EP1102008B1 - Récupérateur de chaleur - Google Patents

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EP1102008B1
EP1102008B1 EP99490037A EP99490037A EP1102008B1 EP 1102008 B1 EP1102008 B1 EP 1102008B1 EP 99490037 A EP99490037 A EP 99490037A EP 99490037 A EP99490037 A EP 99490037A EP 1102008 B1 EP1102008 B1 EP 1102008B1
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recovery device
tubes
air
called
ash container
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Tifon SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00—Stoves or ranges
    • F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • F24B1/188—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas  
    • F24B1/1885—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas   the heat exchange medium being air only
    • F24B1/1888—Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas   the heat exchange medium being air only with forced circulation

Definitions

  • the invention relates to an air circulation heat recovery unit arranged in the hearth of an open fireplace.
  • recuperators of heat of air posed on the face horizontal bottom of the fireplace To increase the heating efficiency of open fireplaces, it is known to use recuperators of heat of air posed on the face horizontal bottom of the fireplace.
  • the exchange surface must be large and, therefore, the greater the external surface of the tubes, in contact with the embers and / or logs increases, the more efficient the recuperator.
  • the underside of the tubes is then very close to the support plane.
  • the ash produced must be removed from time to time.
  • a lever device which allows momentarily lift one side of the recuperator.
  • the subject of the invention is a recuperator of the aforementioned type which provides in particular a solution to the problem mentioned above.
  • the means 6 for circulating air comprises at least one turbine which, generally, draws air from the room in which the recuperator is located and, after passage through the tubes, the pulse in the same room or in at least one another room, via one or more pipes, called evacuation.
  • This recuperator is characterized in that it further comprises, between the tubes 4, a perforated basket 7 whose bottom 7A of this basket is located substantially in the lower plane of the tubes 4, which basket retains the embers.
  • this recuperator comprises an ash pan 8 placed under the recuperator which, for this purpose, has means, such as feet 9 now the tubes at a predetermined height.
  • baskets 7 are formed of independent branches one another, which is a possible embodiment, advantageously, They are integral with each other and, preferably, are removable.
  • the basket 7 only includes a shaped bottom 7A rectangular preserving at least one passage 10 or free space for, from on the one hand, the air and, on the other hand, a controlled fall of the ashes.
  • this passage 10 is important because it is too large; this passage does not retain the ash.
  • These baskets are devoid of at least some of their side walls, in particular, those parallel to the longitudinal axes of the tubes.
  • the tubes are of square or rectangular section.
  • baskets will be provided with a handle for handling.
  • the recuperator has side cheeks 12 which extend substantially to the support plane of said recuperator.
  • the cold air inlet 14, the heated air outlet and the turbine are housed in a rectangular box 13, one face 15 of which partially constitutes the face said front of the recuperator, i.e. the side facing the center of the room and the other part of the front face of the recuperator being materialized by one called front 16 of the side faces of the ash pan.
  • the ash pan has a wall 30 known as a separation separating the ash pan in two parts 20, 21, one rear 20 intended to contain ashes and the other known as 21 front serving as a duct for the air intended to be introduced into the tubes, this partition wall preventing the ashes from falling into the front part and are drawn into the tubes.
  • the ash pan can be housed in a cavity in the tank of the chimney, cavity open of course upwards and the front part of the fireplace.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

L'invention se rapporte à un récupérateur de chaleur à circulation d'air disposé dans l'âtre d'une cheminée à foyer ouvert.
Les cheminées à foyer fermé récupèrent beaucoup plus de chaleur que celles à foyer ouvert mais n'ont pas le charme de ces dernières.
Pour augmenter l'efficacité de chauffe des cheminées à foyer ouvert, il est connu d'utiliser des récupérateurs de chaleur à circulation d'air posé sur la face inférieure horizontale du foyer.
Un tel récupérateur de chaleur comprend :
  • une grille de foyer, constituée de tubes de forte section disposés parallèlement entre eux et reliés à au moins une conduite dite de transfert pour former un circuit, au travers duquel circuit de l'air est propulsé pour se réchauffer au contact des parois internes des tubes et
  • un moyen pour prélever de l'air puis le forcer à circuler dans la grille avant de le réintroduire dans le local à chauffer.
Pour obtenir un bon rendement, il faut que la surface d'échange soit importante et, donc, plus la surface extérieure des tubes, en contact avec les braises et/ou les bûches, augmente, plus le récupérateur est efficace.
C'est ainsi que l'on préfère utiliser généralement des gros tubes de section carrée avec des intervalles entre les tubes importants de manière que les braises puissent s'accumuler dans l'espace délimité par les faces latérales des tubes et le plan d'appui sur lequel repose la grille.
Pour retenir les braises au niveau des tubes, la face inférieure des tubes est alors très proche du plan d'appui.
Il est connu (US-A-4.122.825) un récupérateur mettant en oeuvre des tubes ronds et sous lesquels se situe une simple grille fixée à demeure sous les tubes.
On obtient ainsi que la chaleur de ces braises chauffe latéralement les tubes.
Les cendres produites doivent être évacuées de temps en temps.
Se pose alors une difficulté car la grille très prôche du plan d'appui du récupérateur gêne l'élimination des cendres et les récupérateurs étant relativement lourds, entre quarante et soixante kilogrammes, il n'est pas aisé de les sortir du foyer pour procéder au nettoyage.
Pour faciliter le nettoyage, il est prévu un dispositif à levier qui permet de soulever momentanément un côté du récupérateur.
On connaít également du brevet US-4.078.542, un récupérateur mettant en oeuvre des tubes ronds sous lesquels se tient une simple grille pouvant coulisser dans une fente prévue au niveau du support du récupérateur.
Cela étant, il n'est pas possible de retirer la grille avec les cendres pour le nettoyage, les cendres étant nécessairement bloquées par les tubes ou par le support du récupérateur.
Cela rend l'accès plus facile mais, en tout hypothèse, n'a pas la fonctionnalité et l'aisance d'un bac à cendres.
L'invention a pour objet un récupérateur du type précité qui apporte notamment une solution au problème évoqué ci-avant.
A cet effet, l'invention a pour objet un récupérateur de chaleur comprenant :
  • une grille de foyer constituée de tubes de forte section disposés parallèlement entre eux et reliés à au moins une conduite, dite de transfert, pour former un circuit, au travers duquel circuit, de l'air circule pour se réchauffer au contact des parois des tubes et
  • un moyen pour prélever de l'air puis le forcer à circuler dans les tubes avant de le réintroduire dans le local à chauffer,
   ce récupérateur étant caractérisé en ce que :
  • d'une part, les tubes ont une section carrée ou rectangulaire et,
  • d'autre part, la paroi retenant les braises est constituée par le fond d'au moins un panier.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente schématiquement :
  • figure 1 : une coupe verticale du récupérateur,
  • figure 2 : une coupe selon II-II de la figure 1.
En se reportant au dessin, on voit un récupérateur 1 de chaleur placé dans une cheminée à foyer ouvert.
Ce récupérateur repose sur la face 2 inférieure de la cheminée dite face d'appui et comprend :
  • une grille 3 de foyer constituée de tubes 4 de forte section disposés parallèlement entre eux et reliés à au moins une conduite 5 dite de transfert pour former un circuit, au travers duquel circuit, de l'air circule pour se réchauffer au contact des parois des tubes et
  • un moyen 6 pour prélever de l'air puis pour le forcer à circuler dan les tubes avant de le réintroduire dans le local à chauffer.
Le moyen 6 pour faire circuler de l'air comprend au moins une turbine qui, généralement, aspire l'air du local dans lequel se trouve le récupérateur et, après passage au travers des tubes, le pulse dans le même local ou dans au moins une autre pièce, via une ou plusieurs conduites, dites d'évacuation.
Ce récupérateur se caractérise en ce qu'il comprend en outre, entre les tubes 4, un panier 7 perforé dont le fond 7A de ce panier est situé sensiblement dans le plan inférieur des tubes 4, lequel panier retient les braises.
Par ailleurs, ce récupérateur comprend un bac 8 à cendres disposé sous le récupérateur qui, à cet effet, présente des moyens, tels des pieds 9 maintenant les tubes à une hauteur prédéterminée.
Au lieu que les paniers 7 soient formés de branches indépendantes les unes des autres, qui est une forme de réalisation possible, avantageusement, Ils sont solidaires les uns des autres et, de préférence, sont amovibles.
Le panier 7 comprend uniquement un fond 7A de forme rectangulaire préservant au moins un passage 10 ou interstice libre pour, d'une part, l'air et, d'autre part, une chute contrôlée des cendres.
La dimension de ce passage 10 est importante car trop grande ; ce passage ne permet pas de retenir la cendre.
Il est donc intéressant que le plan dans lequel s'étendent les fonds des paniers soit sensiblement le même que celui dans lequel s'étendent les faces inférieures des tubes carrés.
Ces paniers sont dépourvus d'au moins certaines de leurs parois latérales, notamment, de celles parallèles aux axes longitudinaux des tubes.
La présence de ces paniers réduit considérablement la chute des braises 11 dans le bac à cendres et ces dernières sont alors maintenues en contact avec les parois latérales des tubes le temps nécessaire pour qu'elles soient complêtement consumées et se désagrègent en morceaux suffisamment réduits pour passer par les perforations du panier et tomber dans le bac à cendres.
Les tubes sont de section carrée ou rectangulaire.
Après extinction du feu, il est facile de faire tomber les cendres dans le bac à cendres pour ensuite les éliminer.
Ces paniers seront pourvus d'un manche pour la manipulation.
On peut ainsi les engager ou les extraire depuis le dessus du récupérateur.
Pour confiner la chaleur, le récupérateur présente latéralement des joues 12 qui s'étendent sensiblement jusqu'au plan d'appui dudit récupérateur.
L'entrée 14 d'air froid, la sortie d'air réchauffé et la turbine sont logées dans un caisson 13 parallélipipédique dont une face 15 constitue partiellement la face dite avant du récupérateur, c'est à dire la face tournée vers le centre du local et l'autre partie de la face avant du récupérateur étant matérialisée par l'une dite frontale 16 des faces latérales du bac à cendres.
Entre le caisson 13 précité et la face 16 dite frontale du bac à cendres, est préservé un interstice 17 suffisamment grand pour que :
  • l'air prélevé, pour être réchauffé, soit aspiré par la turbine dont l'entrée 14 se situe dans la paroi 18 inférieure du caisson et
  • l'un des éléments, que sont le caisson et le bac à cendres, porte un déflecteur 19 canalisant l'air provenant de l'interstice 17 vers l'entrée 14 de la turbine.
C'est, de préférence, le caisson 13 qui porte ce déflecteur 19.
Sensiblement, au droit du bord inférieur du déflecteur 19, le bac à cendres présente une paroi 30 dite de séparation séparant le bac à cendres en deux parties 20, 21, l'une 20 arrière destinée à contenir des cendres et l'autre 21 dite avant servant de canalisation pour l'air destiné à être introduit dans les tubes, cette paroi de séparation évitant que les cendres tombent dans la partie avant et soient aspirées dans les tubes.
Avantageusement, dans la partie 20 arrière du bac à cendres, depuis sensiblement le bord 22 supérieur de la paroi de séparation et jusqu'à la paroi inférieure du bac à cendres, se loge un plan 23 incliné tendant à ramener les cendres vers l'arrière de manière à les concentrer sous la grille.
Le bac à cendres pourra être logé dans une cavité de la sôle de la cheminée, cavité ouverte bien entendu vers le haut et la partie frontale de la cheminée.

Claims (10)

  1. Récupérateur de chaleur à circulation d'air disposé dans l'âtre d'une cheminée à foyer ouvert comprenant :
    une grille (3) de foyer constituée de tubes (4) de forte section disposés parallèlement entre eux et reliés à au moins une conduite (5) dite de transfert pour former un circuit, au travers duquel circuit, de l'air circule pour se réchauffer au contact des parois des tubes (4),
    un moyen (6) pour prélever de l'air puis pour le forcer à circuler dans les tubes (4) avant de le réintroduire dans le local à chauffer, et
    située sensiblement dans le plan inférieur des tubes (4), une paroi retenant les braises,
       ce récupérateur étant CARACTERISE en ce que :
    d'une part, les tubes (4) ont une section carrée ou rectangulaire et,
    d'autre part, la paroi retenant les braises est constituée par le fond (7A) d'au moins un panier (7) extractible depuis le dessus du récupérateur.
  2. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les paniers (7) sont solidaires les uns des autres.
  3. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les paniers (7) sont amovibles.
  4. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le panier (7) comprend uniquement un fond (7A) de forme rectangulaire préservant au moins un passage (10) ou interstice libre pour, d'une part, l'air et, d'autre part, une chute contrôlée des cendres.
  5. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il présente latéralement des joues (12) qui s'étendent sensiblement jusqu'au plan d'appui dudit récupérateur.
  6. Récupérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un bac (8) à cendres disposé sous le récupérateur qui, à cet effet, présente des moyens maintenant les tubes (4) a une hauteur prédéterminée.
  7. Récupérateur selon la revendication 6, dont l'entrée (14) d'air froid, la sortie d'air réchauffé et la turbine sont logées dans un caisson (13) parallélipipédique dont une face (15) constitue partiellement la face dite avant du récupérateur et l'autre partie de la face avant du récupérateur étant matérialisée par l'une dite frontale (16) des faces latérales du bac à cendres, caractérisé en ce qu'entre le caisson (13) et la face (16) dite frontale du bac à cendres, est préservé un interstice (17) suffisamment grand pour que :
    l'air prélevé, pour être réchauffé, soit aspiré par la turbine dont l'entrée (14) se situe dans la paroi (18) inférieure du caisson et
    l'un des éléments, que sont le caisson et le bac à cendres, porte un déflecteur (19) canalisant l'air provenant de l'interstice (17) vers l'entrée (14) de la turbine.
  8. Récupérateur selon la revendication 7 caractérisé en ce que c'est le caisson (13) qui porte ce déflecteur (19).
  9. Récupérateur selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce qu'au droit du déflecteur (19), le bac à cendres présente une paroi (30) dite de séparation séparant le bac à cendres en deux parties (20, 21), l'une (20) arrière destinée à contenir des cendres et l'autre (21) dite avant servant de canalisation pour l'air destiné à être introduit dans les tubes, cette paroi de séparation évitant que les cendres tombent dans la partie avant et soient aspirées dans les tubes.
  10. Récupérateur selon la revendication 9 caractérisé en ce que, dans la partie (20) arrière du bac à cendres, depuis sensiblement le bord (22) supérieur de la paroi de séparation et jusqu'à la paroi inférieure du bac à cendres, se loge un plan (23) incliné tendant à ramener les cendres vers l'arrière de manière à les concentrer sous la grille.
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