FR2542851A1

FR2542851A1 - Double-circuit heat recuperator

Info

Publication number: FR2542851A1
Application number: FR8304617A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-09-21
Also published as: FR2542851B1

Abstract

The subject of the invention is a double-circuit heat recuperator for a fireplace of the open-hearth type comprising a floor 1, a vertical bottom plate 7 and a hood 13 connected to a chimney pipe, said recuperator being characterised in that it consists of two parallel independent circuits which are arranged behind said bottom plate 7 and formed by a box divided internally by a metal wall 9 parallel to the bottom plate 7 and provided on each side with fins for deflection and diffusion 10, said bottom plate 7 being provided with grooves 19 for air passage, the space 11 delimited between the bottom plate 7 and said wall 9 being closed at its lower end as well as on its lateral sides and communicating at its upper end with the inside of said hood 13, while the space 12 delimited on the other side of said wall 9 communicates, at its lower part, with a space 5 formed under the floor 1 and open onto the room, in which the fireplace is situated, and, at its upper part, with a passage orifice 17 formed in the hood 13 and communicating with said room. Application to open-hearth domestic fireplaces.

Description

RECUPERATEUR DE CHALEUR A DOUBLE CIRCUIT
La présente invention a trait à un récupérateur de chaleur à double circuit adaptable à toute cheminée à foyer ouvert.DUAL CIRCUIT HEAT RECOVERY
The present invention relates to a dual circuit heat recovery unit adaptable to any open fireplace.

Le but de l'invention est de proposer un dispositif de récupération d'une partie des calories entrainées par les fumées et les courants d'air provenant du foyer, et habituellement perdues dans la cheminée puis à l'extérieur dans l'at oosphère. The object of the invention is to provide a device for recovering part of the calories entrained by the fumes and air currents coming from the hearth, and usually lost in the chimney and then outside in the atosphere.

A cet effet,l'invention a pour objet un récupérateur de chaleur à double circuit pour cheminée de type à foyer ouvert comprenant une sole, une plaque de fond verticale, et une hotte reliée à un conduit de cheminée, ledit récupérateur étant caractérisé en ce qu'il est constitué de deux circuits paral vièles indépendants disposés derrière ladite plaque de fond et formés par un caisson divisé intérieurement par une paroi métallique parallèle à la plaque de fond et pourvue de chaque côté d'ailettes de déflection et de diffusion, ladite plaque de fond étant pourvue de rainures de passage d'air, l'espace délimité entre la plaque de fond et ladite paroi étant fermé à son extrémité inférieure ainsi que sur ses côtés latéraux et communiquant à son extrémité supérieure avec l'intérieur de ladite hotte cependant que l'espace délimité de l'autre côté de ladite paroi communique, à sa partie inférieure, avec un espace ménagé sous la sole et ouvert sur la pièce où se trouve la cheminée et, à sa partie supérieure, avec un orifice de passage ménagé dans la hotte et communiquant avec ladite pièce. To this end, the subject of the invention is a dual circuit heat recovery unit for open hearth type chimney comprising a hearth, a vertical bottom plate, and a hood connected to a chimney flue, said recuperator being characterized in that that it consists of two independent parallel paral circuits arranged behind said bottom plate and formed by a box internally divided by a metal wall parallel to the bottom plate and provided on each side with deflection and diffusion fins, said plate bottom being provided with air passage grooves, the space defined between the bottom plate and said wall being closed at its lower end as well as on its lateral sides and communicating at its upper end with the interior of said hood however that the space delimited on the other side of said wall communicates, at its lower part, with a space provided under the hearth and open on the room where the chimney is located and, at its part e upper, with a through hole in the hood and communicating with said part.

Suivant un mode de réalisation ledit caisson constitué derrière la plaque de fond est prolongé à sa partie supérieure par un caisson de même structure, incliné au-dessus de la sole en direction dudit orifice de passage lequel est ménagé dans la paroi frontale de la hotte, la paroi frontale inclinée dudit prolongement étant également pourvue de rainures de passage d'air, l'espace délimité immédiatement derrière cette paroi frontale communiquant latéralement avec l'espace intérieur à la hotte. According to one embodiment, said box formed behind the bottom plate is extended at its upper part by a box of the same structure, inclined above the hearth in the direction of said passage orifice which is formed in the front wall of the hood, the inclined front wall of said extension also being provided with air passage grooves, the space delimited immediately behind this front wall communicating laterally with the space inside the hood.

L'espace délimité sous la sole est avantageusement muni d'ailettes de diffusion solidaires de la face inférieure de la sole. The space defined under the sole is advantageously provided with diffusion fins secured to the underside of the sole.

Les ailettes de déflection et de diffusion prévues de part et d'autre de la paroi interne séparatrice dudit cais- son et de son prolongement sont de préférence constituées de tronçons de lames planes séparés, en opposition de chaque c6té de ladite paroi, alignes et inclinés en alternance en vue d'accélérer la circulation de l'air. The deflection and diffusion fins provided on either side of the internal wall separating said box and its extension are preferably made up of sections of separate flat blades, in opposition to each side of said wall, aligned and inclined alternately to speed up air circulation.

Les rainures pratiquées dans la plaque de fond et son prolongement supérieur incliné sont de préférence inclinées symétriquement vers la sole à'la manière de chevrons à pointe en haut. The grooves made in the bottom plate and its inclined upper extension are preferably inclined symmetrically towards the sole in the manner of chevrons with a point at the top.

Un tel dispositif constitue un échangeur de chaleur air/air permettant avec une très bonne efficacité de xécu- pérer une bonne partie des calories véhiculées par l'air chaud provenant du foyer et circulant dans le premier circuit défini entre la plaque de fond de la cheminée et la paroi séparatrice dudit caisson, ces calories étant transférées, par l'intermédiaire de ladite paroi séparatrice et de ses ailettes, à l'air circulant derrière la paroi et provenant de la pièce après passage sous la sole, cet air étant réintroduit dans la pièce après réchauffage, par l'intermédiaire dudit orifice ménagé dans la hotte. Such a device constitutes an air / air heat exchanger making it possible, with very good efficiency, to extract a good part of the calories conveyed by the hot air coming from the hearth and circulating in the first circuit defined between the bottom plate of the chimney and the separating wall of said box, these calories being transferred, via said separating wall and its fins, to the air circulating behind the wall and coming from the room after passage under the floor, this air being reintroduced into the part after reheating, through said orifice in the hood.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels
- Figure 1 représente schématiquement une
vue en élévation de face d'un récupéra
teur de chaleur pour cheminée conforme à
l'invention, la plaque de fond de la che
minée étant enlevée ;
- Figure 2 représente schématiquement une
vue en élévation latérale et en coupe ver
ticale suivant la ligne Il-Il du disposés
tif de la figure 1 avec sa plaque de fond
- Figure 3 représente une vue en coupe sui
vant ia ligne III-III du dispositif de la
figure 2, et
- Figure 4 représente le dispositif de la
figure 1 avec sa plaque de cheminée.Other characteristics and advantages will emerge from the description which follows of an embodiment of the device according to the invention, description given by way of example only and with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 schematically represents a
front elevation view of a salvage
heat detector for chimney conforming to
the invention, the bottom plate of the che
mined being removed;
- Figure 2 schematically represents a
side elevation view and cross section
ticale along line Il-Il of arranged
tif of figure 1 with its bottom plate
- Figure 3 shows a sectional view sui
in front of line III-III of the device of the
Figure 2, and
- Figure 4 shows the device of the
Figure 1 with its chimney plate.

Sur les figures 1 à 3 on a schématisé en 1 une sole de foyer de cheminée constituée d'une plaque métallique horizontale à face supérieure lisse et fixée à distance au-dessus de la paroi de fond 2 du logement de réception du foyer de la cheminée. In FIGS. 1 to 3 there is shown diagrammatically at 1 a hearth hearth hearth consisting of a horizontal metal plate with a smooth upper face and fixed at a distance above the bottom wall 2 of the housing for receiving the hearth hearth .

La face inférieure de la sole 1 est munie d'ailettes de diffusion thermique 3- dont les formes, dimensions et 'dis- positions mutuelles peuvent varier. Les bords extrêmes des ailettes 3 sont de préférence à distance du fond 2 pour avoir une bonne circulation de l'air provenant de la pièce dans laquelle se trouve la cheminée. Cet air symbolisé par la flèche 4 sur la figure 2 pénètre dans l'espace 5 délimité par la sole 1, le fond 2 et les parois latérales 6 de la maçonnerie, par l'extrémité ouverte sur la piece dudit espace 5. The underside of the floor 1 is provided with thermal diffusion fins 3-, the shapes, dimensions and mutual arrangements of which may vary. The extreme edges of the fins 3 are preferably at a distance from the bottom 2 in order to have good circulation of the air coming from the room in which the chimney is located. This air, symbolized by the arrow 4 in FIG. 2, enters the space 5 delimited by the floor 1, the bottom 2 and the side walls 6 of the masonry, by the open end on the piece of said space 5.

Au-dessus de la sole 1 est disposée la plaque de fond verticale 7 de la chemine derrière laquelle est constitué un caisson double,c'est-à-dire un double compartiment formé entre la plaque de fond 7, la paroi verticale 8 de la maçonnerie et les parois latérales du logement de réception dans la maçonnerie du récupérateur. Above the floor 1 is disposed the vertical bottom plate 7 of the chimney behind which is formed a double box, that is to say a double compartment formed between the bottom plate 7, the vertical wall 8 of the masonry and the side walls of the receiving housing in the masonry of the recuperator.

L'espace entre 7 et 8 est divisé en deux espaces de circulation d'air parallèles et indépendants par l'intermé- diaire d'une plaque verticale métallique 9, parallèle à la plaque 7 et de part et d'autre de laquelle sont disposées des ailettes de déflection et de diffusion 10. Ces ailettes 10 sont des lames minces planes individuelles, par exemple en forme de trapèze venue de moulage avec la plaque 9 notamment lorsque celle-ci est en fonte. The space between 7 and 8 is divided into two parallel and independent air circulation spaces by means of a vertical metal plate 9, parallel to the plate 7 and on either side of which are arranged. deflection and diffusion fins 10. These fins 10 are individual planar thin blades, for example in the shape of a trapezium molded with the plate 9 in particular when the latter is made of cast iron.

Les ailettes 10 sont avantageusement disposées en opposition par paires, à chaque ailette d'un côté de la plaque 9 correspondant une ailette symétrique de l'autre c8- té. Les ailettes 10 peuvent être identiques ou non, alignées ou non, par exemple en rangées verticales et inclinée à 45 en alternance horizontalement comme représenté sur la figure 1 afin de faciliter la transmission des calories et la circulation des flux d'air. The fins 10 are advantageously arranged in opposition in pairs, to each fin on one side of the plate 9 corresponding to a symmetrical fin on the other side. The fins 10 may or may not be identical, aligned or not, for example in vertical rows and inclined at 45 alternately horizontally as shown in FIG. 1 in order to facilitate the transmission of calories and the circulation of air flows.

Dans l'espace 11 délimité entre les plaques 7 et 9 les ailettes 10 sont de préférence en contact avec la plaque de fond 7, cependant que dans l'espace 12 entre plaque 9 et paroi 8 les bords des ailettes 10, sont à distance ae ladite paroi 8 pour un meilleur débit de l'air réchauffé. In the space 11 delimited between the plates 7 and 9 the fins 10 are preferably in contact with the bottom plate 7, while in the space 12 between plate 9 and wall 8 the edges of the fins 10 are at a distance ae said wall 8 for a better flow of the heated air.

La plaque 9 est fixée dans la maçonnerie. The plate 9 is fixed in the masonry.

L'espace 11 est fermé à sa partie inférieure par la sole 1 et latéralement par la maçonnerie. The space 11 is closed at its lower part by the sole 1 and laterally by the masonry.

L'espace 12 communique par contre à sa partie inférieure avec l'espace 5. The space 12 on the other hand communicates at its lower part with the space 5.

Les deux circuits 11, 12 se prolongent au-dessus de la plaque de fond 7 grâce à une structure caisson identique constituée par une plaque 7a prolongeant la plaque 7 et inclinée au-dessus de la sole, à 45 environ, en direction de la paroi frontale inclinée 13 de la hotte de la cheminée, par une plaque 9a à ailettes identique à la plaque 9 et par une plaque lisse postérieure 14. The two circuits 11, 12 extend above the bottom plate 7 thanks to an identical box structure constituted by a plate 7a extending the plate 7 and inclined above the sole, at about 45, towards the wall inclined front 13 of the chimney hood, by a plate 9a with fins identical to the plate 9 and by a rear smooth plate 14.

L'agencement mutuel des éléments 7a, 9a et 14 est identique à celui des éléments 7,8 et 9.
La plaque lisse 14 fait partie d'un caisson 15 à parois latérales 16 fermant espace 12.The mutual arrangement of elements 7a, 9a and 14 is identical to that of elements 7, 8 and 9.
The smooth plate 14 is part of a box 15 with side walls 16 closing space 12.

Les-plaques 7a, 9a et 14 sont en contact avec la paroi de hotte 13 au droit d'un orifice de passage 17 de section rectangulaire, ménagée dans ladite paroi 13.et faisant communiquer l'espace 12 'avec la pièce. The plates 7a, 9a and 14 are in contact with the hood wall 13 in line with a passage orifice 17 of rectangular section, formed in said wall 13. and making the space 12 'communicate with the part.

L'espace 11 communique avec l'espace intérieur à la hotte par des orifices de passage 18 ménagés" latéralement dans la partie inclinée du récupérateur. The space 11 communicates with the interior space of the hood through passage orifices 18 formed "laterally in the inclined part of the recuperator.

I1 est à noter que les ailettes 10 de la plaque 9a sont de préférence symétriquement inclinées vers l'extérieur (fig. 1) par rapport à l'axe vertical de la plaque 9a afin de mieux orienter l'air circulant dans l'espace 11 en direction des orifices 18 d'évacuation vers la hotte puis la cheminée. It should be noted that the fins 10 of the plate 9a are preferably symmetrically inclined towards the outside (FIG. 1) relative to the vertical axis of the plate 9a in order to better orient the air circulating in the space 11 towards the evacuation orifices 18 towards the hood then the chimney.

Les plaques 7 et 7a sont apposées à la manière connue avec des crochets classiques. Les éléments 15 et 9a sont assemblés et fixés ensemble à la fois sur la hotte et à la ma çonnerie. The plates 7 and 7a are affixed in the known manner with conventional hooks. The elements 15 and 9a are assembled and fixed together both on the hood and on the masonry.

Les plaques 7 et 7a sont avantageusement décorées et sont en outre percées de rainures 19 de préférence disposées en chevrons à pointe en haut comme représenté sur la figure 4. De plus,l'axe des passages réalisés dans les plaques 7 et 7a n'est pas perpendiculaire au plan des plaques mais incliné à 45 environ en direction de la sole 1 afin de faciliter le passage de l'air chaud provenant du foyer dans l,'es- pace 11. The plates 7 and 7a are advantageously decorated and are furthermore pierced with grooves 19 preferably arranged in chevrons with a point at the top as shown in FIG. 4. In addition, the axis of the passages made in the plates 7 and 7a is not not perpendicular to the plane of the plates but inclined at about 45 in the direction of the hearth 1 in order to facilitate the passage of the hot air coming from the hearth into the space 11.

L'air à réchauffer 4 provenant de la pièce s'engager dans l'espace 5 où il récupère des calories au contact de la sole 1 et des ailettes de diffusion 3, puis dans l'espace 12 où il récupère d'autres calories au contact avec les plaques 9, 9a et les ailettes 10 et,enfin,est recyclé (flèche 20) dans la pièce. Le mouvement de l'air se fait en convection na turelle. The air to be heated 4 coming from the room engage in space 5 where it recovers calories in contact with the sole 1 and the diffusion fins 3, then in space 12 where it recovers other calories at contact with the plates 9, 9a and the fins 10 and, finally, is recycled (arrow 20) in the part. The air movement is done in natural convection.

La vitesse de circulation est suffisante compte-tenu de l'agencement des ailettes 10 mais ou pourrait envisager bien entendu un dispositif de ventilation forcée annexe le cas échéant. The circulation speed is sufficient taking into account the arrangement of the fins 10 but or could of course envisage an annexed forced ventilation device if necessary.

L'air chaud issu du foyer et s'engageant dans l'espace 11 par les rainures 19, se décharge d'un maximum de calories dans la structure d'échange 9, 9a avant de rejoindre le circuit d'évacuation normal des fumées. The hot air coming from the hearth and engaging in the space 11 through the grooves 19, discharges a maximum of calories in the exchange structure 9, 9a before joining the normal smoke evacuation circuit.

A aucun moment l'air circulant dans les circuits 5 et 12 n'est en contact avec des fumées ou autres déchets de combustion ou poussières. At no time is the air flowing in circuits 5 and 12 in contact with smoke or other combustion waste or dust.

I1 est à noter que le récupérateur selon l'invention pourrait être aménagé pour incorporer dans le circuit 12 un circuit d'eau.à réchauffer à usage sanitaire ou pour le chauffage. It should be noted that the recuperator according to the invention could be arranged to incorporate into the circuit 12 a water circuit to be heated for sanitary use or for heating.

Les caissons formés par les ensembles 7 et 9, d'une part, et 7a, 9a, 15,d'autre part,peuvent être réalisés à partir d'éléments ou tronçons de dimensions standards préassemblés, ces éléments étant superposés et assemblés sur place à la demande permettant ainsi l'adaptation à différentes configurations de cheminées. The boxes formed by the assemblies 7 and 9, on the one hand, and 7a, 9a, 15, on the other hand, can be produced from elements or sections of pre-assembled standard dimensions, these elements being superimposed and assembled on site. on demand, thus allowing adaptation to different chimney configurations.

Enfin l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne les formes et agencements des deux circuits indépendants parallèles 11 et 12 ainsi que ceux des éléments échangeurs de chaleur 9 et 9a. Finally, the invention is obviously not limited to the embodiment shown and described above, but on the contrary covers all variants thereof, in particular as regards the shapes and arrangements of the two parallel independent circuits 11 and 12 as well as those of the elements. heat exchangers 9 and 9a.

Claims

1. Double circuit heat recovery unit for open hearth type chimney comprising a hearth (i), a vertical bottom plate (7) and a hood (13) connected to a chimney flue, said heat recovery unit being characterized in that '' it consists of two independent parallel circuits arranged behind said bottom plate (7) and formed by a box internally divided by a metal wall (9) parallel to the bottom plate (7) and provided on each side with deflection and diffusion fins (10), said bottom plate (7) being provided with grooves (19) for air passage, the space (11) delimited between the, bottom plate (7) and said wall (9) being closed at its lower end as well as on its lateral sides and communicating at its upper end with the interior of said hood (13) while the space (12) delimited on the other side of said wall ' (9) communicates, at its lower part, with a space (5) provided under the sole (1) and open on the part o where the chimney is located and, at its upper part, with a passage orifice (17) formed in the hood (13) and communicating with said part.

2. Heat recovery unit according to claim 1 characterized in that said box formed behind the bottom plate (7) is extended at its upper part by a box (7a, 9a and 15) of the same structure, inclined above the floor ( 1) in the direction of said passage orifice (17) which is formed in the front wall of the hood (13), the inclined front wall (7a) of said extension also being provided with grooves (19) for air passage, the space (11) delimited immediately behind this front wall communicating laterally with the space inside the hood.

3. Heat recovery unit according to claim 1 or 2 characterized in that said fins (10) consist of thin flat blades arranged in pairs in opposition on either side of the support plate (9) and are preferably aligned and alternately inclined to promote and accelerate heat exchange and air circulation.

4. Heat recovery unit according to one of claims 1 to 3 characterized in that the bottom plate (7) and its possible upper extension ('7au are provided with grooves (19) inclined in V according to chevrons with point at the top however that the axes of the passage conduits delimited by said grooves (19) are inclined relative to the plane of the plates considered (7, 7a) in the direction of the floor (1)

5. Heat recovery unit according to one of claims 1 to 4 characterized in that said inclined box consists of a front plate (7a) corresponding to said bottom plate (7), of a separating plate (9a) at fins (10) similar to said separating wall (9) with fins (10), and a rear plate (14) with side walls (16) delimiting with said separating plate (9a) a duct extending said duct or space (12 ) and connected to said passage orifice (17) arranged in the front wall of the boot (13).

6. Heat recovery unit according to claim 5, characterized in that the fins (10) of said separating plate (9a) are inclined at approximately 45 symmetrically relative to the vertical axis of the plate, in the direction of the lateral orifices ( 18) connecting said space (11) between the. front plate (7a) and the separating plate (9a) with interior space of the hood (13).

7. Heat recovery unit according to one of claims 1 to 6 characterized in that the space (5) provided under the sole (1) is provided with fins (3) of thermal diffusion.