FR2543266A1 - Heat recuperator with sealed outside-air supply - Google Patents
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Abstract
Description
RECUPERATEUR DE CALORIES POUR CHEMINEES AVEC
AMENEE D'AIR EXTERIEUR ETANCHE
La présente invention a pour objet un récupérateur à double circuit d'air pour cheminée décorative.CALORIE RECOVERY FOR FIREPLACES WITH
WATERPROOF EXTERIOR AIR SUPPLY
The present invention relates to a recuperator with double air circuit for decorative chimney.
Cet appareil est un échangeur de calories qui-récupère celles-ci au niveau des braises, au niveau des flammes et au niveau des fumées, ce qui permet d'atteindre dans la ou les pièces à chauffer une température donnée avec une consommation moindre en combustible. En effet, les cheminées ordinaires ne produisent un chauffage que par rayonnement des parties enflammées et des éléments qui, chauffés par conduction ou rayonnement du foyer, renvoyent à leur tour des calories dans le local à chauffer. This device is a heat exchanger which recovers them at the level of embers, at the level of the flames and at the level of the fumes, which makes it possible to reach in the room or rooms to be heated a given temperature with less consumption of fuel. . Indeed, ordinary fireplaces produce heating only by radiation from the ignited parts and elements which, heated by conduction or radiation from the hearth, in turn return calories to the room to be heated.
Certains procédés de récupération des calories sont basés sur la convection naturelle (d'après le principe de physique qu'un gaz chaud est plus léger qu'un gaz froid). D'autres procedés utilisent une circulation forcée mais par prélèvement d'air froid extérieur, ce qui diminue considérablement le rendement et la mise à la température désirée du local à chauffer. Un autre procédé utilise l'air ambiant qui est pulsé travers un échangeur, mais il présente les inconvénients suivants a) I'air de combustion prélevé à l'extérieur n'est pas raccordé directement
au foyer. Une simple ouverture ménagée vers le vide sanitaire, la cave
ou l'extérieur de la maison évite de mettre la pièce en dépression. Par
grand vent, il peut entrer dans cette pièce une quantité surabondante
d'air extérieur, ce qui la refroidit.Certain methods of recovering calories are based on natural convection (according to the physics principle that a hot gas is lighter than a cold gas). Other processes use forced circulation, but by removing cold outside air, which considerably reduces the yield and bringing the room to be heated to the desired temperature. Another method uses the ambient air which is pulsed through an exchanger, but it has the following drawbacks a) the combustion air taken from the outside is not connected directly
home. A simple opening towards the crawl space, the cellar
or the outside of the house avoids putting the room in depression. By
high wind, there can be an overabundant amount of room
outside air, which cools it.
b) il n'y a pas de dispositif de réglage de l'arrivée d'air frais, ce qui, en
cas de surpression d'air extérieur, peut occasionner la projection des
cendres du foyer dans l'air ambiant.b) there is no device for adjusting the supply of fresh air, which, in
external air overpressure, may cause projection of
hearth ashes in the ambient air.
c) la disposition horizontale des tuyaux où circule l'air chaud dans l'avaloir
ne facilite pas la circulation d'air par convection naturelle lorsque le
ventilateur tangentiel est arrêté.c) the horizontal arrangement of the pipes where the hot air circulates in the drain
does not facilitate air circulation by natural convection when the
tangential fan is stopped.
d) les bouches de pulsion, par leur forme rectangulaire, rendent difficile
l'amenée d'air chaud à quelque distance de la cheminée.d) the outlets, by their rectangular shape, make it difficult
the supply of hot air some distance from the chimney.
e) ces bouches n'ont pas d'obturateur, ce qui empêche le réglage du flux
d'air chaud vers certains endroits que l'on désire privilégier.e) these mouths do not have a shutter, which prevents flow adjustment
hot air to certain places that we want to favor.
L'invention présentée ici pallie ces inconvénients de la façon suivante: - L'air frais de combustion prélevé au dehors du local à chauffer est amenez
au foyer par une canalisation qui, d'une part, est scellée dans la paroi
qu'elle traverse, empêchant ainsi toute propagation d'air frais extérieur
dans le local et d'autre part est raccordée d'une façon étanche au foyer.The invention presented here overcomes these drawbacks as follows: - The fresh combustion air taken from outside the room to be heated is brought
to the hearth by a pipe which, on the one hand, is sealed in the wall
that it crosses, thus preventing any propagation of fresh outside air
in the room and on the other hand is tightly connected to the fireplace.
- l'arrivée d'air au foyer est réglée par un papillon commandé par une
tringlerie extérieure. - the air supply to the fireplace is regulated by a butterfly controlled by a
external linkage.
- les tuyaux d'acier formant l'échangeur supérieur dans l'avaloir sont disposés
en oblique afin de faciliter la circulation d'air par conection naturelle.- the steel pipes forming the upper exchanger in the drain are arranged
oblique to facilitate air circulation by natural conection.
- les prises de raccordement sur le troisième échangeur (avaloir) sont cylindriques,
ce qui permet le raccordement aisé de canalisations pour conduire l'air
chaud aux bouches de pulsion.- the connection sockets on the third exchanger (drain) are cylindrical,
which allows easy connection of pipes to conduct air
warm at the mouths of drive.
- les bouches de pulsion sont munies d'un clapet obturateur
Il est donné, à titre d'exemple un mode de réalisation; la description ci-dessous se rapportant aux dessins ci-annexés dont la nomenclature est la suivante, ce mode de réalisation étant non limitatif - Figure 1: COUPE HORIZONTALE A TRAVERS LE COEUR - Figure 2: VUE EN ELEVATION DU COEUR - Figure 3: COUPE DANS L'ECHANGEUR INTERIEUR - Figure 4 : COIJPE TRANSVERSALE DANS L'ECHANGEUR INFERIEUR
ET LE COEUR - Figure 5: AVALOIR (ECHANGEUR SUPERIEUR) VU DU DESSUS - Figure 6 : VUE FRONTALE DE L'AVALOIR - Figure 7 : COUPE TRANSVERSALE DANS L'AVALOIR - Figure 8 :COUPE TRANSVERSALE MONTRANT L'ASSEMBLAGE DES ECHANCEURS
La cheminée équipée de son récupérateur fonctionne de la façon suivante
Le premier circuit est formé par l'air comburant qui, venant du vide sanitaire, ou de la cave, (voir 1), est canalisé par une gaine (voir 2) qui est fixée d'une façon étanche à la virole d'arrivée (voir 3) munie d'un papillon de réglage (voir 4) commandé par une tringlerie extérieure (voir 5). De la virole (voir 3) I'air est réparti aux deux bouches (voir 6) placées de part et d'autre du foyer. L'air de combustion accompagné des gaz et fumées s'échappe par le conduit après avoir traversé l'avaloir où ils cèdent une partie des calories qu'ils contiennent à l'échangeur supérieur (parois internes de l'avaloir -voir 7- et tubes - voir 8-).- the air outlets are fitted with a shutter valve
An embodiment is given, by way of example; the description below referring to the attached drawings, the nomenclature of which is as follows, this embodiment being non-limiting - Figure 1: HORIZONTAL CUT THROUGH THE HEART - Figure 2: ELEVATION VIEW OF THE HEART - Figure 3: CUT IN THE INDOOR EXCHANGER - Figure 4: CROSS-SECTIONAL COIJPE IN THE LOWER EXCHANGER
AND THE HEART - Figure 5: DOWNSTREAM (UPPER EXCHANGER) SEEN FROM ABOVE - Figure 6: FRONT VIEW OF THE DOWNHOUSE - Figure 7: CROSS SECTION IN THE DOWNHOUSE - Figure 8: CROSS SECTION SHOWING THE ASSEMBLY
The chimney fitted with its recuperator works as follows
The first circuit is formed by the combustion air which, coming from the crawl space, or from the cellar, (see 1), is channeled by a sheath (see 2) which is tightly fixed to the arrival shell (see 3) fitted with an adjustment throttle (see 4) controlled by an external linkage (see 5). From the ferrule (see 3) the air is distributed to the two vents (see 6) placed on either side of the fireplace. The combustion air accompanied by the gases and fumes escapes through the duct after having crossed the drain where they transfer part of the calories they contain to the upper exchanger (internal walls of the drain - see 7 - and tubes - see 8-).
Le second circuit est constitué essentiellement du ventilateur tangentiel (voir 9) d'une puissance d'environ 20 watts, placé sous la plaque foyère, donc à peu de distance du sol, lâ où l'air de la pièce est le moins chaud. The second circuit consists essentially of the tangential fan (see 9) with a power of about 20 watts, placed under the hearth plate, therefore a short distance from the ground, there where the air in the room is the least warm.
Cet air est pulsé successivement : a) dans un caisson de section trapézoidale (voir 10) dont la plaque supérieure
supporte les braises du foyer. Ce caisson est entièrement fabriqué en
tôles assemblées par soudure.This air is successively pulsed: a) in a trapezoidal section box (see 10) whose upper plate
supports the embers of the hearth. This box is entirely made in
sheets assembled by welding.
b) dans le coeur du foyer (voir 11) dans lequel sont noyés des tubes d'acier
(voir 12).b) in the heart of the hearth (see 11) in which steel tubes are embedded
(see 12).
c) dans l'avaloir en forme de pyramide tronquée d'où l'air est pulsé dans
le local à chauffer (voir planche 2/3). c) in the trough in the shape of a truncated pyramid from which the air is forced into
the room to be heated (see plate 2/3).
Les avantages de ce système sont a) I'air du circuit secondaire étant repris dans le local même, sa température
s'élève de plus en plus, ce qui n'est pas le cas avec les systèmes prenant
de l'air extérieur à réchauffer
b) il n'y a pas de mélange possible entre l'air chaud pulsé et les fumées,
le circuit d'air étant mis en surpression, grâce au ventilateur tangentiel,
par rapport au circuit des fumées ; ceci est important au cas où un
défaut de montage provoquerait un manque d'étanchéité
c) l'inertie thermique du coeur lui fait jouer le rôle de récupérateur de
chaleur, même après l'extinctiondu foyer
d) il est possible de couper l'arrivée d'air frais en cas de non utilisation
de la cheminée, et l'étanchéité de la prise d'air frais interdit la propagation
de celuici dans le local e) I'échangeur est constitué de trois parties distinctes à assembler sur place
sans outillage spécial, ce qui diminue le poids des éléments à manipuler
et leur donne une certaine souplesse permettant aux dilatations thermiques
de se manifester sans perturber ni la cohésion ni l'étanchéité des circuits.The advantages of this system are a) the air from the secondary circuit being taken up in the room itself, its temperature
rises more and more, which is not the case with systems taking
outside air to be heated
b) there is no possible mixing between the hot pulsed air and the fumes,
the air circuit being put under overpressure, thanks to the tangential fan,
in relation to the smoke circuit; this is important in case a
assembly fault would cause a lack of tightness
c) the thermal inertia of the heart makes it play the role of recuperator of
heat, even after the fire has gone out
d) it is possible to shut off the fresh air supply when not in use
the chimney, and the tightness of the fresh air intake prevents the spread
this in the room e) the exchanger consists of three separate parts to be assembled on site
without special tools, which reduces the weight of the items to be handled
and gives them a certain flexibility allowing thermal expansions
to manifest without disturbing either the cohesion or the tightness of the circuits.
Les trois parties principales citées ci-dessus sont assemblées entre elles par des joints d'amiante et de plâtre confectionnés sur place (voirl3). The three main parts mentioned above are assembled together by asbestos and plaster joints made on site (see 13).
L'échangeur inférieur est construit, pour la plaque (voir 14 ) en contact avec la braise, en acier spécial allié principalement à du silicium, du cuivre, du chrome, du nickel et du manganèse, ce qui lui donne une bonne résistance à la corrosiondue à l'agressivité des résidus de la combustion du bois. Sous cette plaque sont soudés sur toute leur longueur des éléments en tôle pliés en forme d'ondes (voir 15) et dont le rôle est double: a) amener par conduction thermique la chaleur de la plaque foyère au contact
de l'air pulsé et augmenter la surface de contact entre celui-ci et les
parties les plus chaudes b) jouer le rôle de raidisseurs de la plaque foyère.The lower exchanger is constructed, for the plate (see 14) in contact with the embers, of special steel alloyed mainly with silicon, copper, chromium, nickel and manganese, which gives it good resistance to corrosion due to the aggressiveness of wood combustion residues. Under this plate are welded over their entire length sheet metal elements folded in the shape of waves (see 15) and whose role is twofold: a) bring the heat of the hearth plate by thermal conduction into contact
forced air and increase the contact surface between it and
hottest parts b) play the role of stiffeners of the hearth plate.
Le ventilateur tangentiel est fixé sur la partie la plus large du caisson trapézoidal et son oule de refoulement s'adapte parfaitement au caisson. The tangential fan is fixed on the widest part of the trapezoidal box and its discharge oule adapts perfectly to the box.
L'autre extrémité de celui-ci débouche dans une rampe de répartition (voir 16) d'où l'air est distribué aux tubes en acier formant le second échangeur (voir 12). Ceux-ci font passer l'air du premier au troisième échangeur, et permettent à l'air de s'échauffer à nouveau au contact des briques chauffées principalement par le rayonnement des flammes, A chaque extrémité de la rampe de répartition sont placées les arrivées d'air frais qui, par un collecteur en acier soudé (voir 17), sont reliées à la virole munie d'un papillon de réglage (voir 4) ; c'est sur cette virole que se raccorde le tuyau spiralé
spiralé reliant le foyer à l'air extérieur. The other end of it opens into a distribution ramp (see 16) from which air is distributed to the steel tubes forming the second exchanger (see 12). These pass the air from the first to the third exchanger, and allow the air to heat up again in contact with the bricks heated mainly by the radiation of the flames, At each end of the distribution ramp are placed the inlets fresh air which, via a welded steel manifold (see 17), is connected to the shell fitted with an adjusting butterfly (see 4); the spiral hose is connected to this ferrule
spiral connecting the hearth to the outside air.
Les tuyaux d'acier noyés dans le coeur font saillie dans les tranches inférieure et supérieure du coeur ; ils s'emboitent dans une fente ménagée d'une part dans la rampe de répartition pour la tranche inférieure et dans la partie postérieure de l'avaloir (voir 18) pour la tranche supérieure. The steel pipes embedded in the core protrude into the lower and upper edges of the core; they fit into a slot on the one hand in the distribution ramp for the lower edge and in the rear part of the hood (see 18) for the upper edge.
L'avaloir est constitué d'une enveloppe intérieure en acier résistant à la corrosion. Dans les parois antérieures et postérieures sont soudés des tubes d'acier (voir 8) formant un réseau parallèle faisant un angle d'environ 300 avec l'horizontale, conduisant l'air arrivant par la partie postérieure en oblique et en montant vers la partie antérieure. Un seconde enveloppe en tôle d'acier forme un habillage parfaitement étanche sur lequel sont placées les viroles (voir 19) où peuvent se connecter les flexibles en aluminium spiralés conduisant l'air réchauffé aux bouches de pulsion munies d'un clapet de réglage (voir 20). Ces viroles sont au nombre de quatre dont deux su r la face antérieure et une sur chaque côté. The drain consists of an internal corrosion-resistant steel envelope. In the anterior and posterior walls are welded steel tubes (see 8) forming a parallel network making an angle of approximately 300 with the horizontal, leading the air arriving through the posterior part obliquely and rising towards the part anterior. A second sheet steel casing forms a perfectly watertight covering on which the ferrules are placed (see 19) where the spiral aluminum hoses can be connected leading the heated air to the air outlets fitted with an adjustment valve (see 20). There are four of these ferrules, two on the front side and one on each side.
Les embases de l'avaloir reposent sur le coeur (partie arrière), sur une frise en briques (voir 21) pour la partie anterieure et sur les contrecoeurs ou les retours de frise pour les côtés. The downstream bases rest on the core (rear part), on a brick frieze (see 21) for the front part and on the reluctant or frieze returns for the sides.
L'avaloir est surmonté d'une collerette rectangulaire pénétrant de 3 cm à l'intérieur du premier boisseau formant le conduit des fumées. Cette collerette sert de surface d'appui à une trappe basculante (voir 22) tournant autour d'un axe transversal. La trappe est manoeuvrée par une chaînette qui, lorsqu'elle est relâchée, provoque la fermeture de la trappe Pour le reste de la cheminée, les éléments constitutifs sont ceux que l'on rencontre dans une construction traditionnelle, sauf que les différentes parties sont préfabriquées et livrées prêtes à être assemblées. Il s'agit essentiellement: - de la plaque foyère (voir 23) en briques réfractaires assemblée sur un
un béton à base de ciment fondu.Il est nécessaire que la plaque foyère
soit éloignée du sol d'au moins 25 cm afin de permettre l'accès au ventilateur
tangentiel (circuit d'air secondaire et entretien).The drain is surmounted by a rectangular collar penetrating 3 cm inside the first bushel forming the flue. This flange serves as a bearing surface for a tilting hatch (see 22) rotating around a transverse axis. The hatch is operated by a chain which, when released, causes the hatch to close. For the rest of the chimney, the constituent elements are those that are encountered in a traditional construction, except that the different parts are prefabricated and delivered ready to be assembled. They are essentially: - the hearth plate (see 23) in refractory bricks assembled on a
a concrete based on molten cement. It is necessary that the hearth plate
is at least 25 cm from the ground to allow access to the fan
tangential (secondary air circuit and maintenance).
- d'un ou deux contre-coeurs, avec éventuellement les jambages et corbeaux.- one or two cross-hearts, possibly with jambs and crows.
- une poutre en bois ou en pierre, une hotte, ainsi qu'éventuellement des
banquettes terminent la construction de la cheminée.- a wooden or stone beam, a hood, as well as possibly
benches finish the construction of the chimney.
Quant au ventilateur tangentiel, il est commandé par un interrupteur à 3 positions (arrêt, petite vitesse, grande vitesse), placé normalement à proximité de la cheminée. II est raccordé au réseau 220 volts et à la prise de terre. As for the tangential fan, it is controlled by a 3-position switch (off, low speed, high speed), normally placed near the chimney. It is connected to the 220 volt network and to the earth connection.
Il convient de noter que le ventilateur tangentiel peut être couplé à un thermostat l'ambiance qui permet d'arrêter ou de mettre en marche le ventilateur en fonction de la température réglée. De plus, lorsque le ventilateur tangentiel est arrêté, il se produit une convection naturelle à travers le ventilateur lui-même, le caisson trapézoidal formant l'échangeur inférieur, le réseau de tubes verticaux formant l'échangeur intermédiaire, les tubes obliques de l'avaloir, pour parvenir enfin aux bouches de pulsion d'air. It should be noted that the tangential fan can be coupled to a room thermostat which allows the fan to be stopped or switched on according to the set temperature. In addition, when the tangential fan is stopped, a natural convection occurs through the fan itself, the trapezoidal box forming the lower exchanger, the network of vertical tubes forming the intermediate exchanger, the oblique tubes of the outlet, to finally reach the air intake vents.
Il faut ajouter que par une-connexion en gaine souple branchée sur une des bouches de l'avaloir, il est possible de chauffer une pièce voisine soit au même étage, soit à l'étage supérieur. La seule précaution à observer, est de ménager un retour de l'air pulsé vers le local où se trouve la cheminée afin de ne pas mettre en surpression le local voisin. Ceci aurait évidemment pour résultat de freiner considérablement la pulsion d'air chaud dans celui- ci. It should be added that by a flexible sheath connection connected to one of the outlets of the drain, it is possible to heat a neighboring room either on the same floor or on the upper floor. The only precaution to be observed is to provide a return of the forced air to the room where the chimney is located so as not to overpress the neighboring room. This would obviously result in considerably braking the hot air impulse therein.
La cheminée equipée de son récupérateur de chaleur peut être, soit adossée à un mur, soit placée en coin. Au cas où le mur contre lequel la cheminée est adossée serait en matériau combustible ou facilement inflammable, une isolation thermique est prévue automatiquement, et l'habillage de la cheminée (jambages, corbeaux, contre-coeurs etc...), serait aménagé de façon à masquer sur les côtés cette isolation. The fireplace fitted with its heat recovery unit can be either leaned against a wall or placed in the corner. If the wall against which the chimney is leaned is of combustible or easily flammable material, thermal insulation is provided automatically, and the covering of the chimney (jambs, crows, cores etc ...), would be fitted out with so as to hide this insulation on the sides.
Le procédé faisant l'objet du présent brevet ne s'applique pas seulement à une cheminée d'allure traditionnelle, mais peut être également utilisé pour une cheminée moderne par exemple dont la hotte serait complètement suspendue. Dans ce cas, on pourrait soit encastrer le coeur de telle manière qu'il effleure la surface du mur soit l'adosser au mur et prévoir des chants sur les côtés du coeur. The process which is the subject of this patent does not only apply to a chimney with a traditional look, but can also be used for a modern chimney for example, the hood of which would be completely suspended. In this case, we could either embed the heart in such a way that it touches the surface of the wall or lean it against the wall and provide edges on the sides of the heart.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8305174A FR2543266A1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Heat recuperator with sealed outside-air supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8305174A FR2543266A1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Heat recuperator with sealed outside-air supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2543266A1 true FR2543266A1 (en) | 1984-09-28 |
Family
ID=9287354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8305174A Pending FR2543266A1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Heat recuperator with sealed outside-air supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2543266A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5309891A (en) * | 1992-01-17 | 1994-05-10 | Cheminees Securite Ltee | Direct evacuation gas heater or fireplace and safety release valve for said heaters |
-
1983
- 1983-03-25 FR FR8305174A patent/FR2543266A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5309891A (en) * | 1992-01-17 | 1994-05-10 | Cheminees Securite Ltee | Direct evacuation gas heater or fireplace and safety release valve for said heaters |
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