FR2459944A1

FR2459944A1 - Domestic fireplace fresh air heater - is mounted in chimney and has inlet damper and internal baffles to increase heat transfer efficiency

Info

Publication number: FR2459944A1
Application number: FR7916318A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1979-06-25
Publication date: 1981-01-16
Also published as: FR2459944B1

Abstract

The heat recuperator (1) is built into the back of the fireplace (2). The recuperator consists of a steel casing with inclined 'T' shaped, internal baffles (8) arranged in rows and welded to the front plate of the casing (1a) only. This arrangement ensures maximum heat transfer to the baffles from the fire and a corresponding increase in heat transfer to the fresh air by virtue of the prolonged flow path over and around the baffles. A hinged damper (11) is located at the base of the recuperator controlled by a rod (13). The damper can be arranged to operate with a back inlet (10) or an underflow inlet (9). Warm air flows into the room through the outlet (7) located either side of the fireplace.

Description

La présente invention se rapporte à des perfectionnements relatifs aux récupérateurs de chaleur à usage domestique et destinés à récu pérer une partie de la chaleur émanant d'un feu, en général de bois ou de charbon, allumé en particulier dans une cheminée. The present invention relates to improvements relating to heat recuperators for domestic use and intended to recover part of the heat emanating from a fire, generally of wood or charcoal, lit in particular in a chimney.

Certains des récupérateurs connus comprennent notamment un caisson vertical qui peut s'installer dans le mur arrière de la cheminée. Some of the known recuperators notably include a vertical box which can be installed in the rear wall of the chimney.

Ce caisson comprend des cloisons verticales dont le seul but est de renforcer la face du caisson exposée au feu. En effet, l'air frais pénétrant dans le caisson vertical par sa partie inférieure monte verticalement entre les cloisons pour en ressortir à sa partie supérieure. Lesdites cloisons ne sont donc pas utilisées pour améliorer le rendement du récupérateur.This box includes vertical partitions whose sole purpose is to reinforce the face of the box exposed to fire. Indeed, the fresh air entering the vertical box through its lower part rises vertically between the partitions to exit from it at its upper part. Said partitions are therefore not used to improve the performance of the recuperator.

La présente invention a pour but un récupérateur de chaleur pouvant être installé en particulier dans une cheminée domestique, comprenant notamment un caisson s'étendant verticalement en face du feu et muni à sa partie inférieure d'au moins une ouverture d'admission d'air frais et à sa partie supérieure d'au moins une ouverture d'échappement d'air réchauffé, dans lequel le caisson vertical comprend, à l'intérieur, des déflecteurs des tinés à freiner la montée de l'air afin de prolonger son temps de séjour dans le caisson vertical. Ainsi, il est possible d'obtenir une bien plus grande augmentation de la température de l'air traversant le caisson vertical. The object of the present invention is to provide a heat recovery device which can be installed in particular in a domestic chimney, comprising in particular a box extending vertically in front of the fire and provided at its lower part with at least one air intake opening. fresh and at its upper part with at least one heated air exhaust opening, in which the vertical box comprises, inside, deflectors designed to slow down the rise of air in order to prolong its time of stay in the vertical box. Thus, it is possible to obtain a much greater increase in the temperature of the air passing through the vertical box.

Selon la présente invention , lesdits déflecteurs s 'éten- dent horizontalement et sont en forme de T dont les branches sont inclinées, la branche médiane du T étant dirigée vers le bas. Les différents déflecteurs sont disposes dans le caisson vertical, les uns par rapport aux autres, de telle manière que l'air effectue dans ce caisson un trajet de préférence sinueux ou tourbillonnant. According to the present invention, said deflectors extend horizontally and are T-shaped, the branches of which are inclined, the middle branch of the T being directed downwards. The different deflectors are arranged in the vertical box, with respect to each other, in such a way that the air carries out in this box a path which is preferably sinuous or swirling.

Dans un mode préféré de réalisation, lesdits déflecteurs sont disposés suivant des lignes verticales et horizontales de telle sorte que l'air ne peut jamais suivre un trajet vertical sans rencontrer de défleteurs. In a preferred embodiment, said deflectors are arranged in vertical and horizontal lines so that the air can never follow a vertical path without encountering deflectors.

Selon la présente invention, lesdits déflecteurs s'étendent depuis la face avant du caisson vertical, qui fait face au feu, jusqu 'à sensiblement sa face arrière. Ils sont de préférence fixés sur la face avant du caisson vertical et peuvent ainsi jouer en outre le rôle de raidisseur de cette face avant. According to the present invention, said deflectors extend from the front face of the vertical box, which faces the fire, up to substantially its rear face. They are preferably fixed on the front face of the vertical box and can thus also play the role of stiffener of this front face.

Un autre perfectionnement conforme à la présente invention est relatif à la partie inférieure du caisson vertical. En effet, selon la présente invention, le caisson vertical comprend, à sa partie inférieure, une ouverture dans sa face inférieure et une ouverture dans sa face verticale arriere, afin de permettre une entrée d'air frais soit par le dessous, soit par l'carrière du caisson vertical, suivant la conception de la maçonnerie de la cheminée. Lesdites ouvertures s'étendent de préférence horizontalement sensiblement sur toute la largeur du caisson vertical. Another improvement in accordance with the present invention relates to the lower part of the vertical box. In fact, according to the present invention, the vertical box comprises, at its lower part, an opening in its lower face and an opening in its rear vertical face, in order to allow a fresh air inlet either from below or from the 'career of the vertical box, following the design of the masonry of the chimney. Said openings preferably extend horizontally substantially over the entire width of the vertical box.

Conformément à la présente invention, un clapet qui est conrmandé de 1' extérieur et qui est articulé au voisinage de la partie inférieure de la face arrière du caisson vertical, en dessous de l'ouverture pratiquée dans cette face, permet d'obstruer partiellement ou complètement l'une ou l'autre desdites ouvertures d'admission d'air. Ce clapet unique permet ainsi de faire varier le débit d'air entrant par l'une des ouvertures d'admission d'air et de la fermer complètement, l'autre étant obstruée par de la maçonnerie lors de l'installation du récupérateur dans une cheminée. In accordance with the present invention, a valve which is controlled from the outside and which is articulated in the vicinity of the lower part of the rear face of the vertical box, below the opening made in this face, makes it possible to partially obstruct or either of said air intake openings completely. This single valve thus makes it possible to vary the flow of incoming air through one of the air intake openings and to close it completely, the other being obstructed by masonry when installing the recuperator in a fireplace.

Selon la présente invention, ledit clapet est commandé par au moins une tige qui s'étend vers l'avant au-delà du foyer de la cheminée. According to the present invention, said valve is controlled by at least one rod which extends forwardly beyond the hearth of the chimney.

Dans bien des cas, un récupérateur de chaleur qui comprend un caisson vertical comprend également un caisson horizontal s'étendant à partir de la partie inférieure du caisson vertical et formant foyer. Selon la présente invention, ladite tige est guidée dans ledit caisson horizontal pour se déplacer sensiblement horizontalement. Cette tige agit sur la clapet grâce à un ergot fixé à son extrémité, cet ergot se déplaçant, lorsqu'on fait glisser ladite tige, dans un trou oblong- pratiqué dans une pièce fixée au clapet de manière à manoeuvrer ledit clapet depuis sa position de fermetùre d'une ouverture d'admission d'air jusqu'à sa position de fermeture de l'autre ouverture d'admission d'air. On obtient ainsi un dispositif de manoeuvre du clapet simple. In many cases, a heat recovery unit which includes a vertical box also includes a horizontal box extending from the bottom of the vertical box and forming a hearth. According to the present invention, said rod is guided in said horizontal box to move substantially horizontally. This rod acts on the valve thanks to a lug fixed at its end, this lug moving, when sliding said rod, in an oblong hole made in a part fixed to the valve so as to operate said valve from its position of closure of one air intake opening to its closed position of the other air intake opening. A device for operating the simple valve is thus obtained.

Dans une variante de réalisation, le clapet peut être commandé par une tige s'étendant verticalement sur un côté et à l'extérieur du caisson vertical, cette tige étant munie à son extrémité supérieure d'un téton s'étendant vers l'avant du caisson vertical et permettant de réglage en hauteur de ladite tige et son autre extrémité étant reliée au clapet de manière à le faire pivoter. In an alternative embodiment, the valve can be controlled by a rod extending vertically on one side and outside the vertical box, this rod being provided at its upper end with a stud extending towards the front of the vertical box and for adjusting the height of said rod and its other end being connected to the valve so as to rotate it.

Une autre particularité de la présente invention réside dans le fait qu'elle prévoit un caisson s'étendant au-dessus du feu, caisson qui communique avec la partie supérieure du caisson vertical et qui comprend au moins une ouverture d'échappement d'air, sa section perpendiculairement au caisson vertical étant de préférence en forme d'anse de panier. Ce caisson supérieur permet de récupérer une partie de la chaleur provenant notamment de la partie supérieure des flammes du feu et des fumées. Another feature of the present invention lies in the fact that it provides a box extending above the fire, a box which communicates with the upper part of the vertical box and which comprises at least one air exhaust opening, its section perpendicular to the vertical box preferably being in the form of a basket handle. This upper box makes it possible to recover part of the heat originating in particular from the upper part of the flames of the fire and the fumes.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un exemple de réalisation particulier d'un récupérateur de chaleur décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins sur lesquels
La figure 1 représente en coupe verticale un récupérateur de chaleur conformément à la présente invention installé dans une cheminée
La figure 2 représente en vue frontale le récupérateur selon la figure 1
La figure 3 représente une coupe selon III-III de la figure I
Et la figure 4 représente en coupe et d'une manière grossie la partie inférieure du récupérateur selon la figure 1.The present invention will be better understood from the study of a particular embodiment of a heat recovery unit described by way of non-limiting example and illustrated by the drawings in which
Figure 1 shows in vertical section a heat recovery unit according to the present invention installed in a chimney
Figure 2 shows in front view the recuperator according to Figure 1
Figure 3 shows a section on III-III of Figure I
And FIG. 4 represents in section and in an enlarged manner the lower part of the recuperator according to FIG. 1.

Le récupérateur de chaleur tel que réprésenté sur les figures comprend un caisson vertical, repéré d'une manière générale par la référence 1 qui est encastré dans le mur frontal 2 d'une cheminée. Ce caisson vertical I se présente sous la forme d'un parallèlogramme allongé dont la face la fait face au feu 3. The heat recovery unit as shown in the figures comprises a vertical box, generally identified by the reference 1 which is embedded in the front wall 2 of a chimney. This vertical box I is in the form of an elongated parallelogram, the face of which faces it towards the fire 3.

Dans l'exemple représenté, le récupérateur comprend en outre un caisson horizontal, répéré d'une manière générale par la référence 4, qui s'étend à partir de la partie inférieure du caisson vertical 1 et qui sert de foyer. La face inférieure du caisson 4 est sensiblement en alignement avec la face inférieure du caisson 1. In the example shown, the recuperator further comprises a horizontal box, generally referred to by the reference 4, which extends from the bottom of the vertical box 1 and which serves as a hearth. The underside of the housing 4 is substantially in alignment with the underside of the housing 1.

Un caisson supérieur , répéré par la référence 5, s'étend à partir de la partie supérieure du caisson vertical 1 au-dessus du feu 3 et communique avec le caisson vertical 1 par une grande ouverture 6. Le caisson 5 a une section perpendiculairement au caisson vertical 1 en forme d'anse de panier. An upper box, referenced by the reference 5, extends from the upper part of the vertical box 1 above the light 3 and communicates with the vertical box 1 through a large opening 6. The box 5 has a section perpendicular to the vertical box 1 in the shape of a basket handle.

Dans les faces latérales du caisson 5 sont prévues des ouvertures 7 et 8. In the lateral faces of the box 5 are provided openings 7 and 8.

Comme on peut le voir sur les figures I et 3, le caisson vertical comprend, à l'intérieur, des déflecteurs 8 qui s'étendent horizontalement depuis la face la du caisson vertical 1 jusqu'à sensiblement sa face arrière lb. Ces déflecteurs 8 sont uniquement fixés sur la face la du caisson 1 et peuvent donc jouer le rôle de raidisseurs de cette face la. As can be seen in Figures I and 3, the vertical box comprises, inside, deflectors 8 which extend horizontally from the face 1a of the vertical box 1 to substantially its rear face 1b. These deflectors 8 are only fixed on the face 1a of the box 1 and can therefore play the role of stiffeners on this face 1a.

Comme on peut le voir plus précisemment sur la figure 3, les déflecteurs 8 se présentent sous la forme de T dont les branches 8a et 8b sont inclinées, la branche médiane 8b étant dirigée vers le bas
Les différents déflecteurs 8 sont disposés, dans l'exemple représenté, en alignement suivant des lignes horizontales sur toute la largeur du caisson vertical et suivant des lignes verticales s'étendant depuis la base du caisson vertical jusque au voisinage de la partie inférieure du caisson supérieur 5 de telle sorte que toute verticale rencontre au moins une série verticale de déflecteur.As can be seen more precisely in FIG. 3, the deflectors 8 are in the form of a T whose branches 8a and 8b are inclined, the middle branch 8b being directed downwards
The different deflectors 8 are arranged, in the example shown, in alignment along horizontal lines over the entire width of the vertical box and along vertical lines extending from the base of the vertical box to the vicinity of the lower part of the upper box. 5 so that any vertical meets at least one vertical series of deflector.

Comme on peut le voir plus précisemment sur les figures i et 4, le caisson vertical 1 comprend dans sa face inférieure une ouverture 9 et dans sa face arrière lb, au voisinage de sa partie inférieure, une ouverture 10. Ces ouvertures 9 et 10 s'étendent horizontalement sur sensiblement toute la largeur du caisson 1. As can be seen more precisely in Figures i and 4, the vertical box 1 comprises in its underside an opening 9 and in its rear face 1b, in the vicinity of its lower part, an opening 10. These openings 9 and 10 s 'extend horizontally over substantially the entire width of the box 1.

Un clapet 11 en forme de plan et portant un axe 12 qui pénètre dans les faces latérales du caisson vertical 1 ou dans des pièces intermédiaires fixées à ces faces au voisinage de la partie inférieure de la face arrière lb du caisson vertical 1 permet d'obstruer partiellement ou complètement les ouvertures 9 et 10. A valve 11 in the form of a plane and carrying an axis 12 which penetrates into the lateral faces of the vertical box 1 or into intermediate parts fixed to these faces in the vicinity of the lower part of the rear face 1b of the vertical box 1 makes it possible to obstruct partially or completely the openings 9 and 10.

Dans l'exemple représenté, des tiges 13 s'étendant au travers du caisson 4 sensiblement perpendiculairement au caisson vertical 1 au-delà du foyer de la cheminée et guidées dans le caisson 4, portent à leur extrémité un ergot 14 qui pénètre dans un trou oblongue 15 pratiqué dans une pièce 16 fixée au clapet 11. Le trou oblongue 15 et l'ergot 14 sont tels que, lorsqu'on fait glisser la tige 13, l'ergot 14 se déplace dans le trou oblongue 15 en faisant pivoter le clapet 11 autour de l'axe 12. Ainsi en manoeuvrant la tige 13 on peut obstruer complètement l'ouverture 10 en appliquant le clapet il contre la face lb du caisson vertical 1 ou obstruer l'ouverture 9 en faisant porter le coin supérieur du clapet 11 contre la face la du caisson vertical 1. In the example shown, rods 13 extending through the box 4 substantially perpendicular to the vertical box 1 beyond the hearth of the chimney and guided in the box 4, carry at their end a lug 14 which enters a hole oblong 15 made in a part 16 fixed to the valve 11. The oblong hole 15 and the pin 14 are such that, when the rod 13 is slid, the pin 14 moves in the oblong hole 15 by pivoting the valve 11 around the axis 12. Thus by maneuvering the rod 13 one can completely obstruct the opening 10 by applying the valve there against the side lb of the vertical box 1 or obstruct the opening 9 by bringing the upper corner of the valve 11 against the face of the vertical box 1.

Comme on peut le voir sur la figure 1, le récupérateur est monté dans une cheminée de telle sorte que l'intérieur du caisson vertical 1 communique avec l'extérieur par un canal horizontal 17 et par l'ouver- ture 10, l'ouverture 9 étant obstruer par la maçonnerie. Dans cet exemple de montage, le clapet il peut donc servir à obstruer partiellement ou complètement l'ouverture 10. On aurait également pu representer un canal 17 débouchant dans le caisson vertical 1 par l'ouverture 9, l'ouverture 10 aurait alors été obstruée par de la maçonnerie. On peut remarquer que le même clapet 11 aurait pu servir à obstruer partiellement ou complètement ltouverture 9. As can be seen in Figure 1, the recuperator is mounted in a chimney so that the inside of the vertical box 1 communicates with the outside via a horizontal channel 17 and through the opening 10, the opening 9 being obstructed by masonry. In this mounting example, the valve it can therefore be used to partially or completely obstruct the opening 10. We could also have represented a channel 17 opening into the vertical box 1 through the opening 9, the opening 10 would then have been obstructed by masonry. It can be noted that the same valve 11 could have been used to partially or completely obstruct the opening 9.

Grâce à l'élévation de température qu'il subit à cause du feu 3, l'air provenant de l'extérieur de la cheminée circule dans le canal 17 pratiqué dans le mur 2 et pénètre dans le caisson vertical 1, à sa base, par l'ouverture 10. Ensuite, l'air monte dans le caisson vertical 1 selon un trajet sinueux ou tourbillonnant provoqué par les déflecteurs 8 et pénètre dans le caisson supérieur 5 pour en ressortir par les orifices 7 et 8 et être canalisé par les gaines 18 et 19 vers là où les pièces à chauffer. Thanks to the rise in temperature which it undergoes because of the fire 3, the air coming from outside the chimney circulates in the channel 17 practiced in the wall 2 and penetrates into the vertical box 1, at its base, through the opening 10. Then, the air rises in the vertical box 1 along a winding or swirling path caused by the deflectors 8 and enters the upper box 5 to exit therefrom the orifices 7 and 8 and be channeled through the ducts 18 and 19 towards where the rooms to be heated.

L'air, au cours de son ascension naturelle, se trouve réchauffé dans le caisson vertical 1 où sa vitesse est réduite par les déflecteurs 8 ainsi que dans le caisson supérieur 5 qui est place jusque au-dessus du feu et qui est continuellement enveloppé par l'air chaud et les fumées provenant du feu. The air, during its natural ascent, is heated in the vertical box 1 where its speed is reduced by the deflectors 8 as well as in the upper box 5 which is placed above the fire and which is continuously enveloped by hot air and smoke from the fire.

Si l'on veut régler le débit de l'air traversant le récu pérateur, il suffit de manoeuvrer la tige 13 qui actionne le clapet 11. Par ailleurs, en cas de non utilisation du récupérateur ou en cas d'absence de feu, il est préférable de fermer l'ouverture 10 par le clapet 11 afin d'empêcher l'air frais provenant de l'extérieur de pénétrer dans la ou les pièces où les gaines 18 et 19 débouchent. If one wants to adjust the air flow rate passing through the collecting tank, it suffices to maneuver the rod 13 which actuates the valve 11. Furthermore, if the recuperator is not used or if there is no fire, it it is preferable to close the opening 10 by the valve 11 in order to prevent fresh air from the outside from entering the room or rooms where the ducts 18 and 19 open.

On peut remarquer en outre que le caisson vertical 1
et le caisson supérieur 5 ne comprennent que les ouvertures 7, 8, 9 et 10 et,
en conséquence, les fumées provenant du feu ne seront jamais évacuées
par les gaines 18 et 19.It can also be noted that the vertical box 1
and the upper box 5 only include the openings 7, 8, 9 and 10 and,
as a result, smoke from the fire will never be exhausted
through ducts 18 and 19.

Bien entendu, les différents éléments formant les récu
pérateurs de chaleur selon la présente invention sont, de préférence, réa
lisés en tôle d'épaisseur convenablement choisie. De plus, ce récupérateur
de chaleur peut avantageusement se présenter sous la forme d'une construction
soudée.Of course, the different elements forming the receipts
heat perforators according to the present invention are preferably reacted
read in sheet metal of suitably chosen thickness. In addition, this recuperator
heat can advantageously be in the form of a construction
welded.

La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci
dessus decrit. On peut en effet prévoir une tige de réglage du clapet s'éten
dant verticalement d'un côté et à l'extérieur du caisson vertical, cette tige
étant guidée et possédant de la même manière que précédemment, un téton à son
extrémité inférieure se déplaçant dans un trou oblong eut à son extrémité supé
rieure un téton s'étendant vers l'avant du caisson vertical et permettant par
une liaison appropriée au caisson vertical un réglage en hauteur de la tige
verticale. The present invention is not limited to the example below
above described. We can indeed provide a valve adjustment rod extends
vertically on one side and outside the vertical box, this rod
being guided and possessing in the same manner as before, a nipple at its
lower end moving in an oblong hole had at its upper end
a nipple extending towards the front of the vertical box and allowing by
an appropriate connection to the vertical box an adjustment in height of the rod
vertical.

Claims

1. Heat recovery unit which can be installed in particular in a domestic chimney, comprising in particular a box extending vertically in front of the fire and provided at its lower part with at least one fresh air intake opening and at its part upper of at least one heated air exhaust opening, characterized in that said vertical box comprises, inside, deflectors intended to slow the rise of air in order to prolong its residence time in the vertical box.

2. A recuperator according to claim 1 characterized in that said deflectors extend horizontally and are T-shaped whose branches are inclined, the middle branch of the T being directed downward and the different deflectors being arranged relative to each other to the others in such a way that the air makes a sinuous or swirling path in the vertical box.

3. Recuperator according to claim 2 characterized in that said deflectors are arranged in vertical and horizontal lines so that the air can never follow a vertical path without encountering deflectors.

4. Recuperator according to one of claims 2 and 3 characterized in that said deflectors extend from the front face of the vertical box, which faces the fire, up to substantially its rear face, and are fixed on the front face .

5. Recuperator according to any one of the preceding claims, characterized in that the vertical box comprises, at its lower part, an opening in its lower face and an opening in its rear vertical face, in order to allow an entry of fresh air. either from below or from the back of the vertical box, depending on the design of the masonry of the chimney.

6. Recuperator according to claim 5 characterized in that said openings extend horizontally substantially over the entire width of the vertical box.

7. Recuperator according to one of claims 5 and 6 characterized in that a valve! which can be controlled from the outside and which is articulated in the vicinity of the lower part of the rear face of the vertical box makes it possible to partially or completely obstruct one or the other of said air intake openings, thus making it possible to vary the air flow entering through one of these openings and to close it completely, the other being obstructed.

8. A recuperator according to claim 7 characterized in that said valve is controlled by at least one rod which extends forwardly beyond the hearth of the chimney.

9. A recuperator according to claim 8 and further comprising a horizontal box extending from the bottom of the vertical box and forming a hearth, characterized in that said rod is guided in said horizontal box to move horizontally and that it acts on the valve by means of a lug fixed at its end, this lug moving, when said rod is slid, in an oblong hole; practiced in a part fixed to the valve so as to operate said valve from its closed position of an air intake opening to its closed position of the other air intake opening.

10. Recuperator according to claim 7 characterized in that said valve is controlled by a rod which extends vertically on one side and outside of the vertical box, this rod being provided at its upper end with a stud s' extending towards the front of the vettical box and allowing the height adjustment of said rod and its other end being connected to the valve so as to rotate it.

11. Recuperator according to any one of the preceding claims, characterized in that it also comprises a box extending above the fire, box which communicates with the upper part of the vertical box and which comprises at least one opening of air exhaust, its section perpendicular to the vertical box being shaped like a basket.