EP0029783B1

EP0029783B1 - Dispositif de récupération de calories dans les cheminées à foyer ouvert

Info

Publication number: EP0029783B1
Application number: EP80401668A
Authority: EP
Inventors: Henri Nisole
Original assignee: GRANIFEU SA
Current assignee: GRANIFEU SA
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1980-11-20
Publication date: 1985-03-20
Also published as: FR2472721B1; DE3070342D1; EP0029783A1; ATE12306T1; FR2472721A1

Description

La présente invention concerne un dispositif de chauffage à air chaud associé à une cheminée à foyer ouvert.
Des dispositifs de récupération de calories dans les cheminées à foyer ouvert pour chauffer de l'eau ou de l'air sont déjà connus. A titre d'exemples, parmi les dispositifs connus de chauffage d'air, on peut citer ceux qui sont décrits dans les brevets français publiés sous les N°: 2 270 527, 2 273 238 et 2 341 821, ainsi que celui décrit dans le GB-A-1 16 367. Ces dispositifs se composent tous d'une enceinte qui entoure le foyer et dans laquelle l'air à chauffer circule, la paroi de l'enceinte adjacente au foyer étant chauffée par les flammes et la fumée et servant à chauffer l'air circulant dans l'enceinte. Or il est connu que la température des flammes décroît très rapidement en s'éloignant de la surface du combustible et que la température de la fumée décroît également rapidement en se mélangeant avec l'air en excès passant dans la cheminée sans participer à la combustion. En particulier, le haut de la plaque de fond d'une cheminée ne permet pas de réchauffer l'air au-delà de 60°C environ.
Un objet de la présente invention consiste à prévoir un dispositif permettant d'obtenir à la sortie d'air chaud des températures nettement plus élevées.
Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un dispositif comprenant une enceinte ayant éventuellement une face servant de plaque foyère et une face verticale servant de plaque de fond, à travers laquelle circule de l'air à réchauffer, avec encore, à l'intérieur de l'enceinte, une pluralité de tuyaux à orientation généralement verticale et continûment montante, lesdits tuyaux débouchant, en bas, à travers la plaque de fond au niveau du bois et/ou des braises enflammés et, en haut, dans le conduit de fumée, la haut de ladite enceinte laissant le volume du foyer communiquer directement avec le conduit de fumée, lesdits tuyaux ayant une section relativement faible, de l'ordre de 7 cm², pour aspirer les gaz combustibles en feu émis par le bois ou les braises, à l'exclusion pratiquement d'air ne participant pas à la combustion.
Suivant une autre caractéristique, les départs inférieurs des tuyaux sont répartis en hauteur et des moyens d'occultation sont prévus pour fermer sélectivement, suivant leurs niveaux, les départs de certains tuyaux à la demande.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:

la Fig. 1 est une vue en coupe d'une cheminée à foyer ouvert équipée d'un dispositif de chauffage d'air suivant l'invention,
la Fig. 2 est une vue de face de la cheminée de la Fig. 1,
la Fig. 3 est une vue en coupe du dispositif de chauffage suivant la ligne III-III de la Fig. 2, et
la Fig. 4 est une vue de face d'un dispositif de sélection de tuyaux à ouvrir.

La cheminée à foyer ouvert de la Fig. 1 comprend classiquement une plaque foyère 1 sur laquelle reposent des chenets 2 supportant des bûches enflammées 3, un contre-feu 4, des jambages 5, un linteau 6, une hotte 7 et un conduit de fumée 8.
Le contre-feu 4 est, en fait, la paroi avant d'une enceinte 9 qui a la forme d'un caisson à section verticale en forme de L, la base du L s'étendant sous au moins une partie de la plaque foyère 1 et la jambe du L montant jusqu'à la hotte 7. L'enceinte 9 comporte, en bas, une prise d'air 10 laissant entrer de l'air frais, pris à l'extérieur ou dans la pièce contenant la cheminée et, en haut, des sorties d'air 11 délivrant l'air chauffé soit dans la même pièce, par exenple à travers la hotte, soit dans une autre pièce. A cet effet, dans l'exemple décrit, la plaque supérieure 12 de l'enceinte 9 est percée de deux ouvertures 11 auxquelles sont raccordées des manches 13 débouchant sur les côtés de la hotte 7.
Par ailleurs, dans la jambe du L de l'enceinte 9, sont prévus des tuyaux 14, dont l'orientation générale est verticale, dont les extrémités inférieures sont soudées en bas de la plaque contre-feu 4 et dont les extrémités supérieures sont soudées à la plaque 12. Les plaques 4 et 12 sont percées en face des tuyaux 14. Les tuyaux ont un diamètre de l'ordre de 3 cm, par exemple.
Les tuyaux 14 forment des sortes de dérivations à section faible par rapport au foyer principal. Il en résulte tout d'abord que les gaz combustibles, en feu, émis par le bois, peuvent également monter en brûlant dans les tuyaux 14. C'est ce que se passe en réalité comme le montrent les flammes 15 s'engouffrant dans les ouvertures à la base de la plaque 4. Comme la quantité d'air admise dans chaque tuyau 14 est limitée par la section étroite du tuyau, les gaz chauds montant dans chaque tuyau ne sont pas brassés avec un excès d'air froid ne participant pas à la combustion. Donc la température dans les tuyaux 14 est, pour la même altitude, plus forte que sur la plaque 4. Bien entendu, la plaque 4 transfert de la chaleur du foyer vers l'intérieur de l'enceinte 9, comme dans les dispositifs connus.
Par ailleurs, le rapport de la surface d'un tuyau à son volume est important si bien que le transfert de la chaleur se fait vers l'air qui passe dans l'enceinte 9, avec une nettement meilleure efficacité que dans un dispositif ne comportant comme surface de transfert que la plaque 4 et la partie se trouvant sous la plaque foyère.
L'expérience prouve que, parmi les tuyaux 14, ceux qui conduisent le mieux les flammes, sont ceux dont l'entrée se trouve au niveau de la naissance des flammes du foyer. C'est pourquoi, comme le montre la Fig. 2, on prévoit des entrées de tuyaux 14 à des hauteurs différentes et, comme le montre la Fig. 4, des plaques de fermeture coulissante 16, percées d'ouvertures 17 convenablement disposées, permettant de sélectionner les tuyaux 14 à ouvrir. Ces moyens permettent en fonction de la hauteur du tas de bûches en flamme d'obtenir le meilleur rendement.
La profondeur le l'enceinte peut être faible, tout en permettant d'obtenir un débit d'air chaud suffisant.
Dans sa partie supérieure, on peut prévoir, comme à la Fig. 1, pour l'enceinte 9, un retour vers le linteau 6 de manière à créer un étranglement qui améliore le tirage de la cheminée.

Claims

1. Dispositif de récupération de calories dans les cheminées à foyer ouvert comprenant une enceinte (9) ayant éventuellement une face servant de plaque foyère (1) et une face verticale servant de plaque de fond (4), à travers laquelle circule de l'air à réchauffer, avec encore, à l'intérieur de l'enceinte (9), une pluralité de tuyaux (14) à orientation générale verticale et continûment montante, lesdits tuyaux (14) débouchant, en bas, à travers la plaque de fond (4) et, en haut, dans le conduit de fumée (8), caractérisé en ce que le haut de ladite enceinte (9) laisse le volume du foyer communiquer directement avec le conduit de fumée (8), en ce que les départs inférieurs des tuyaux (14) sont au niveau du bois et/ou des braises enflammées et en ce que lesdits tuyaux (14) ont une section faible, de l'ordre de 7 cm².

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les départs inférieurs des tuyaux (14) sont répartis en hauteur et que des moyens d'occultation (16, 17) sont prévus pour fermer sélectivement, suivant leurs niveaux, les départs de certains des tuyaux (14) à la demande.