EP0066542B1 - Foyer de cheminée - Google Patents

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EP0066542B1
EP0066542B1 EP82810224A EP82810224A EP0066542B1 EP 0066542 B1 EP0066542 B1 EP 0066542B1 EP 82810224 A EP82810224 A EP 82810224A EP 82810224 A EP82810224 A EP 82810224A EP 0066542 B1 EP0066542 B1 EP 0066542B1
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EP
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fireplace
cast iron
circuit
serpentine
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EP0066542A2 (fr
EP0066542A3 (en
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Willy Maurer
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00Stoves or ranges
    • F24B1/18Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/183Stoves with open fires, e.g. fireplaces with additional provisions for heating water

Definitions

  • the subject of the invention is a fireplace hearth comprising at least two first cast iron plates, one of which forms the base of the hearth and the other of which forms a wall of the hearth, these first plates comprising, on their rear face remote from the fire, grooves, a fluid circuit consisting of at least one coil being engaged and maintained in these grooves by second plates fixed against said rear faces of the first plates.
  • Such a hearth is described in French patent 1 552582 and comprises a fluid circuit through a coil engaged in grooves made in one face of two cast iron plates, one of these plates forming the base of the chimney, the other of these plates forming a wall of the hearth.
  • the coil is held in the grooves by an iron plate which covers it.
  • this fireplace has no air heating circuits.
  • the advantages obtained are a construction allowing on the one hand an easy adaptation to already existing chimneys and easy interventions of repairs and cleaning of the circuit of fluid and air, and on the other hand an effective heating as well of the fluid as air.
  • the cast iron plates acting as a heat accumulator transfer heat to the coil by contact, in a more regular way and simultaneously protect the coil from any possible deterioration due to contact with embers, exposure to fire or thermal shock. .
  • the chimney shown in Figure 1 includes a hearth whose base consists of a cast iron plate 1 having on its underside two grooves 2, 3 in the form of coils, in which are housed two copper coils of a pipe water (see fig. 2).
  • This cast iron plate 1 rests on a second cast iron plate 4 having ribs 5 on its underside (see fig. 3).
  • the bottom of the hearth also includes a cast iron plate 1a having on the back two grooves in the form of coils in which the copper coils of the water pipe extend.
  • This cast iron plate 1a is applied against a cast iron plate 4a, provided on the back with ribs 5 against which is applied a double set of sheet metal plates 8 spaced from one another.
  • the air after having circulated between the ribs 5 of the cast iron plate 4, then circulates between the ribs 5 of the plate 4a, in contact with which it continues to heat up before escaping through an opening 9 practiced in the vicinity of hood 10 of the chimney.
  • This hot air increases the ambient temperature of the room in which the chimney is located.
  • this opening 9 could be connected to a duct intended to heat a neighboring room.
  • One of the plates 11 has, on its face opposite the other, grooves 21 in which this coil is housed (see fig. 4).
  • the openwork parts 12 of the plates 11 allow the passage of smoke from the hearth into the hood 10.
  • the coil taken between the cast iron plates 11 benefits from an additional supply of heat which heats the water passing through it.
  • the coil disposed in the extension of the coils taken between the cast iron plates 1a and 4a can be caught between non-perforated cast iron plates 11a fixed to the bottom of the hood.
  • One of the plates 11a present on its face opposite the other, grooves in which this coil is housed.
  • the side walls of the hearth can also be covered with an assembly of cast iron plates 1a and 4a for heating the air and the water. It is the same for the side and front walls of the hood which could be lined with cast iron plates 11a in which would be taken coils supplied with water.
  • FIG. 6 shows a diagram of a closed circuit heating installation, connected to the chimney shown in FIG. 5.
  • the water circuit has been replaced by an oil circuit 13 connected to a reservoir 14 comprising a water heater 15 on the one hand and a coil 16 for supplying appliances 17 for space heating.
  • an oil circuit 13 connected to a reservoir 14 comprising a water heater 15 on the one hand and a coil 16 for supplying appliances 17 for space heating.
  • a circulation pump 18 makes it possible to circulate the oil from the reservoir 14 in the coils taken in the cast iron plates 1-4, 1a-4a and 11a shown in FIG.
  • the oil circuit can be replaced by a water circuit; the heating circuit of the radiators 17 can be interrupted while maintaining the heating circuit of the water contained in the water heater 15.
  • the circuit 13 can be connected directly to one or more radiators 17. In this case, the tank 14 and the water heater 15 are eliminated.

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Description

  • L'invention a pour objet un foyer de cheminée comprenant au moins deux premières plaques de fonte dont l'une forme la base du foyer et dont l'autre forme une paroi du foyer, ces premières plaques comportant sur leur face arrière éloignée du feu des cannelures, un circuit de fluide constitué par au moins un serpentin étant engagé et maintenu dans ces cannelures par des secondes plaques fixées contre lesdites faces arrières des premières plaques.
  • Un tel foyer est décrit dans le brevet français 1 552582 et comprend un circuit de fluide au travers d'un serpentin engagé dans des cannelures pratiquées dans une face de deux plaques de fonte, l'une de ces plaques formant la base de la cheminée, l'autre de ces plaques formant une paroi du foyer. Le serpentin est maintenu dans les cannelures par une plaque en fer qui le recouvre. Ce foyer est cependant dépourvu de circuits de réchauffement de l'air.
  • Dans le brevet américain 1 649881. on a décrit un fourneau à double paroi arrière ondulée livrant passage à de l'air à chauffer et des conduites d'eau à chauffer engagés dans des perçages de la paroi arrière solidaire du fourneau. Ce type de foyer ne peut pas s'adapter facilement à des cheminées déjà existantes ; sa fabrication et des réparations s'avèrent difficiles du fait que les circuits d'eau et d'air sont venus d'une pièce avec la paroi du fourneau.
  • Dans le brevet américain 4 080 701, on a décrit une construction métallique à double parois dans lesquelles sont engagées des conduites d'eau exposées aux flammes du foyer d'une cheminée. La présente invention qui a pour but de remédier à des inconvénients de la technique antérieure est caractérisée, à cet effet, en ce que lesdites secondes plaques sont constituées par des plaques en fonte présentant sur leur face arrière éloignée du feu des nervures contre lesquelles sont appliquées des plaques de tôle destinées à délimiter un circuit d'air.
  • Les avantages obtenus sont une construction permettant d'une part une adaptation facile à des cheminées déjà existantes et des interventions aisées de réparations et de nettoyage du circuit de fluide et d'air, et d'autre part un échauffement efficace aussi bien du fluide que de l'air. Les plaques de fonte agissant comme accumulateur de chaleur transfèrent la chaleur au serpentin par contact, d'une façon plus régulière et protègent simultanément le serpentin de toute détérioration éventuelle due au contact avec des braises, à l'exposition au feu ou à des chocs thermiques.
  • Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du foyer, objet de l'invention et des variantes.
    • La figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe transversale.
    • La figure 2 est une vue partielle représentant la plaque de base de la cheminée vue de dessous.
    • La figure 3 est une vue partielle représentant une seconde plaque disposée sous la plaque de base, vue de dessous également.
    • La figure 4 est une vue de dessus d'une plaque de fonte ajourée, disposée à l'entrée de la hotte, parallèlement à la plaque de base.
    • La figure 5 est une vue semblable à la figure 1, représentant une variante.
    • La figure 6 est une vue schématique d'une installation de chauffage en circuit fermé branchée sur la cheminée, représentée à la figure 5.
  • La cheminée représentée à la figure 1 comprend un foyer dont la base est constituée par une plaque de fonte 1 présentant sur sa face inférieure deux cannelures 2, 3 en forme de serpentins, dans lesquelles sont logés deux serpentins de cuivre d'une conduite d'eau (voir fig. 2). Cette plaque de fonte 1 repose sur une seconde plaque de fonte 4 présentant sur sa face inférieure des nervures 5 (voir fig. 3). Un double jeu de plaques de tôle 6 espacées l'une de l'autre et appliqué contre les nervures 5 de la plaque de fonte 4, délimite un passage d'entrée d'air 7 qui circule entre les nervures 5 de la plaque de fonte 4 au contact de laquelle l'air s'échauffe.
  • Le fond du foyer comprend également une plaque de fonte 1a présentant au dos deux cannelures en forme de serpentins dans lesquelles se prolongent les serpentins de cuivre de la conduite d'eau. Cette plaque de fonte 1a est appliquée contre une plaque de fonte 4a, munie au dos de nervures 5 contre lesquelles est appliqué un double jeu de plaques de tôle 8 espacées l'une de l'autre. Ainsi, l'air, après avoir circulé entre les nervures 5 de la plaque de fonte 4, circule ensuite entre les nervures 5 de la plaque 4a, au contact de laquelle il continue de s'échauffer avant de s'échapper par une ouverture 9 pratiquée au voisinage de la hotte 10 de la cheminée. Cet air chaud permet d'augmenter la température ambiante de la pièce dans laquelle se trouve la cheminée. Eventuellement, on pourrait brancher cette ouverture 9 sur un conduit destiné à réchauffer une pièce voisine. L'eau chaude amenée à la base de la hotte 10 par les serpentins pris entre les plaques de fonte 1a et 4a, passe ensuite dans un serpentin pris entre deux plaques de fonte ajourées 11 disposées parallèlement à la base 1 du foyer à l'entrée de la hotte. Une des plaques 11 présente, sur sa face en regard de l'autre, des cannelures 21 dans lesquelles ce serpentin est logé (voir fig. 4). Les parties ajourées 12 des plaques 11, permettent le passage de la fumée du foyer dans la hotte 10. Simultanément, le serpentin pris entre les plaques de fonte 11 bénéficie d'un apport de chaleur supplémentaire qui échauffe l'eau qui le traverse.
  • Selon la variante représentée à la figure 5, le serpentin disposé dans le prolongement des serpentins pris entre les plaques de fonte 1a et 4a, peut être pris entre des plaques de fonte non ajourées 11 a fixées au fond de la hotte. Une des plaques 11a présente sur sa face en regard de l'autre, des cannelures dans lesquelles ce serpentin est logé.
  • De nombreuses autres variantes peuvent être envisagées. Par exemple, les parois latérales du foyer peuvent également être recouvertes d'un assemblage de plaques de fonte 1a et 4a pour le chauffage de l'air et de l'eau. Il en est de même des parois latérales et frontales de la hotte qui pourraient être garnies de plaques de fonte 11a dans lesquelles seraient pris des serpentins alimentés en eau.
  • On a représenté à la figure 6 un schéma d'une installation de chauffage en circuit fermé, branché sur la cheminée représentée à la figure 5. Toutefois le circuit d'eau a été remplacé par un circuit d'huile 13 branché sur un réservoir 14 comprenant un chauffe-eau 15 d'une part et un serpentin 16 pour l'alimentation d'appareils 17 de chauffage d'ambiance. On a uniquement représenté à cette figure les serpentins pris entre les plaques de fonte 1-4 et 1a-4a et le serpentin pris dans les plaques de fonte non ajourées 11a qui font partie du circuit d'huile 13 branché sur le réservoir d'huile 14. Une pompe de circulation 18 permet de faire circuler l'huile du réservoir 14 dans les serpentins pris dans les plaques de fonte 1-4, 1a-4a et 11a représentées à la fig. 5, en circuit fermé, ce qui permet d'élever la température de l'huile contenue dans le réservoir 14 pour autant qu'un feu soit allumé dans la cheminée. Cette chaleur est ensuite retransmise par l'huile du réservoir 14 à un serpentin 16 contenant de l'eau additionnée ou non d'un produit antigel qui circule en circuit fermé entre le serpentin 16 et un radiateur 17 grâce à une pompe de circulation 19. Il est ainsi possible de chauffer une ou plusieurs pièces atténuantes à la pièce où est installée la cheminée au moyen d'un ou plusieurs radiateurs 17. Simultanément, une partie de la chaleur est retransmise par l'huile à de l'eau contenue dans le chauffe eau 15 qui est branché directement sur la canalisation 20 d'amenée d'eau aux radiateurs 17 et aux appareils sanitaires non représentés.
  • De nombreuses variantes de l'installation représentée à la figure 6 peuvent être envisagées. Entre autres, le circuit d'huile peut être remplacé par un circuit d'eau ; le circuit de chauffage des radiateurs 17 peut être interrompu tout en maintenant le circuit de chauffage de l'eau contenue dans le chauffe-eau 15. Alternativement encore, le circuit 13 peut être branché directement sur un ou plusieurs radiateurs 17. Dans ce cas, le réservoir 14 et le chauffe-eau 15 sont supprimés.

Claims (7)

1. Foyer de cheminée comprenant au moins deux premières plaques de fonte (1, 1a) dont l'une (1) forme la base du foyer et dont l'autre (1 a) forme une paroi du foyer, ces premières plaques (1, 1a) comportant sur leur face arrière éloignée du feu des cannelures (2, 3), un circuit de fluide constitué par au moins un serpentin étant engagé et maintenu dans ces cannelures (2, 3) par des secondes plaques (4, 4a) fixées contre lesdites faces arrières des premières plaques (1, 1a), caractérisé en ce que lesdites secondes plaques (4, 4a) sont constituées par des plaques en fonte présentant sur leur face arrière éloignée du feu des nervures (5) contre lesquelles sont appliquées des plaques de tôle (6, 8) destinées à délimiter un circuit d'air.
2. Foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques de fonte ajourées (11) réunies par leurs faces qui sont en regard l'une de l'autre et disposées en travers de la hotte (10) située au-dessus du foyer, au moins l'une de ces plaques (11) présentant sur sa face en regard de l'autre plaque des cannelures (21) dans lesquelles est logé un prolongement du serpentin.
3. Foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques de fonte non ajourées (11a) réunies par leurs faces qui sont en regard l'une de l'autre et disposées le long d'une paroi de la hotte (10), l'une au moins présentant sur sa face en regard de l'autre des cannelures dans lesquelles est logé un prolongement du serpentin.
4. Foyer selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le serpentin est accouplé en circuit fermé avec un échangeur de température, une pompe (18) assurant la circulation du liquide dans le circuit.
5. Foyer selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'échangeur de température est accouplé à un circuit de chauffage comprenant une seconde pompe de circulation (19).
6. Foyer selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'échangeur de température est accouplé à un chauffe-eau (15).
7. Foyer selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le serpentin est accouplé, en circuit fermé, à au moins un radiateur de chauffage central (17), la pompe (19) assurant la circulation du liquide dans le circuit.
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ATE15259T1 (de) 1985-09-15
DE3265813D1 (en) 1985-10-03
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