EP0315251A1 - Fireplace with a heat recovering device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un foyer comportant un dispositif de récupération de la chaleur contenue dans les gaz et les fumées dégagées par un combustible tel que, par exemple mais non exclusivement, le bois, ledit dispositif de récupération étant disposé à l'intérieur d'une enceinte formée entre autres de deux parois latérales, d'une paroi arrière et d'une paroi frontale comportant une porte de chargement pour le combustible.The present invention relates to a hearth comprising a device for recovering the heat contained in the gases and the fumes given off by a fuel such as, for example but not exclusively, wood, said recovery device being arranged inside a enclosure formed inter alia of two side walls, a rear wall and a front wall comprising a loading door for the fuel.
La récupération de la chaleur dégagée par les gaz et les fumées produit par un foyer a déjà été tentée de différentes manières qui vont d'une conception très primitive jusqu'à des solutions plus sophistiquées qui n'ont malheureusement pas procuré la solution désirée.The recovery of the heat given off by the gases and fumes produced by a fireplace has already been attempted in various ways, ranging from a very primitive design to more sophisticated solutions which unfortunately did not provide the desired solution.
On connaît par exemple les anciens poêles dont la buse d'évacuation des fumées traversait, pratiquement à l'horizontale, la pièce à chauffer. Ceci permettait une bonne dispersion des calories contenus dans les fumées, par simple convection, il est bon de signaler que cet usage a disparu par souci d'esthétique et de sécurité. L'utilisation du bois comme combustible, dans une situation de l'espèce, présentait un certain danger du fait du dépôt de créosote goudronneux dans la buse ou conduit d'évacuation. Ce dépôt de créosote goudronneux est encore aujourd'hui la cause de nombreux feux de cheminée et résulte de deux situation bien connues : d'une part une température d'entrée dans la cheminée insuffisamment élevée (la température idéale se situerait aux environs de 200°C) et, d'autre part, de fumées trop chargées en créosote résultant d'une insuffisance de la combustion par manque d'air d'alimentation primaire. Dans ce dernier cas, ces deux phénomènes étant réunis, on assiste à une condensation dans les conduits de la cheminée et donc à un dépôt de créosote goudronneux dans ces conduits.We know for example the old stoves whose smoke evacuation nozzle passed, practically horizontally, the room to be heated. This allowed a good dispersion of the calories contained in the fumes, by simple convection, it is good to point out that this use has disappeared for the sake of aesthetics and safety. The use of wood as fuel in this situation presented a certain danger due to the deposit of tarry creosote in the nozzle or exhaust pipe. This deposit of tarry creosote is still the cause of many chimney fires today and results from two well-known situations: on the one hand an insufficiently high entry temperature into the chimney (the ideal temperature would be around 200 ° C) and, on the other hand, fumes too loaded with creosote resulting from insufficient combustion due to lack of primary supply air. In the latter case, these two phenomena being combined, there is a condensation in the flues of the chimney and therefore a deposit of creosote tarry in these conduits.
Une version améliorée visant la récupération des calories est fournie par les poêles dits à "récupérateurs" qui disposent, au dessus du corps de chauffe, d'espaces clos, de dimensions dégressives ou non, de telle sorte que les fumées soient amenées a parcourir le trajet le plus long possible pour abandonner dans la pièce à chauffer les calories qu'elles contiennent. L'inconvénient de ce système, outre l'encombrement qu'il suppose, doit être vu dans le fait que le tirage (ou aspiration de la fumée) est souvent insuffisant et que les remous créés dans ces "boîtes à récupération des calories" conduisent aux mêmes ennuis causés par des dépôts de créosote goudronneux auxquels il a été fait allusion plus haut.An improved version aimed at recovering calories is provided by so-called "recuperator" stoves which have, above the heating body, closed spaces, of declining dimensions or not, so that the fumes are caused to travel through the longest possible route to leave in the room to heat the calories they contain. The drawback of this system, in addition to the bulk it implies, must be seen in the fact that the draft (or smoke extraction) is often insufficient and that the eddies created in these "calorie recovery boxes" lead to the same troubles caused by the tarry creosote deposits referred to above.
On connaît également de nombreux systèmes dénommés "turbo" ou "catalytiques". Une autre solution déjà essayée consiste à monter à l'arrière du corps de chauffe une poste combustion destinée à enflammer les éléments combustibles encore contenus dans les fumées en mettant celles-ci en contact avec de l'oxygène préchauffé auquel on a ajouté un catalyseur chimique. La combustion réalisée en un tel endroit a pour conséquence que les fumées débarrassées de la plus grande partie de leur créosote, parcourent un trajet de quelques dizaines de centimètres (selon les circonstances) avant de se jeter dans la cheminée d'évacuation. Ce principe de récupération serait à considérer comme le plus sûr et le plus performant à l'heure actuelle.Many systems are also known as "turbo" or "catalytic". Another solution already tried consists in mounting at the rear of the heating body a combustion station intended to ignite the combustible elements still contained in the flue gases by putting them in contact with preheated oxygen to which a chemical catalyst has been added. . The combustion carried out in such a place has the consequence that the fumes, freed from most of their creosote, cover a path of a few tens of centimeters (depending on the circumstances) before throwing themselves into the exhaust chimney. This recovery principle should be considered as the safest and most effective at present.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients dont les principes ont été résumés ci-dessus et de fournir une solution parfaitement acceptable aux problèmes causés lors de la récupération des gaz et des fumées dans des foyers du type considéré.The object of the invention is to remedy the drawbacks the principles of which have been summarized above and to provide a perfectly acceptable solution to the problems caused during the recovery of gases and fumes in homes of the type under consideration.
Pour réaliser cet objectif conformément à l'invention, le dispositif de récupération selon l'invention est réalisé sous la forme d'un ensemble de conduits qui captent les gaz et les fumées de combustion à proximité de la partie arrière et dans la partie supérieure de l'enceinte précitée pour les conduire vers la partie frontale précitée et les diriger ensuite vers le haut pour pénétrer dans une chambre horizontale située dans la partie supérieure de l'enceinte d'où les gaz et les fumées sont évacués par un manchon se raccordant a une cheminée d'évacuation.To achieve this objective in accordance with the invention, the recovery device according to the invention is produced in the form of a set of conduits which capture the combustion gases and fumes near the rear part and in the upper part of the aforementioned enclosure to lead them towards the aforementioned front part and then direct them upwards to penetrate into a horizontal chamber located in the upper part of the enclosure from where the gases and fumes are evacuated by a sleeve connecting to an evacuation chimney.
Dans une première forme de réalisation, l'ensemble de conduits précités est constitué de conduits présentant un orifice d'entrée pour les gaz et les fumées, disposé à la partie supérieure du conduit, lesdits conduits etant ensuite prolongés par des conduits qui traversent l'enceinte précitée depuis la partie arrière en direction de la partie frontale pour se diriger ensuite vers le haut et pénétrer dans la chambre horizontale précitée.In a first embodiment, the above-mentioned set of conduits consists of conduits having an inlet orifice for gases and fumes, disposed at the upper part of the conduit, said conduits then being extended by conduits which pass through the aforementioned enclosure from the rear part towards the front part to then go upwards and enter the aforementioned horizontal chamber.
Dans une forme de réalisation qui peut être constituée comme une variante de l'invention, le conduit précité est constitué d'un jeu de chicanes qui dirigent les gaz et les fumées entre deux parois latérales depuis un orifice d'entrée pour les gaz et les fumées, disposé à la partie supérieure du conduit, lesdites chicanes débouchant à leur partie supérieure dans la chambre horizontale précitée.In an embodiment which can be constituted as a variant of the invention, the above-mentioned duct consists of a set of baffles which direct the gases and the fumes between two side walls from an inlet orifice for the gases and the smoke, disposed at the upper part of the duct, said baffles opening at their upper part in the above-mentioned horizontal chamber.
Selon une caractéristique remarquable de l'invention, l'enceinte précitée destinée à recevoir ledit dispositif présente à sa partie inférieure une lumière d'admission pour l'air ambiant et à sa partie supérieure une lumière, prévue dans une seconde chambre horizontale faisant partie du foyer et par laquelle l'air rechauffé entre les parois de l'enceinte et une paroi arrière faisant partie du dispositif précité peut être restitué à l'extérieur du foyer.According to a remarkable characteristic of the invention, the aforementioned enclosure intended to receive said device has at its lower part an inlet light for the ambient air and at its upper part a light, provided in a second horizontal chamber forming part of the hearth and through which the heated air between the walls of the enclosure and a rear wall forming part of the aforementioned device can be returned outside the hearth.
D'autres détails et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après d'un foyer comportant un dispositif de récupération de la chaleur contenue dans les gaz et les fumées.Other details and advantages of the invention will emerge from the description which will be given below of a hearth comprising a device for recovering the heat contained in the gases and the fumes.
Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite pas l'invention. Les notations de référence se rapportent aux figures ci-annexées.
- La figure 1 est une vue en perspective du foyer selon l'invention montrant en partie le dispositif de récupération selon l'invention.
- La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 mais ne montrant que le seul dispositif de récupération de la chaleur contenue dans la fumée dégagée par la combustion d'un combustible.
- Figure 1 is a perspective view of the hearth according to the invention partially showing the recovery device according to the invention.
- Figure 2 is a view similar to Figure 1 but showing only the only device for recovering the heat contained in the smoke released by the combustion of a fuel.
Le foyer représenté par la figure 1 et à titre purement exemplatif, comporte des parois latérales 1, une paroi arrière, qui n'est pas visible au dessin, et une paroi frontale 2 présentant un orifice de chargement 3. Quoi que le foyer selon l'invention comporte encore d'importants détails qui seront traités ci-après, il faut considérer que l'essentiel des perfectionnements, visant à provoquer une récupération aussi totale que possible de la chaleur contenue dans la fumée, consiste à prévoir un ensemble de conduits qui capte la fumée de combustion à proximité de la paroi arrière du foyer. En réalité, le dispositif comporte deux conduits 4′, 5′ présentant chacun un orifice d'entrée 6, 7 pour la fumée qui est situé à la partie arrière et supérieure de l'enceinte du foyer. Les conduits comprennent une première partie 4′, 5′ se dirigeant vers le bas et présentent ensuite une deuxième partie horizontale 4˝, 5˝ qui est dirigée vers l'avant du foyer pour communiquer avec une troisième partie qui est disposée verticalement et qui débouche à leur sommet dans une chambre horitzontale 8 qui s'étend sur pratiquement toute la surface supérieure de l'enceinte. Cette chambre 8 est en communication avec une cheminée représentée par la référence 9.The hearth shown in Figure 1 and purely by way of example, has side walls 1, a rear wall, which is not visible in the drawing, and a front wall 2 having a loading orifice 3. Whatever the hearth according to he invention further comprises important details which will be dealt with below, it must be considered that the essential improvements, aimed at causing as complete recovery as possible of the heat contained in the smoke, consists in providing a set of conduits which captures combustion smoke near the rear wall of the fireplace. In reality, the device comprises two conduits 4 ′, 5 ′ each having an inlet orifice 6, 7 for the smoke which is located at the rear and upper part of the enclosure of the hearth. The conduits comprise a first part 4 ′, 5 ′ pointing downwards and then have a second horizontal part 4˝, 5˝ which is directed towards the front of the hearth to communicate with a third part which is arranged vertically and which opens out at their apex in a horizontal chamber 8 which extends over practically the entire upper surface of the enclosure. This chamber 8 is in communication with a chimney represented by the reference 9.
On observe ainsi que la fumée dégagée par la combustion à l'intérieur de l'enceinte est forcée de circuler sur le circuit le plus long possible à l'intérieur de cette enceinte.It is thus observed that the smoke released by the combustion inside the enclosure is forced to circulate on the circuit as long as possible inside this enclosure.
Le but du dispositif est de prélever la plus grande partie possible de calories que peut produire n'importe quelle forme de combustion tout en conservant à la fumée, à l'état purifié ou non, à son entrée dans la cheminée la température minimale évitant le phénomène bien connu de la condensation.The purpose of the device is to take as much of the calories as possible that can be produced by any form of combustion while keeping the smoke, in the purified state or not, as it enters the chimney the minimum temperature avoiding well-known phenomenon of condensation.
Dans une forme de réalisation qui est formellement revendiquée, l'ensemble de conduits 4, 5 peut être remplacé par un jeu de chicanes qui conduisent la fumée depuis un orifice d'entrée vers une sortie qui met ce jeu de chicanes en communication avec la chambre horizontale 8. Dans ce cas, les gaz chauds circulent latéralement sur de grandes surfaces, ce qui est un objectif de l'invention.In an embodiment which is formally claimed, the set of conduits 4, 5 can be replaced by a set of baffles which conduct the smoke from an inlet orifice to an outlet which puts this set of baffles in place. communication with the horizontal chamber 8. In this case, the hot gases circulate laterally over large areas, which is an objective of the invention.
A la figure 2 on remarque que les conduits verticaux 4′, 5′ sont fixés sur une paroi 10 qui fait partie du dispositif et qui s'étend jusqu'à une sole 11 qui peut être constituée par un matériau réfractaire ou par une tôle.In FIG. 2, it can be seen that the vertical conduits 4 ′, 5 ′ are fixed to a wall 10 which is part of the device and which extends to a bottom 11 which may be made of a refractory material or of a sheet.
Le foyer selon l'invention comporte à sa partie inférieure et frontale un orifice d'admission 12 dans lequel pénètre l'air ambiant, cette orifice 12 crée, sous la sole 1 1, un espace 13 qui est en communication, par l'espace vertical situé au-delà de la paroi 10, avec une seconde chambre horizontale 14, située à la partie supérieure du dispositif. Cette autre chambre horizontale 14 présente un orifice 15 par laquelle s'échappe l'air réchauffé. Il est évident que la circulation de l'air ambiant dans ce second circuit peut se faire par un ventilateur aspirant ou refoulant l'air destiné à circuler dans ce circuit.The fireplace according to the invention comprises at its lower and front part an inlet orifice 12 into which the ambient air penetrates, this orifice 12 creates, under the hearth 1 1, a space 13 which is in communication, through the space vertical located beyond the wall 10, with a second horizontal chamber 14, located at the top of the device. This other horizontal chamber 14 has an orifice 15 through which the heated air escapes. It is obvious that the circulation of ambient air in this second circuit can be done by a ventilator aspirating or discharging the air intended to circulate in this circuit.
De la description d'un foyer comportant un dispositif de récupération selon l'invention résulte clairement que l'ensemble des conduits 4, 5 constituent le parcours le plus long possible qui puisse être imposé à la fumée dont on désire récupérer les calories. Un très grand avantage doit être vu dans le fait que les parties les plus exposées à un échauffement élevé se situent à l'arrière du foyer de telle sorte qu'on ne doit plus craindre un échauffement excessif de la paroi frontale et de la porte de chargement du foyer. Ceci est effectivement un objectif très important de l'invention.From the description of a hearth comprising a recovery device according to the invention clearly results that all of the conduits 4, 5 constitute the longest possible path that can be imposed on the smoke from which it is desired to recover the calories. A very great advantage must be seen in the fact that the parts most exposed to high heating are located at the rear of the hearth so that there is no longer any fear of excessive heating of the front wall and the door. loading the fireplace. This is indeed a very important objective of the invention.
Il est clair aussi que toute autre modification du profil des conduits peut être envisagée dans l'optique de leur donner un trajet aussi long que possible de façon à en récupérer le maximum de calories.It is also clear that any other modification of the profile of the conduits can be envisaged with a view to giving them a journey as long as possible so as to recover the maximum of calories therefrom.
Il est évidemment également possible de modifier le parcours auquel est soumis l'air ambiant lors de son passage dans le foyer, mais il est clair également que le choix des composantes telles qu'elles ont été décrites dans la présente demande, constitue une solution optimale aux problèmes énoncés dans le préambule.It is obviously also possible to modify the path to which the ambient air is subjected when it passes through the fireplace, but it is also clear that the choice of the components as described in the present application constitutes an optimal solution. to the problems stated in the preamble.
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