'intérieur du foyer pour la distribuer à l'extérieur par l'intermédiaire d'un fluide calopor- teur : air ou eau. I ls ne présentent ' aucune analogie avec la présente invention.

Une autre catégorie de récupérateurs permet de transformer le foyer ouvert d'une che inée en foyer fermé. Ces apparei ls affectent la forme d'une boîte métal l ique fermée, a double enveloppe. L'ouvertu¬ re de façade est obturée par une porte vitrée pivotante ou escamotable.

La chaleur rayonnée par le foyer réchauffe l'air circulant dans le volume intermédiaire entre les enveloppes et se trouve projetée dans la pièce par des ouvertures prévues au-dessus de la porte. Ces apparei ls 1 ' fonctionnent parfaitement et permettent une récupération intéressante des calories normalement emportées dans les fumées. D'autres variantes de ce type de récupéra¬ teurs se prolongent vers le haut par une partie supé¬ rieure métal l ique pyramidale qui entre dans l'avaloir et dans la hotte de cheminée. Le courant d'air circu¬ lant entre les parois de l 'apparei l et les parois de la cheminée ressort réchauffé en partie supérieure

par des bouches latéra-les.

Cette réal isation s'avère de construction plus simple, mais, à l'évidence, plus diffici le à monter dans une cheminée ancienne. Malheureusement et malgré la vision des flammes à travers -la—porte vitrée, l'uti l isateur ne retrouve pas l'attrait et l'agrément du foyer ouvert.

La présente invention a pour but de proposer un matériel à haut rendement calorifique qui laisse à l'uti lisateur tous les agréments et les avantages du foyer à feu ouvert.

Pour récupérer le plus de calories possible dans les fumées, en uti l isant une enceinte a double enveloppe, il convient d'augmenter suffisamment le trajet des fumées pour les débarrasser de toutes les calories utiles avant leur entrée dans le conduit d'évacuation. La longueur du che inement des fumées sur les parois rayonnantes augmente l 'échange thermique et permet ainsi d'amél iorer la récupération des calo¬ ries normalement emportées par les fumées.

Par ai l leurs, la technique de combustion dite à tirage inversé permet de freiner suffisamment les fumées sans autre moyen mécanique pour assurer un échange efficace.

L'invention se propose d'appl iquer ces deux principes à une cheminée a foyer ouvert selon une réal isation simple et de montage aisé dans les cheminées neuves, mais aussi dans les cheminées ancien- nés .

A cet effet, le récupérateur pour foyer ouvert selon l'invention est caractérisé par les moyens suivants.

Une enveloppe centrale à ouverture en façade sert de foyer. Des évacuations principales,

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" latérales basses et latérales supé ieures débouchent dans une double enveloppe intermédiaire, à ouverture en façade.

Cette enveloppe intermédiaire se prolonge par le conduit d'évacuation des fumées. Une enveloppe extérieure, entourant l'ensemble, ferme ' e volume et permet de créer un passage d'air le long des parois du foyer sur lesquel les l'air se „ réchauffe avant de sortir dans la pièce par des bouches verticales, ou latérales. Bien entendu, l'enveloppe extérieure est également ouverte en façade.

Un clapet disposé en partie haute de l 'enve¬ loppe centrale permet l'évacuation directe des fumées en phase d'al lumage. Le récupérateur à foyer ouvert selon l 'inven¬ tion présente de nombreux avantages par rapport aux réal isations existant jusqu'à présent.

Les principaux d'entre eux sont indiqués ci-après sous forme de I iste : . Maintien de l 'agrément et des principaux avantages des cheminées à foyer ouvert.

, Haut rendement de récupération avec injection directe a vitesse réglable de l'air chaud dans la pièce. . Evacuation lente des fumées garantissant un rendement exceptionnel . . Faci I ité de pose.

. Chargement si ple comme dans une cheminée c I ass i que. . Faible risque de projection dans la pièce, en raison du trajet incurvé des fumées .

. Amél ioration du rendement de combustion.

. La réal isation par modules permet de l 'insérer dans les cheminées existantes.

D'autres caractéristiques techniques et

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avantages sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non l imitatif sur un mode de réal isation en référence aux dessins accompa¬ gnants dans lesquels : . ta figure 1 est une vue en coupe verticale de profi l du récupérateur selon la version de base ' Hë T'învention. . La figure 2 est une vue en coupe verticale paral lèle à un plan frontal du récupéra- 0 teur représenté en figure 1.

• La figure 3 est une vue en coupe ver icale de profi l d'un récupérateur à extracteur écanique des umées a cataI seur- et à sorties multiples. 5 Comme indiqué ci-dessus, l ' idée générale de l'invention consiste d'une part à augmenter le trajet des fumées et à les freiner convenablement pour récupérer le maximum de calories et à réal iser, d'autre part, des formes techniques qui permettent 0 une combustion amél iorée du type "à tirage inversé". Divers aménagements et accessoires peuvent être envisagés, qui facil iteront le montage, le fonc¬ tionnement ou les performances de cet apparei l . On les précisera ci-après sans pour autant rendre cette 5 énu ération l imitative.

Le récupérateur selon l'invention est destiné à être placé dans une cheminée d'appartement ou de maison indi iduel le, en vue d'augmenter son rendement, tout en conservant pleinement l'agrément 0 du foyer ouvert.

Le récupérateur se compose d'une enveloppe centrale 1 constituant le foyer proprement dit 2. L'enveloppe centrale 1 de forme générale para I IéI ép ipé- dique se prolonge vers le haut par une partie supé— 5 rieure pyramidale 3 r en forme de hotte, terminée en extrémité par un clapet 4, de préférence mais

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non nécessairement pivotant. Ce clapet pourra comporter une faible ouverture réglable en position fermée de manière à garder un tirage résiduel de sécurité. L'enveloppe centrale 1 présente une ouvertu- re 5 en façade correspondant approximativement en surface et en emplacement à l 'ouverture de la cheminée. Le foyer 2, constitué d'une gr i I le 6 et d'un cendrier 7 amovible, repose sur le fond 8 de l 'enveloppe centra¬ le 1. Cette dernière possède, au niveau du foyer, par exemple de part et d'autre, c'est-à-dire en partie avant et arrière et sur les côtés, des ouvertures 9, 10, 11 et 12 communiquant avec un volume 13 d'évacua¬ ion des fumées, dél imité par une enveloppe intermédiai¬ re 14 et l 'enveloppe centrale 1. L'enveloppe intermédiaire 14 entoure com¬ plètement l 'enveloppe centrale 1, sauf en façade où el le présente une ouverture 15 adaptée à l 'ouverture de la cheminée et à cel le de I 'enveloppe centrale 1. Les bords de l 'ouverture 15 de l 'enveloppe intermédiaire 14 dépassent les bords correspondant de l'ouverture 5 de manière à ménager des rampes 10 et 17 en sai l l ie, formant déflecteur et col lecteur pour les fumées. I I en est de même pour les bords verticaux de l'ouverture 15-

En variante, l 'ouverture 15 de l 'enveloppe intermédiaire 14 pourra êtreéquipée, en partie supérieu¬ re d'une vitre 18 ou autre paroi de longueur réglable, amovible ou escamotable, de surface inférieure à cel le de l'ouverture, dans le but de diminuer l 'entrée d'air par cette voie.

L'enveloppe intermédiai e 14 se prolonge vers le haut et communique en partie supérieure avec le conduit 19 d'évacuation des fumées en prolongation de sa conformation pyramidale.

Le volume primaire 13 entre l 'enveloppe

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intermédiaire 14 et !_es parois extérieures de l'envelop¬ pe intérieure 1 sert de volume d'évacuation des fumées selon le trajet le plus long possible car les fumées émises près de l'ouverture -. passent sous le foyer où el les peuvent encore se réchauffer. Une enveloppe extérieure 20 entour≥- .. l'ensemble chauffant et forme avec lui un échangeur pour l'air admis et distribué en partie inférieure par des bouches inférieures 21 et des bouches supérieures 22. Cette enveloppe extérieure est ouverte de la même façon en façade pour garder à la cheminée son caractère de foyer ouvert.

Le long du volume d'échange 23 dél imité par l 'enveloppe intermédiaire 14 et l 'enveloppe exté- r i eure .0 circule un courant d'air provenant de l 'en¬ trée d'air inférieure 21 et de l 'entrée d'air supérieure 22 pour la partie supérieure frontale du volume d'échan¬ ge.

L'air se réchauffe dans le volume 23 au contact des parois de l'enveloppe intermédiaire 14 sous le foyer, en trajet vertical et le long de la partie supérieure en forme de hotte.

I l s'agit d'un simple échange à la manière d'un échangeur à plaque garantissant un bon rendement. Pour ne rien négl iger, on uti l ise également l 'espace 24 compris entre l 'enveloppe extérieure

20 et les parois 25 de la cheminée, comme volume de récupération pour le chauffage de l'air ambiant.

Le volume intermédiaire de - récupéra ion 23 " rejoint le conduit d'évacuation 19 des fumées à l'extrémité de sa partie supérieure en forme de hotte. I l débouche à ce niveau ou à l'extrémité de ses parois incl inées à l'extérieur par des orifices tels que 26, soit directement dans la pièce, soit en un endroit plus éloigné à travers une gaine d'ache i-

- nement 27- Afin de pouvoir orienter le flux d'air réchauffé, les orifices 26 seront équipés de tronçons 28 de gaines métal l iques déformables.

I I est prévu également, a travers la hotte de la cheminée et à travers son habi I lage, une ou plusieurs bouches auxi l iaires tel les que 29 pour l'évacuation de l 'air réchauffé entre l 'enveloppe extérieure et les parois de la cheminée.

L'air de combustion arrive sous le foyer, mais de préférence latéralement, par une gaine 30 de plus gros diamètre traversant les différentes enveloppes. L'air de combustion est ainsi amené de l 'extérieur ou d'un autre endroit de la pièce et bénéficie d'un préchauf age. Le récupérateur selon l ' invention a été décrit ci-dessus par ses moyens généraux. On précisera ci-après quelques variantes ou aménagements possibles. Ainsi, dans un souci de mei l leure efficaci¬ té, on pourra équiper le conduit d'évacuation des fumées 19 d'un extracteur mécanique 31 dans le but d'augmenter le tirage, comme représenté en figure 3. Bien entendu, cet extracteur n'entrera en fonctionne¬ ment qu'en cas de surcroît calorifique nécessaire. Afin de parfaire la récupération, on prévoit d' instal ler dans le conduit des fumées 19 couplé à l 'extracteur mécanique 3-1 ou à sa place, un réacteur catalytique 32 qui provoque la post combustion catalyti- que des gaz contenus dans les fumées et permet ainsi de récupérer des calories sur les gaz normalement imbr.û I es .

Un échangeur thermique, par exemple à flux croisés pourra être prévu pour réchauffer l 'air ambiant et éjecter l'air chaud dans la pièce. On pourra ainsi multipl ier les bouches d'évacuation de l 'air chaud, de manière à mieux le répartir dans la pi èce .

Pour augmenter le débit d'air réchauffé, les entrées d'air basses 21 et hautes 22 peuvent être équipées d'un venti lateur tel que 33 pour augmen¬ ter l'échange thermique et obtenir une mei l leure 5 évacuation et répartition de l'air chaud.

A titre d' ~ accesso ~ i re, l 'ouverture de façade pourra recevoir coté extérieur, une porte 34 permettant de fermer le foyer et de garantir " ainsi toute la sécurité pour un fonctionnement de nuit.

10 • Pour plus de faci I ité de montage, les différentes parois seront réal isées sous la forme de cloisons démontables asemblées les unes aux. autres par accrochage, vissage ou tout autre moyen mécanique.

Pour des raisons de sécurité, il est prévu

15 un élément coupe-feu 35 dans le conduit d'évacuation des umées. Cet élément coupe-feu peut d'ai l leurs être associé au clapet 4 et constituer alors un clapet coupe— eu.

Afin de favoriser l 'écoulement des fumées 20 en partie supérieure, on pourra disposer les parois verticales légèrement incl inées.

De façon nouvel le dans ce domaine, l 'inven- teur a prévu de traiter l 'air par un hu idificateur 36 et par un fi ltre à poussière 37. -5 Bien entendu, les versions destinées à équiper les cheminées anciennes seront réal isées sous la forme de modules - selon des sous-ensembles di st inets .

Le courant aéraul ique engendré par la 30 différence de température doit, en principe, suffire pour évacuer à l 'intérieur de la pièce la majorité des calories produites par la combustion.

Toutefois, pour amél iorer le rendement et la répartition, on pourra activer le débit d'air

3- J à réchauffer notamment dans l 'espace 25 compris entre

l 'enveloppe extérieure et les parois internes de I a che i née.

L'invention a été décrite ci-dessus en détai l ; i l est bien entendu que diverses variantes directes et modifications simples sans apport inventif ainsi que les substitutions par des équivalents entrent parfaitement dans son cadre.