FR2506902A1

FR2506902A1 - Fireplace stove with air circulation ducts - has catalytic panel to aid burning of solid fuel

Info

Publication number: FR2506902A1
Application number: FR8102064A
Authority: FR
Inventors: Jean Marielle
Original assignee: Lara SA
Current assignee: Lara SA
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1981-01-29
Publication date: 1982-12-03

Abstract

The parallelepipedal hearth has two lateral circulation corridors (51,52) and an envelope corridor (53) with an inverse U shape on a plane cut perpendicular to the front face of the hearth. The envelope corridor has a T-shaped cross-section parallel to the front face of the hearth and the lateral corridors are housed under the ends of the top part of the envelope corridor. The latter has an air entry (59) at its bottom part (56) situated under the hearth and lateral air exits (60,61) at the ends of its top part (57).

Description

La présente invention est du domaine des moyens de chauffage domestique et elle a plus particulièrement pour objet un appareil de chauffage destiné notamment à la combustion des combustibles solides, tels que bois ou charbon, du type constitué d'un foyer sensiblement parallélépipédique et d'une enceinte de circulation d'air par convection entourant le foyer, ledit appareil mettant en oeuvre des moyens catalytiques pour parachever la combustion. The present invention is in the field of domestic heating means and it relates more particularly to a heating device intended in particular for the combustion of solid fuels, such as wood or coal, of the type consisting of a substantially parallelepipedal hearth and a convection air circulation enclosure surrounding the hearth, said apparatus employing catalytic means to complete the combustion.

Un des buts de la présente invention est de proposer une structure d'appareil de chauffage conférant à celui-ci la forme et les dimensions d'une cheminée de type courant dans la première moitié du vingtième siècle, et lui conférant aussi le mode de fonctionnement de telles cheminées à savoir un fonctionnement à feu apparent. One of the aims of the present invention is to provide a structure of a heating appliance giving it the shape and dimensions of a chimney of the type common in the first half of the twentieth century, and also giving it the operating mode. such chimneys, namely operation on apparent fire.

Un autre but de la présente invention est de proposer un poêle en forme de cheminée monobloc du genre précité assurant le chauffage des locaux à l'aide de combustible solide avec un rendement maximai. Another object of the present invention is to propose a stove in the form of a one-piece chimney of the aforementioned kind ensuring the heating of the premises using solid fuel with maximum efficiency.

Selon une première caractéristique gé nérale de l'invention, un appareil de chauffage du type précité est principalement caractérisé dans sa structure en ce que ladite enceinte se décompose en trois couloirs de circulation à savoir deux couloirs parallélépipédiques dits latéraux et un couloir, dit d'enveloppe, ayant, suivant un plan coupe vertical perpendiculaire à la face avant du foyer, une forme en U renversé. Plus particulièrement ledit couloir d'enveloppe a, en projection sur plan vertical parallèle à la face avant du foyer, une conformation en T, et lesdits couloirs latéraux, moins élevés que le couloir d'enveloppe, sont logés sous les extrémités de la partie supérieure du couloir d'enveloppe.De préférence le couloir d'enveloppe est pourvu d'une entrée d'air à sa partie inférieure située sous le foyer, et de sorties d'air latérales situées aux extrémités de sa partie supérieure. De préférence lesdits couloirs latéraux étant pourvus chacun d'une entrée d'air à leur partie inférieure, et d'une sortie à leur partie supérieure, lesdites entrées et sorties sont situées sur les faces avant de cesdits couloirs. De préférence le couloir d'enveloppe est traversé, dans sa partie inférieure par un puits vertical d'évacuation des cendres et d'amenée de l'air de combustion et est traversé dans sa partie médiane par un conduit horizontal d'évacuation des fumées. According to a first general characteristic of the invention, a heating device of the aforementioned type is mainly characterized in its structure in that said enclosure is broken down into three circulation corridors, namely two parallelepipedal corridors called lateral and a corridor, called envelope, having, in a vertical section plane perpendicular to the front face of the hearth, an inverted U shape. More particularly, said envelope corridor has, in projection on a vertical plane parallel to the front face of the hearth, a T-shaped configuration, and said lateral corridors, lower than the envelope corridor, are housed under the ends of the upper part of the envelope corridor. Preferably the envelope corridor is provided with an air inlet at its lower part located under the hearth, and lateral air outlets located at the ends of its upper part. Preferably said lateral corridors each being provided with an air inlet at their lower part, and an outlet at their upper part, said inlets and outlets are located on the front faces of these said corridors. Preferably the envelope corridor is crossed, in its lower part by a vertical ash evacuation well and the combustion air supply and is crossed in its middle part by a horizontal flue evacuation duct.

La technique de construction qui sera avantageusement utilisée pour la réalisation d'une telle struc ture en caisson mettra en oeuvre des tôles soudées et/ou boulonnées avec de larges surfaces sur toutes les pièces raccordées, ce qui assurera un très bon échange thermique de l'appa reil
Selon une deuxième caractéristique générale de l'invention, le foyer comporte dans sa partie supérieure une tôle de voûte s'étendant sur environ la moitié avant du foyer, et d'un panneau dit à réaction catalytique, articulé par l'intermédiaire d'un tube sur ladite tôle, ledit panneau s'étendant sur la partie complémentaire du foyer, ledit panneau pouvant obturer partiellement la section de passage des fumées du foyer au conduit d'évacuation des fumées.The construction technique which will advantageously be used for the realization of such a box structure will use welded and / or bolted sheets with large surfaces on all the connected parts, which will ensure a very good heat exchange of the device
According to a second general characteristic of the invention, the hearth comprises in its upper part an arch plate extending over approximately the front half of the hearth, and of a panel called a catalytic reaction, articulated by means of a tube on said sheet, said panel extending over the complementary part of the hearth, said panel being able to partially close the section for the passage of smoke from the hearth to the smoke evacuation duct.

Un tel panneau catalytique permet d'obtenir un rendement exceptionnel de la combustion en favorisant le dégagement de toutes les calories des imbrûlés, étant disposés à la partie haute du foyer sur le passage des gaz après combustion ; il permet également une sortie des fumées à une température assez élevée pour avoir un bon tirage et éviter la condensation. Ce panneau à catalyse qui fait toute la largeur du foyer se relève pour permettre l'allumage et éviter tout encrassement pendant cette phase. En position fonctionnement, l'extrémité repose sur la plaque de fond donnant une inclinaison vers l'avant de la partie radiante afin de diriger plus vers l'avant l'effet de rayonnement du panneau. Such a catalytic panel makes it possible to obtain an exceptional efficiency of combustion by promoting the release of all the calories from the unburnt, being disposed at the upper part of the hearth on the passage of gases after combustion; it also allows a smoke outlet at a temperature high enough to have a good draft and avoid condensation. This catalyzed panel which covers the entire width of the fireplace is raised to allow ignition and to avoid any fouling during this phase. In the operating position, the end rests on the bottom plate giving a forward inclination of the radiant part in order to direct the radiation effect of the panel more forward.

Suivant une autre caractéristique visant à la performance du panneau précédent, ledit tube d'articulation comporte une partie rectiligne située dans le foyer, ladite partie rectiligne étant percée de trous le long d'une génératrice faisant face au foyer , et d'une partie coudée située à l'extérieur du foyer, ladite partie coudée comportant un clapet disposé de telle sorte qu'il soit ouvert lorsque le panneau est en position d'obturation. De préférence ledit panneau repose, en position d'obturation, le long de son bord arrière contre une plaque de fond séparant la zône de combustion d'une boite de passage arrière des fumées, la longueur du panneau étant plus petite que la longueur de la boite de manière à ménager aux extrémités du panneau des passages ouverts en permanence. According to another characteristic aimed at the performance of the previous panel, said articulation tube comprises a rectilinear part situated in the hearth, said rectilinear part being pierced with holes along a generator facing the hearth, and with a bent part located outside the hearth, said bent part comprising a valve arranged so that it is open when the panel is in the closed position. Preferably said panel rests, in the closed position, along its rear edge against a bottom plate separating the combustion zone from a rear smoke passage box, the length of the panel being shorter than the length of the box so as to provide permanently open passages at the ends of the panel.

Grâce aux dispositions précitées, lors du démarrage de l'appareil, le panneau à catalyse pourra être relevé et les fumées passeront directement du foyer au conduit d'évacuation sans que le tirage ne soit entravé ; dès qu'un certain tirage sera établi dans la cheminée, le panneau à catalyse pourra être rabaissé et dès lors il sera léché par les fumées comportant des imbrûlés, et il parachèvera la combustion de ces derniers ; une arrivée d'air frais nécessaire pour parachever cette combustion sera alors réalisée par le moyen du tube formant pivot ; l'ouverture du ou des clapets ne gênera alors aucunement le tirage, celui-ci étant alors largement suffisant. Thanks to the aforementioned provisions, when starting the device, the catalysis panel can be raised and the fumes will pass directly from the fireplace to the exhaust duct without the draft being hampered; as soon as a certain draft is established in the chimney, the catalysis panel can be lowered and from then on it will be licked by the fumes comprising unburnt, and it will complete the combustion of the latter; a fresh air supply necessary to complete this combustion will then be carried out by means of the tube forming a pivot; the opening of the valve (s) will then not hinder the draft in any way, the latter then being largely sufficient.

Suivant une troisième caractéristique générale de l'invention, la face avant du foyer est constituée par une vitre entourée au moins partiellement d'un cadre, le dit cadre étant librement articulé sur un support de cadre monté pivotant sur la face avant de l'appareil. De préférence ledit support de cadre sera sollicité vers la position de fermeture de la face avant par un ressort Ce ressort solidaire de l'axe de pivotement, et par exemple logé dans un montant latéral du bâti, assurera une parfaite fermeture, une ouverture équilibrée et un semi-verrouillage en position ouverte de la vitre comme cela est par exemple connu dans la fermeture des fours de cuisinières. According to a third general characteristic of the invention, the front face of the hearth is constituted by a window at least partially surrounded by a frame, the said frame being freely articulated on a frame support pivotally mounted on the front face of the appliance. . Preferably said frame support will be biased towards the closed position of the front face by a spring. This spring secured to the pivot axis, and for example housed in a lateral upright of the frame, will ensure perfect closure, a balanced opening and semi-locking in the open position of the glass as is for example known in the closing of oven stoves.

On notera que grâce aux dispositions de l'invention l'appareil de chauffage peut fonctionner aussi bien qu'en porte, ou face avant, fermée, qu'en porte ouverte et que dans ce dernier cas la vitre constitue un pare-étincelles assurant la chute des escarbilles devant le foyer sur un protège-sol qui peut être prévu à cet effet. It will be noted that, thanks to the provisions of the invention, the heating appliance can operate as well as in the door, or front face, closed, as in the open door and in the latter case the window constitutes a spark arrester ensuring the fall of the carbuncles in front of the hearth on a ground protector which can be provided for this purpose.

On notera aussi que le conduit d'évacuation des fumées peut encore sortir verticalement de l'appareil en empruntant la partie ascendante du couloir d'enveloppe et en traversant la partie supérieure de celui-ci. It will also be noted that the smoke evacuation duct can still exit vertically from the apparatus by taking the ascending part of the envelope passage and crossing the upper part thereof.

On notera enfin que l'appareil de l'invention peut également être construit pour être utilisé en chauffage central à eau chaude. Dans ce cas le couloir d'enveloppe sera conformé en chaudière avec départ d'eau chaude à la partie haute de préférence latérale et retour d'eau à sa partie basse. Finally, it should be noted that the apparatus of the invention can also be constructed for use in central heating with hot water. In this case the envelope corridor will be shaped as a boiler with hot water leaving at the top, preferably lateral, and water return at its bottom.

La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles
La fig.l est une illustration en perspective éclatée d'une structure en caisson d'un appareil conforme à l'invention,
Lesfig.2 a et b illustrent schématiquement en élévation de face et de profil le caisson, ou couloir central, ou d'enveloppe, de la figure précédente,
La fig.3 est une coupe schématique par un plan vertical perpendiculaire à la face avant d'un appareil de l'invention, et
La fig.4 est une illustration en perspective du même.The present invention will be better understood and details will be apparent from the description which will be given of a particular embodiment in relation to the figures of the appended plates in which
Fig.l is an exploded perspective illustration of a box structure of an apparatus according to the invention,
Lesfig.2 a and b illustrate schematically in front elevation and in profile the box, or central corridor, or envelope, of the previous figure,
Fig.3 is a schematic section through a vertical plane perpendicular to the front face of an apparatus of the invention, and
Fig.4 is a perspective illustration of the same.

Sur les fig.l et 2 l'enceinte entourant le foyer se décompose en trois couloirs de circulation à savoir : deux couloirs parallélépipédiques 51,52, dits latéraux et un couloir central 53, dit encore d'enveloppe. Le couloir d'enveloppe 53 a en projection sur un plan vertical 54 parallèle à la face avant du foyer une conformation en T, comme cela apparaît bien sur la fig.2b ; il a, en projection sur un plan vertical 55 perpendiculaire à la face avant du foyer une forme en U renversé comme cela apparaît sur la fig.2a. In fig.l and 2 the enclosure surrounding the hearth is divided into three circulation corridors, namely: two parallelepipedal corridors 51, 52, said to be lateral, and a central corridor 53, also called an envelope. The envelope corridor 53 has in projection on a vertical plane 54 parallel to the front face of the hearth a T-shaped conformation, as can be seen in FIG. 2b; it has, in projection on a vertical plane 55 perpendicular to the front face of the hearth an inverted U shape as it appears in fig.2a.

L'espace compris entre les ailes du U du couloir d'enveloppe définies respectivement comme partie inférieure 56 et partie supérieure 57, est occupé par le foyer non visible sur ces figures ; les parties inférieure et supérieure sont reliées par une partie médiane verticale 58. On remarque notamment sur la fig.2b comment les couloirs latéraux sont logés sous les ex trémités de la partie supérieure du couloir d'enveloppe.The space between the wings of the U of the envelope corridor defined respectively as lower part 56 and upper part 57, is occupied by the hearth not visible in these figures; the lower and upper parts are connected by a vertical middle part 58. It can be seen in particular in FIG. 2b how the lateral corridors are housed under the ends of the upper part of the envelope corridor.

Le couloir d'enveloppe 53 est pourvu d'une entrée d'air 59 à sa partie inférieure et de deux sorties d'air latérales 60 et 61 situées aux extrémités de sa partie supérieure. Les couloirs latéraux 51 et 52 sont pourvus chacun d'une entrée d'air 62 à leur partie inférieure et drune sortie d'air 63 à leur partie supérieure. The envelope passage 53 is provided with an air inlet 59 at its lower part and two lateral air outlets 60 and 61 situated at the ends of its upper part. The lateral corridors 51 and 52 are each provided with an air inlet 62 at their lower part and an air outlet 63 at their upper part.

Le couloir d'enveloppe est traversé dans sa partie inférieure par un puits vertical 64 et dans sa partie médiane d'un conduit horizontal 65. The envelope corridor is crossed in its lower part by a vertical well 64 and in its middle part by a horizontal duct 65.

Sur la fig.3 représentant une forme particulière de réalisation du dispositif de l'invention avec un écorché d'une des circulations latérales, montre l'un des deux montants, ou caissons, latéraux 1 et 2 qui sont similaires. In Fig.3 showing a particular embodiment of the device of the invention with a cutaway of one of the lateral circulations, shows one of the two uprights, or boxes, lateral 1 and 2 which are similar.

L'écorché du montant 1 permet de voir le système de chicanes 3,4,5 décallées dans leurs positions pour permettre le meilleur échange de chaleur avec l'air y circulant. The cutaway of the upright 1 makes it possible to see the system of baffles 3,4,5 shifted in their positions to allow the best heat exchange with the air circulating there.

La grille avant 6 est obstruée sur la distance se trouvant entre les chicanes 3 et 5. Ala partie basse de cette grille 6, une partie 7 est également obstruée pour éviter la prise d'air au ras du sol. Sur la partie de la grille 6, entre la paroi intérieure au sol et la chicane 5, il est disposé un filtre 8 auquel l'on a accès en enlevant la grille 6. The front grid 6 is obstructed over the distance between the baffles 3 and 5. At the lower part of this grid 6, a part 7 is also obstructed to avoid the air intake at ground level. On the part of the grid 6, between the interior wall on the ground and the baffle 5, there is disposed a filter 8 to which one has access by removing the grid 6.

Par cet écorché, apparaît l'extrémité du tube pivot et d'alimentation en air du panneau catalyse. Ce tube ayant à son extrémité le coude 9 auquel est suspendu le clapet 10 ouvert. En 11 le coude 10 en position d'allumage clapet fermé. By this cutaway, appears the end of the pivot tube and air supply of the catalyzed panel. This tube having at its end the elbow 9 to which the valve 10 open is suspended. In 11 the elbow 10 in the closed valve ignition position.

La fig.3 fait également apparaitre la porte du foyer fermé d'une vitre 12 logée dans son cadre 13 lui-même axé et pivotant sur son support. Le foyer est garni de briques 14 ; sur le devant du foyer une grille 15 retient les morceaux de bois vers l'intérieur. Le fond est garni d'une plaque de fonte 16. Au-dessus du foyer, une tirette de commande 17 qui sert à manoeuvrer le panneau catalyseur. Fig.3 also shows the door of the closed hearth with a window 12 housed in its frame 13 itself oriented and pivoting on its support. The foyer is lined with bricks 14; on the front of the hearth a grid 15 holds the pieces of wood inward. The bottom is lined with a cast iron plate 16. Above the hearth, a control rod 17 which is used to operate the catalyst panel.

Le dessus 18 est ouvert à ses deux extrémités et garni par des grilles 19, c'est par ces grilles que sort l'air chaud circulant dessous et derrière le foyer. The top 18 is open at its two ends and furnished with grilles 19, it is through these grids that the hot air circulating below and behind the hearth comes out.

L'air de cette circulation rentre par la grille 20.The air from this circulation enters through grid 20.

En dessous de la grille, le cendrier 21 comporte sur sa partie avant des orifices d'arrivée d'air 22. Celles-ci sont réglables, commandées par la tirette 23. Below the grate, the ashtray 21 has on its front part air inlet orifices 22. These are adjustable, controlled by the pull tab 23.

La partie basse de la cheminée est dégagée et sert de stockage du bois. The lower part of the fireplace is unobstructed and serves as wood storage.

Le fond est garni d'une plaque amovible 24 comportant un protège sol 25 qui peut être un élément séparé de la plaque 24. The bottom is lined with a removable plate 24 comprising a floor protector 25 which can be a separate element from the plate 24.

La fig.4 est une coupe verticale du dispositif précédent, porte de foyer fermée. Cette figure, en plus des éléments de la description de la fig.3, fait apparaître le mode de construction et d'assemblage sans qu'il y ait besoin de plus amples détails. Fig.4 is a vertical section of the previous device, closed hearth door. This figure, in addition to the elements of the description in Fig. 3, shows the method of construction and assembly without the need for further details.

Cette coupe a la particularité de présenter la circulation d'air 26, dessous, derrière et dessus le foyer qui peut, dans un modèle chauffage central à eau chaude, être le réservoir d'eau chaude (dans ce cas en tôle soudée étanche). Dans le passage de cette circulation 26 apparaissent, le passage des cendres 27 du foyer au cendrier et également un tube 28 qui est soudé aux deux parois-et laisse passer le tuyau des fumées 29 qui, plus petit permet ais6- ment de raccorder sur le conduit des fumées. I1 est vissé au bâti par sa collerette 30. This section has the particularity of presenting the air circulation 26, below, behind and above the hearth which can, in a model of central heating with hot water, be the hot water tank (in this case in sealed welded sheet metal). In the passage of this circulation 26 appear, the passage of the ashes 27 from the hearth to the ashtray and also a tube 28 which is welded to the two walls - and allows the smoke pipe 29 to pass, which, being smaller, allows easy connection to the conducts smoke. I1 is screwed to the frame by its flange 30.

L'isolation vers le mur est faite par une tôle d'aluminium 31 qui comporte le moins de ponts thermiques avec le bâti. The insulation towards the wall is made by an aluminum sheet 31 which has the fewest thermal bridges with the frame.

La disposition du panneau à réaction catalytique 32 pivotant sur son axe formé du tube 33 suivant l'arrivée d'air percé de trous 34. Ce tube est parallèle et jointif à la tôle de voûte 35 à travers laquelle passe la tirette de commande 17. The arrangement of the catalytic reaction panel 32 pivoting on its axis formed by the tube 33 following the arrival of air pierced with holes 34. This tube is parallel and joined to the roof plate 35 through which the control rod 17 passes.

Les traits pointillés 36 représentent le panneau en position d'allumage. Le fond du foyer est garni de briques 37. The dotted lines 36 represent the panel in the ignition position. The bottom of the hearth is lined with bricks 37.

Sur le passage des cendres du foyer au cendrier, il existe une grille fonte 38 qui est simplement posée. On the passage of the ashes from the hearth to the ashtray, there is a cast iron grate 38 which is simply placed.

La plaque de fond de foyer 16 vient s'emboiter derrière les briques du fond et entre les briques laterales. En bas, deux bossages 38 et en haut deux arrêtoirs 39 limitent le passage des fumées vers l'évacuation. The hearth base plate 16 fits behind the bottom bricks and between the side bricks. At the bottom, two bosses 38 and at the top two retainers 39 limit the passage of smoke towards the discharge.

A la partie basse de la cheminée, la plaque 24 vient se loger dans deux tubes 40 qui passsent dans les parois intérieures des montants latéraux 1 et 2 et permettent de porter la cheminée dans es différents transports et installations. At the lower part of the chimney, the plate 24 is housed in two tubes 40 which pass through the inner walls of the lateral uprights 1 and 2 and allow the chimney to be carried in various transport and installations.

Comme cela a déjà été dit plus haut, un dispositif de l'invention, appelé encore cheminée-poêle peut également être construit pour être utilisé en chauffage central à eau chaude. As has already been said above, a device of the invention, also called chimney-stove can also be constructed for use in central heating with hot water.

Claims

1.- Heating device consisting of a hearth substantially

parallelepiped and an air circulation enclosure

by convection surrounding the hearth, said apparatus putting

using catalytic means to complete the combustion, characterized

in that said enclosure is broken down into three circulation corridors, namely: two parallelepipedal so-called lateral corridors (51, 52) and a corridor, called an envelope (53), having a vertical section plane perpendicular to the face before the hearth, a forum

me in inverted U 2. Apparatus according to claim 1, characterized

- in that said envelope corridor has, projected onto

vertical plane parallel to the front face of the hearth, a T-shaped configuration, and

- in that said lateral corridors are housed under the

ends of the upper part of the envelope corridor;

3.- Apparatus according to claim 1, characterized

in that the envelope passage is provided with an air inlet (59) at its lower part (56) situated under the hearth, and lateral air outlets (60) 61) situated at the ends of its part upper (57) 4.- apparatus according to claim 1, characterized

in that said lateral corridors are each provided with an air inlet (62) in their part

lower, and an outlet (63) at their upper part,

said inputs and outputs are located on the faces

before these so-called corridors;

5.- Apparatus according to claim 1, characterized in that the envelope corridor is traversed, in its lower part by a vertical well (64) for evacuating the ashes and supplying air from

combustion and is crossed in its middle part (58) by

a horizontal flue (65) for evacuating fumes 6.- Apparatus according to claim 1, characterized

in that the hearth contains in its

upper part a roof plate (35) extending over

about the front half of the fireplace, and a panel (32)

says catalytic reaction, articulated through

a tube (33) on said sheet, said panel extending

on the complementary part of the hearth, said panel for

before partially blocking the fu passage section

from the hearth to the smoke evacuation duct 7.- Apparatus according to claim 6, characterized

in that said articulation tube

has a rectilinear part located in the hearth, the

said straight part being pierced with holes (34) along

a generator facing the fireplace, and part

angled outside the hearth, said neck part

dée comprising a valve arranged so that it

is open when the panel is in the closed position

8.- Apparatus according to claim 7, characterized

in that in the closed position the

said panel rests along its rear edge against a

bottom plate (16) separating the combustion zone from a

rear smoke passage box, pan length

neau being smaller than the length of the box of my

to spare at the ends of the passage panel

permanently open; 9.- Apparatus according to claim 1, characterized

in that the front of the fireplace is

constituted by a window (12) surrounded at least partially

lement of a frame, said frame being freely articulated

on a frame support (13) pivotally mounted on the face

front of the appliance; 10.- Apparatus according to claim 9, characterized

in that said frame support is

biased towards the closed position by a spring.