CH635186A5

CH635186A5 - Generateur d'air chaud destine a etre monte dans une cheminee a feu ouvert.

Info

Publication number: CH635186A5
Application number: CH439879A
Authority: CH
Inventors: Michel Boidron
Original assignee: Michel Boidron
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1983-03-15
Also published as: GB2023792A; LU81281A1; US4429680A; IT7922814A0; DE2919402A1; FR2426214B1; GR67638B; FR2426214A1; DE2919402C2; GB2023792B; CA1120360A; ES480712A1; NL7903932A; BE876078A; IT1112937B

Description

L'invention se rapporte à un générateur d'air chaud destiné à être monté dans une cheminée à feu ouvert, et comportant un conduit fermé plat au moins partiellement formé de plaques munies, sur leurs faces internes, de bords latéraux et assemblées entre elles par emboîtement, le conduit ayant, au sol, une partie horizontale formant foyer et chambre de pré-chauffage de l'air et une partie verticale de ralentissement et de chauffage de l'air.

Dans les générateurs d'air chaud du genre susvisé, l'une des faces du conduit plat est constituée par des plaques de fonte assemblées entre elles. La fonte présente des qualités remarquables dans cette application, mais l'inconvénient de la difficulté de moulage de formes complexes sans noyautage, et on ne peut donc, en pratique, envisager de couler directement des portions de conduit fermé plat. Aussi, dans l'art antérieur, on constitue la deuxième face du conduit plat par une paroi de maçonnerie. Il en résulte que ce genre de générateurs d'air chaud ne peut être installé dans une cheminée déjà construite. Par ailleurs, cette solution ne procure pas une étanchéité et une isolation thermique parfaites.

L'invention vise à s'affranchir de ces inconvénients et à réduire le coût du transport des éléments et d'économiser la main d'oeuvre d'installation, en permettant de construire la conduite plate par assemblage à sec, sans outillage, qu'un non professionnel peut effectuer.

Le générateur d'air chaud suivant l'invention est caractérisé en ce que les plaques sont munies, sur leur face interne, d'éléments plans allongés de guidage et de canalisation de l'air chaud, dont deux forment les faces étroites du conduit et en ce qu'une tôle d'acier découpée est appliquée sur chacune desdites plaques, chacune desdites tôles présentant des bords repliés qui s'appuient sur les deux éléments plans allongés de la plaque correspondante, lesdites plaques étant assemblées entre elles et avec lesdites tôles par emboîtement à sec.

Selon un mode d'exécution préféré, la partie verticale comprend un premier élément vertical, destiné à être appliqué sur le fond de la cheminée et un second élément vertical constitué par la face arrière d'un avaloir de fumée constitué d'éléments en fonte moulée assemblés par emboîtement à sec, la face arrière étant munie, du côté extérieur à l'avaloir, des éléments plans allongés de guidage et de canalisation de l'air chaud.

Les particularités, ainsi que les avantages de l'invention, apparaîtront clairement à l'aide de la description ci-après.

Au dessin annexé, donné à titre d'exemple:

la fig. 1 est une vue en perspective, en élévation, d'un générateur d'air chaud conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention;

la fig. 2 est une vue de dessous, en perspective, de la plaque de fonte du premier élément de conduit d'un tel générateur;

la fig. 3 est une vue de dessous, en perspective, de la plaque de fonte, du second élément de conduit d'un tel générateur;

la fig. 4 est une vue de dessous, en perspective, de la plaque de fonte du troisième élément de conduit d'un tel générateur;

la fig. 5 est une vue du générateur, en coupe par un plan vertical; la fig. 6 représente, en élévation, et vu de l'arrière, l'ensemble constitué par des plaques de fonte et l'avaloir assemblés;

la fig. 7 est une vue en perspective, en élévation, d'une variante d'exécution du générateur;

la fig. 8 en illustre le troisième élément de conduit, vu en perspective;

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la fig. 9 est une vue en coupe longitudinale du troisième élément,

et la fig. 10 est une vue schématique du troisième élément en coupe transversale.

A la fig. 1, on a représenté un générateur d'air chaud formant un conduit fermé plat composé de trois parties emboîtées entre elles, à savoir:

— un élément horizontal 1, vu de dessous à la fig. 2, et constituant le sol du foyer,

— un premier élément vertical 2, vu de l'arrière à la fig. 3, et constituant le fond du foyer,

— un second élément vertical 3, vu de l'arrière à la fig. 4, et solidaire d'un avaloir de fumée 4.

Chaque élément est constitué par une plaque de fonte munie sur une face d'éléments plans allongés jouant le rôle de déflecteurs et/ou de cloisons destinés à former des canalisations pour l'air chaud,

fermé sur l'autre face et sur les bords par une tôle d'acier appliquée sur la plaque repliée pour former des bords qui s'appuient sur deux cloisons longitudinales extérieures, comme on le verra dans la suite.

On voit ainsi, à la fig. 2, que l'élément 1 est formé d'une plaque de fonte 10 munie d'un élément 11 formant une bande continue repliée ayant deux branches centrales et deux branches extérieures 110-111. A titre d'exemple, la plaque 10 a comme dimensions: 600 x 550 mm, l'intervalle entre les deux branches centrales de l'élément 11 est de 225 mm et l'intervalle entre chaque branche extérieure et le bord correspondant de la plaque est de 45 mm. Entre les branches centrales, la plaque 10 est munie d'une ouverture rectangulaire 12, de dimensions 220 x 200 mm, dont le bord parallèle à la branche transversale 112 est relevé à 50 mm de celle-ci. Chaque branche centrale est munie de deux petites fenêtres allongées, telles que 113,114, ayant par exemple 50 mm de longueur et séparées par un intervalle de 50 mm. L'épaisseur de la plaque 10 est par exemple de 10 mm, et la hauteur de l'élément 11 de 50 mm. Les extrémités libres des branches 110 et 111 dépassent de 50 mm le bord arrière de la plaque 10.

De même, l'élément 2, fig. 3, est formé d'une plaque de fonte 20, munie de deux branches extérieures 21,22 et d'éléments formant déflecteurs, dont certains, tels que 23, ont la forme de chevrons. A titre d'exemple, la plaque 20 a comme dimensions: 550 x 550 mm. Les bandes 21,22 sont situées à 50 mm des bords de la plaque et leur extrémité inférieure dépasse légèrement (de 15 mm par exemple). Leur extrémité supérieure est repliée deux fois, pour former un L dont la grande branche, horizontale (dans la position réelle de l'élément 2, fig. 1) a, par exemple, 40 mm de longueur et la petite branche verticale (à la fig. 1) a, par exemple, 12 mm de longueur. Ainsi, la distance entre les deux branches verticales des deux L 210 et 220 est, dans l'exemple décrit, de 360 mm.

A la fig. 4, on voit que l'élément 3 est composé d'une plaque de fonte 30 en forme de trapèze, dont les bords sont conformés de manière à constituer des éléments de jonction 301,302,303 et un quatrième élément de jonction, non visible à la fig. 4.

Dans le mode d'exécution préféré décrit, cette plaque constitue l'élément arrière de l'avaloir 4 (fig. 1).

La grande base du trapèze a une dimension variable suivant la taille de l'avaloir, tandis que sa hauteur mesurée entre les deux éléments de jonction 301 et 303, est fixée, pour toutes les tailles, à 550 mm et que la dimension de la petite base est elle-même fixée à 300 mm.

Toutefois, la face de la plaque 30 extérieure à l'avaloir est munie de déflecteurs tels que 31 et d'un élément en forme de bande repliée ayant deux branches longitudinales 320-321 réunies par une branche transversale 322, les branches 320 et 321 sont respectivement interrompues par des ouvertures 323 et 324 dont les bords supérieurs sont séparés entre eux, dans l'exemple considéré, par une distance de 265 mm. Les branches 320 et 321 sont séparées à leurs extrémités inférieures, par une distance fixée à 375 mm, quelle que soit la dimension de la grande base de la plaque.

En se référant maintenant principalement à la fig. 5, on voit que les plaques 10-20-30 s'emboîtent les unes dans les autres. Les plaques

10 et 20 sont rectangulaires et de même largeur. La plaque 10 comporte à son bord arrière un élément de jonction 101 (voir aussi fig. 2) qui coopère avec un élément de jonction 201 dont est muni le bord inférieur de la plaque 20 (voir aussi fig. 3). La jonction ainsi formée assure l'étanchéité et la compensation des effets de dilatation.

L'élément de jonction 301 (voir aussi fig. 4) de la plaque 30 coopère avec un élément de jonction 202 (voir aussi fig. 3) dont est muni le bord supérieur de la plaque 20 pour former une jonction étanche identique à la précédente.

Une tôle d'acier 13 est découpée et pliée pour venir former la première portion d'étui 1 avec la plaque 10. Elle est munie en 130 de deux ouvertures servant d'arrivée d'air extérieur et en 131 (fig. 1) d'une ouverture avant qui permet l'introduction d'un tiroir 14, lequel coulisse entre les faces internes des deux branches intérieures de l'élément 11 (fig. 2). Comme on le voit à la fig. 1, les bords latéraux repliés 132 et 133 de l'élément 13 prennent appui sur les faces externes des branches 110 et 111 de l'élément 11 (fig. 2).

De même, une tôle d'acier 24 (fig. 5) est découpée et pliée pour venir former la seconde portion d'étui 2 avec la plaque 20. La face principale, parallèle à la plaque 20 de la tôle 24 s'appuie en bas sur les extrémités libres des branches 110 et 111 (fig. 2) et sur la face interne du bord replié de l'élément 13 (fig. 5). Les bords verticaux repliés perpendiculaires à la plaque 20 de la tôle 24 s'appuient sur la face externe des éléments 21 et 22 (fig. 3). Comme la distance entre les éléments 110 et 111 est légèrement supérieure (de 5 mm dans l'exemple décrit) à la distance entre les extrémités inférieures des éléments 21 et 22, ces derniers viennent se coincer, à angle droit, entre les extrémités inférieures des éléments 21 et 22. La mise en place et la jonction des deux portions d'étui 1 et 2 se fait donc avec précision et sans qu'aucun organe d'assemblage doive être utilisé.

Enfin, une tôle d'acier 33 (fig. 5) est découpée et pliée pour venir former la troisième portion d'étui avec la plaque 30. La base de cette tôle 33 est conformée en 331 pour constituer une jonction avec le bord supérieur de la tôle 24 et ses bords latéraux inclinés viennent s'appliquer contre les faces externes des éléments 320 et 321 (fig. 4). Comme on l'a indiqué ci-dessus, bien que la base des faces arrière et avant de l'avaloir ait une dimension variable suivant la taille, les éléments 320 et 321 forment un trapèze de dimensions fixes, si bien que la tôle 33 peut être conformée une fois pour toutes et que l'intervalle entre les deux éléments 320 et 321 est sensiblement égal à l'intervalle de 360 mm entre les branches verticales des L 210 et 220 (fig. 3). Il en résulte que, comme le montre la fig. 6, lesdits L viennent se coincer entre les extrémités des éléments 320 et 321, offrant ainsi une surface de guidage continue pour la mise en place des tôles 24 et 33.

Deux conduits de sortie d'air chaud, 34 et 35 (fig. 1 et 5) sont montés autour d'ouvertures pratiquées dans la tôle 33 et communiquent avec l'intérieur de la portion d'étui 3 par les ouvertures 323 et 324 (fig. 4).

L'avaloir 4 ne se distingue de celui décrit dans le brevet susvisé que par les éléments de canalisation et de déflexion solidaires de la face externe de son panneau central arrière 30. Il est donc inutile d'en donner une description détaillée. On rappellera toutefois qu'il se caractérise en ce qu'il est obtenu par assemblage, par simple emboîtement, de deux éléments identiques d'un premier type (tels que 41, fig. 1) avec deux éléments identiques d'un second type (tels que 42) pour constituer un corps principal en forme de tronc de pyramide régulière à base rectangulaire, les éléments du premier type ayant des sections en C dans des plans parallèles aux bases et formant chacun une face terminale et deux retours d'angles de l'avaloir, tandis que les éléments du second type raccordent entre eux lesdits retours d'angles, pour former les faces avant et arrière de l'avaloir, lesdits éléments étant en fonte moulée et l'élément du second type ayant la forme d'un trapèze dont les côtés obliques sont plus ou moins inclinés, sur la base, en fonction de la taille de la cheminée, de façon que les branches horizontales desdites sections en C aient une longueur ne dépassant pas une limite prédéterminée compatible avec le moulage de la fonte, sans noyautage. Son corps principal est coiffé d'un chapeau 43 en fonte moulée muni d'un volet obturateur 44 (fig. 1), une plaque

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d'antirefoulement 45 (fig. 5) et une tige 46 de commande de la fermeture du volet obturateur.

Revenant à la fig. 1, on voit qu'une grille 15 est posée sur l'ouverture 12 de la plaque 10, représentée à la fig. 2. Cette grille supporte le bois qui sert de combustible et laisse passer les cendres, qui tombent dans le tiroir 14. Celui-ci, représenté en position ouverte à la fig. 1 comporte, sur chaque face latérale, deux ouvertures 141,142 qui viennent en coïncidence avec les ouvertures 113,114 (fig. 2 et 5) lorsque le tiroir est légèrement ouvert (de 50 mm dans l'exemple décrit). Dans cette position, l'air qui pénètre dans le tiroir (principalement par les ouvertures 130, fig. 5) peut passer dans le canal délimité par l'élément 11 (fig. 2). Le générateur d'air chaud peut alors être mis en service. Pour couper l'alimentation, il suffit de fermer complètement le tiroir 14. L'ouverture 141 vient alors en face de l'intervalle entre les ouvertures 113 et 114 et se trouve masquée, tandis que l'ouverture 142 est masquée par la portion supérieure des branches centrales de l'élément 11. On peut obtenir un réglage en donnant au tiroir une position intermédiaire.

Le principe de fonctionnement du générateur décrit et représenté est le suivant: la portion d'étui 1 sert de chambre de préchauffage de l'air extérieur. L'air chaud suit le trajet ascensionnel représenté par des flèches à la fig. 1 et est ralenti par les déflecteurs formant chicanes. Le trajet vertical a une grande hauteur, ce qui améliore le rendement. Lorsque le tiroir est fermé, il y a ralentissement de la densité du feu et extinction. On ferme les sorties des conduits 34 et 35 et l'appareil fonctionne alors comme une cheminée classique, munie de l'avaloir réglementaire.

On notera que l'appareil constitue un bloc autonome, l'étui où circule l'air chaud étant entièrement fermé sans faire appel à des parois de maçonnerie. Il en résulte qu'on peut l'installer dans une cheminée existante, sans devoir démolir celle-ci. Toutefois, celle-ci comportant déjà normalement un avaloir, on fera appel, dans ce cas, à la variante simplifiée schématisée à la fig. 7.

5 Les éléments 1 et 2 sont identiques à ceux du mode d'exécution des fig. 1 à 6, mais l'élément vertical supérieur 5 est conformé pour être logé dans l'avaloir d'une cheminée déjà construite. Il est composé, comme le montrent les fig. 8,9 et 10, d'une plaque de fonte 6 munie, sur sa face interne, d'éléments déflecteurs tels que 60 et d'un 10 boîtier 7 en tôle d'acier en forme de tronc de pyramide, muni de conduits de sortie d'air 70,71.

La plaque 6 se raccorde à sa base à la plaque de l'élément 2 par une jonction du même type que dans le mode d'exécution précédent (jonction 62, fig. 8). La base du boîtier 7 forme un cadre qui vient se raccorder avec les bords supérieurs de la tôle qui ferme la portion d'étui 2.

Les portions d'étui 1 et 2 peuvent s'encastrer dans le sol et le fond de la cheminée, si celle-ci est en construction. Sinon, on peut les appliquer de manière quelconque sur des parois existantes, l'épaule-ment formé par la tôle et les bords débordants des plaques de fonte pouvant servir à engager une épaisseur de rattrapage de béton réfrac-taire ou de brique.

L'assemblage des éléments se fait à sec et sans la pose d'organe de 25 fixation. L'étanchéité vis-à-vis de la poussière et de l'air est beaucoup mieux assurée par les joints entre les éléments en tôle et les plaques de fonte, qu'elle ne le serait pour des conduits plats constitués de plaques de fonte munies d'éléments saillants de canalisation et de déflexion de l'air directement encastrés dans une paroi de maçonnerie.

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7 feuilles dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Générateur d'air chaud destiné à être monté dans une cheminée à feu ouvert, comportant un conduit fermé plat au moins partiellement formé de plaques munies, sur leurs faces internes, de bords latéraux et assemblées entre elles par emboîtement, le conduit ayant, au sol, une partie horizontale (1) formant foyer et chambre de préchauffage de l'air et une partie verticale (2-3) de ralentissement et de chauffage de l'air, au moins les plaques qui constituent l'une des deux faces du conduit plat étant en fonte moulée, caractérisé en ce que les plaques (10-20-30) sont munies, sur leur face interne, d'éléments plans allongés (11-110-111 ; 21-22; 320-321) de guidage et de canalisation de l'air chaud, dont deux (110-111 ; 21-22; 320-321) forment les faces étroites du conduit et en ce qu'une tôle d'acier découpée est appliquée sur chacune desdites plaques (10-20-30), chacune desdites tôles (13-24-33) présentant des bords repliés qui s'appuient sur les deux éléments plans allongés de la plaque correspondante (110-111 ; 21-22; 320-321), lesdites plaques étant assemblées entre elles et avec lesdites tôles par emboîtement à sec.
2. Générateur d'air chaud selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie verticale (2-3) comprend un premier élément vertical (2), destiné à être appliqué sur le fond de la cheminée et un second élément vertical (3) constitué par la face arrière (30) d'un avaloir de fumée (4) constitué d'éléments en fonte moulée (41-42) assemblés par emboîtement à sec, la face arrière étant munie, du côté extérieur à l'avaloir, des éléments plans allongés (320-321) de guidage et de canalisation de l'air chaud.
3. Générateur d'air chaud selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'avaloir (4) est constitué par un assemblage, par simple emboîtement, de deux éléments identiques d'un premier type (41) avec deux éléments identiques d'un second type (42), pour constituer un corps principal en forme de tronc de pyramide régulière à base rectangulaire, les éléments du premier type (41) ayant des sections en C dans des plans parallèles aux bases et formant chacun une face terminale et deux retours d'angles de l'avaloir, tandis que les éléments du second type (42) raccordent entre eux les retours d'angles, pour former les faces avant et arrière de l'avaloir, les éléments du second type ayant la forme d'un trapèze dont les côtés obliques sont inclinés sur la base, en fonction de la taille de la cheminée.
4. Générateur d'air chaud selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux éléments plans allongés extérieurs (320-321) de la face arrière de l'avaloir coopèrent avec les bords supérieurs, repliés en L (210-220), des deux éléments plans allongés extérieurs (21-22) de la plaque du premier élément vertical (2).
5. Générateur d'air chaud selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bords correspondants des plaques des différents éléments comportent des éléments de jonction (101-201 ; 202-301) permettant leur emboîtement étanche et de compenser les effets de la dilatation.
6. Générateur d'air chaud suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments plans allongés de la plaque (10) de la partie horizontale comprennent deux éléments intermédiaires de guidage (11), munis d'au moins deux couples de fenêtres (113-114) en regard et en ce qu'un tiroir (14), monté coulissant entre les éléments intermédiaires (11), coopère avec une ouverture (12) ménagée dans la plaque et recouverte d'une grille (15) pour jouer le rôle d'un cendrier, le tiroir étant lui-même muni de ses bords d'au moins deux couples de fenêtres (113-114) en regard et en ce qu'un tiroir 14), monté coulissant entre les éléments intermédiaires (11), coopère avec une ouverture (12) ménagée dans la plaque et recouverte d'une grille (15) pour jouer le rôle d'un cendrier, le tiroir étant lui-même muni de ses bords d'au moins deux couples de fenêtres (141-142) en regard, disposées de manière à venir se placer en face d'une portion variable de la surface des fenêtres des éléments intermédiaires.
7. Générateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tiroir (14) et les fenêtres sont agencés pour que la fermeture complète du tiroir supprime l'arrivée de l'air extérieur de combustion.
8. Générateur d'air chaud selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les plaques de fonte (10-20-30) ont leur surface externe plane et apte à être appuyée directement et sans encastrement sur le sol et fond de la cheminée.
9. Générateur d'air chaud selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux éléments plans allongés (110-111 ; 21-22; 320-321) sont situés à une certaine distance des bords latéraux de la plaque de fonte correspondante.