FR2660052A1 - PULSE AIR CHIMNEY BOILER AND THREE - WAY DRAWING USING A PARABOLIC FIREPLACE ROOM. - Google Patents

PULSE AIR CHIMNEY BOILER AND THREE - WAY DRAWING USING A PARABOLIC FIREPLACE ROOM. Download PDF

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Abstract

This back boiler consists mainly of a backplate (3) of specific shape, two chambers (1) and (2) through which pass six smoke pipes, four of which are of the semi-reverse draught type (6) (6a) (7) (7a), one is of the reverse draught type (11) and the last (8) is used for chimney sweeping. A fan (13) sends pulsed air through a duct (14) in the two chambers where it is heated due to the very large heat-exchange area. This air is then taken through ducts at (10) to the various rooms in the house. The firebox is closed by a sliding glass door. The shape and positioning of the pipes and the chambers make it possible too cool the smoke considerably, thus increasing efficiency.

Description

La présente invention a pour objet une chaudière à air pulsé installée dans une cheminée et chauffée ail bois ou au charbon avec un très fort rendement thermique et permettant. The present invention relates to a forced air boiler installed in a chimney and heated with wood garlic or charcoal with a very high thermal efficiency and allowing.

jusqu'à neuf sorties d'air pulsé.up to nine forced air outlets.

De temps immémorial, les cheminées ont servi à chauffer les pièces. Elles ont toujours présenté un très mauvais rendement en ce sens que la principale source de chaleur se perd avec la fumée par le conduit. Ta température normale des fumées est de l'ordre de 250 degrés ce qui crée une dépression dans le conduit, accélère le tirage et, par ii même, la combustion et donc le volume de combustible utilisé. I1 est d'autre part connu que la chaleur radiante est relativement faible et les échanges thermiques dépendent essentiellement de la surface d'change. From time immemorial, fireplaces were used to heat the rooms. They have always performed very poorly in the sense that the main source of heat is lost with the smoke through the duct. Your normal smoke temperature is of the order of 250 degrees which creates a vacuum in the duct, accelerates the draft and, by itself, combustion and therefore the volume of fuel used. It is also known that the radiant heat is relatively low and the heat exchanges essentially depend on the exchange surface.

L'art antérieur a permis, en particulier par certains inserts, d'augmenter cette surface d d'changes Par contre, dans la quasi totalité des cas, il n'y avait pas de refroidissement de la fumée donc une déperdition de chaleur importante. D'autre part, la plupart des inserts créent ne augmentation considérable dal conduit, la température de celui-ci pouvant atteindre 800 ce qui peut occasionner des feux de cheminée. The prior art has made it possible, in particular through certain inserts, to increase this exchange area. On the other hand, in almost all cases, there was no cooling of the smoke, therefore a significant heat loss. On the other hand, most inserts create a considerable increase in the duct, the temperature of which can reach 800 which can cause chimney fires.

L'objet de la présente invention consiste d'une part à créer une surface d'échange maximale, d'autre part à attirer la flamme directement sur ces surfaces d'échange et, enfin à obtenir un refroidissement des fumées rendant le système plus performant. The object of the present invention consists on the one hand of creating a maximum exchange surface, on the other hand of attracting the flame directly to these exchange surfaces and, finally, of obtaining a cooling of the fumes making the system more efficient. .

Selon une caractéristique de l'invention, on utilise une pièce métallique (3) de forme spécifique en support et en fond du foyer où elle est de forme convergente. Du fait de cette forme, la chaleur frappe toute la hauteur de la paroi ainsi que sa base. According to a characteristic of the invention, a metal part (3) of specific shape is used as a support and at the bottom of the hearth where it is of convergent shape. Due to this shape, heat strikes the entire height of the wall and its base.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est créé en arrière du foyer un espace (1) clos hermétiquement par la pièce métallique (3) et par les tôles (16) en bas, (17) en haut, (24) au fond et (25) (26) sur les côtés.  According to another characteristic of the invention, there is created behind the hearth a space (1) hermetically closed by the metal part (3) and by the sheets (16) at the bottom, (17) at the top, (24) at the bottom and (25) (26) on the sides.

Selon une autre caractéristique de l'invention, des tuyères obliques (6)(6a)(7)(7a), de diamètre 70 MM environ, attirent la flamme en augmentant la surface d'échange.  According to another characteristic of the invention, oblique nozzles (6) (6a) (7) (7a), of diameter approximately 70 MM, attract the flame by increasing the exchange surface.

Il est à noter qu'une flamme est attirée par un conduit oblique beaucoup plus que par un conduit vertical. Il en est de meme du conduit d'échappement normal des fumées (9) et du conduit de ramonage (8). Les fumées viennent chauffer la paroi (19) augmentant encore les surfaces d'échange.  It should be noted that a flame is attracted by an oblique conduit much more than by a vertical conduit. The same is true of the normal smoke exhaust duct (9) and the chimney sweep (8). The fumes heat the wall (19) further increasing the exchange surfaces.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une tuyère (8) de diamètre iO0MM servant au chauffage de l'espace (1) et princi.palement au ramonage,
Selon une autre caractéristique de l'invention, est prévue sous le combustible un vide de décendrage permettant l'évacuation des cendres dans un tiroir étanche (15). Les cendres et la fumée passent entre les tubes (27). Ceci évite les dépôts de cendres qui. font cran à la chaleur et gêneraient l'échange thermique avec la plaque (3) et, d'autre part, chauffe l'air pulsé passant dans les tubes (27).Entre ces tubes (27) se crée un phénomène de combustion inversée 85). D'expérience, les flammes descendent en (5) pour remonter vers le conduit (11) de section rectangulaire (60MMx120MM environ) qui la continue.According to another characteristic of the invention, there is provided a nozzle (8) of diameter iO0MM used for heating the space (1) and mainly for sweeping,
According to another characteristic of the invention, there is provided under the fuel a ash removal vacuum allowing the evacuation of the ashes in a sealed drawer (15). Ash and smoke pass between the tubes (27). This prevents ash deposits which. heat up and interfere with the heat exchange with the plate (3) and, on the other hand, heats the forced air passing through the tubes (27). Between these tubes (27) is created a phenomenon of reverse combustion 85). From experience, the flames descend in (5) to go up towards the conduit (11) of rectangular section (60MMx120MM approximately) which continues it.

La surface d'échange du conduit (11) est, de par sa position et sa dimension très importante.The exchange surface of the conduit (11) is, by its position and its very large dimension.

Selon une caractéristique de l'invention, les tuyères (11)(6)(7)(8) traversent l'espace bermétique (1) qu'elles chauffent grace à leur très grande surface d'échange. Cette surface est égale à celle totale de la pièce convergente (3). En effet, les parsies de ces trois tuyères et la paroi (3) sur toute sa surface sont en contact direct avec le volume d'air enfermé dans cet espace. According to a characteristic of the invention, the nozzles (11) (6) (7) (8) pass through the bermetic space (1) which they heat thanks to their very large exchange surface. This surface is equal to that of the converging part (3). Indeed, the parsies of these three nozzles and the wall (3) over its entire surface are in direct contact with the volume of air enclosed in this space.

La partie hermétique t2) étant frappée à l'équerre par les fumées sortant des tuyères (6) et (7) et par le conduit naturel (9), sans atteindre le même niveau calorifique, est mal gré tout portée à haute température. The hermetic part t2) being struck square by the fumes leaving the nozzles (6) and (7) and by the natural duct (9), without reaching the same calorific level, is unwillingly brought to high temperature.

Selon une autre caractéristique de l'invention, deux gaines (14)(14a) reçoivent du ventilateur (13) de l'air pulsé. Cet air transite dans les tubes rectangulaires (?7) de section 50MM x 70MM qui sont situés au dessus de la braise avant d'être pulsé dans l'espace (1), puis en (2) par le tube de liaison (18). Des déflecteurs (31)(32) dirigent l'air vers les tubes (27 > .  According to another characteristic of the invention, two ducts (14) (14a) receive from the fan (13) pulsed air. This air passes through the rectangular tubes (? 7) of section 50MM x 70MM which are located above the embers before being blown into space (1), then into (2) by the connecting tube (18) . Deflectors (31) (32) direct the air towards the tubes (27>.

De ce fait, l'air est porté à haute température et sera ensuite distribué en (10) dans les différentes pièces de la maison par des sorties d'air qui pourront aller de 2 à 9. Ce ventilateur électrique sera commandé par une thermosonde dès que la température enregistrée en (1) sera jugée suffisante. I1 est à noter qu'en cas de panne d'électricité, la convection statique assurera en elle-même une certaine sortie d'air, bien sûr inférieure, mais suffisante pour conserver une température minimale dans les pièces (ventilation statique). Therefore, the air is brought to high temperature and will then be distributed in (10) in the different rooms of the house by air outlets which can range from 2 to 9. This electric fan will be controlled by a thermoprobe from that the temperature recorded in (1) will be considered sufficient. It should be noted that in the event of a power failure, static convection will in itself provide a certain air outlet, of course lower, but sufficient to maintain a minimum temperature in the rooms (static ventilation).

Selon une autre caractéristique de l'invention, en (20) est placée une grande surface vitrée qui permet une vision totale du feu et assure un chauffage de la pièce par simple radiation. Ce chauffage est amélioré par la forme spécifique de la pièce (3) semblable à un four à pain ou à un four solaire permettant que les rayons thermiques soient renvoyés à l'équerre et convergent vers un point bas de la pièce. According to another characteristic of the invention, in (20) is placed a large glazed surface which allows a total view of the fire and provides heating of the room by simple radiation. This heating is improved by the specific shape of the part (3) similar to a bread oven or a solar oven allowing the thermal rays to be returned to the square and converge towards a low point of the part.

Cette surface vitrée est escamotable par un système de contrepoids (21) actionné par deux poulies (22). Ce système permet un ramonage simple par l'ouverture de cette pièce vitrée et le conduit (8). I1 est à noter que, avec une certaine déperdition de chaleur, le système fonctionne parfaitement vitre ouverte. This glass surface is retractable by a counterweight system (21) actuated by two pulleys (22). This system allows simple sweeping by opening this glazed part and the conduit (8). It should be noted that, with a certain loss of heat, the system works perfectly with the window open.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'air de combustion arrive normalement dans le foyer par les entrées ménagées autour de cette surface vitrée (28, 29) et, par le tiroir (15) en (30), spécialement lors de l'allumage. L'arrivée d'air autour de la vitre évite l'encrassement de celle-ci. According to another characteristic of the invention, the combustion air normally arrives in the hearth through the inlets formed around this glass surface (28, 29) and, through the drawer (15) at (30), especially during the 'ignition. The air intake around the window prevents it from getting dirty.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le tiroir (15) est équipé d'un joint qui permet, si nécessaire, de ralentir la combustion. According to another characteristic of the invention, the drawer (15) is equipped with a seal which makes it possible, if necessary, to slow down combustion.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la forme, la dimension et le positionnement des pièces (3) et (19) et des tuyères (5)(6) (7)(8)(11) assurent un refroidissement des fumées. La température théorique de celles-ci est de 200 degrés environ. Ceci est un facteur de sécurité en évitant de façon importante les feux de cheminée. According to another characteristic of the invention, the shape, the dimension and the positioning of the parts (3) and (19) and of the nozzles (5) (6) (7) (8) (11) provide cooling of the fumes. The theoretical temperature of these is about 200 degrees. This is a safety factor in significantly avoiding chimney fires.

D'autre part, la température du conduit de diamètre 200 MM d'échappement étant plus froide , le phénomère de dépression est très largement atténué ce qui crée une combustion moins intense et, par là même, une importante économie de combustible. Il apparaît qu'après vingt minutes de feu vif, on obtient de l'air pulsé à 400 M3/heure plus chaud que la fumée ce qui dénote un rendement maximum.  On the other hand, the temperature of the 200 mm diameter exhaust pipe being cooler, the vacuum phenomenon is very largely attenuated, which creates less intense combustion and, thereby, significant fuel savings. It appears that after twenty minutes of high heat, we obtain forced air at 400 m3 / hour hotter than the smoke, which indicates a maximum efficiency.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les enceintes (1) et (2) sont rendues en fabrication aussi hermétiques que possible- de façon à éviter tout passage de fumée dans la gaine (14) et par làmême dans les pièces où l'air sera ventilé. According to another characteristic of the invention, the enclosures (1) and (2) are made in manufacture as airtight as possible - so as to avoid any passage of smoke in the sheath (14) and therefore in the rooms where the air will be ventilated.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la gaine (14) et les enceintes (1) et (2) sont, du fait du ventilateur (13), en surpression lorsque celui-ci est en marche. Ceci évite tout passage de fumée en provenance du foyer ou des tuyères (11)(6)(7)(8) ainsi que du conduit (9) lorsque, accidentellement, cette gaine ou les enceintes (1)(2) ne sontiS rigoureusement hermétiques. According to another characteristic of the invention, the sheath (14) and the enclosures (1) and (2) are, due to the fan (13), in overpressure when the latter is running. This avoids any passage of smoke from the hearth or the nozzles (11) (6) (7) (8) as well as from the duct (9) when, accidentally, this duct or the enclosures (1) (2) are not rigorously airtight.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble est placé sur un pied coulissant (23) en tube carré de section 35 mm x 35 mm. supporté par des platines. Ceci permet un positionnement simple de l'ensemble dans les cheminées et une mise à hauteur efficace par crémaillère. According to another characteristic of the invention, the assembly is placed on a sliding foot (23) in a square tube with a section of 35 mm x 35 mm. supported by plates. This allows a simple positioning of the assembly in the chimneys and an effective heightening by rack.

L'ensemble est fabriqué avec des parois de fond et de côté en acier
CORTEN susceptible de peu de dilatation et ayant une bonne tenue au feu.The set is made with steel bottom and side walls
CORTEN susceptible to little expansion and having good fire resistance.

il pourrait être aussi utilisé de la fonte et de l'inox.  cast iron and stainless steel could also be used.

Dans une autre réalisation, on peut concevoir à la place des tôles (24)(25) et (26) une double tôle latérale dans laquelle passerait l'air pulsé ce qui améliorerait encore la répartition de chaleur. Mais cette réalisation augmenterait considérablement le poids de l'appareil et, aussi le prix de fabrication de celui-ci. In another embodiment, it is possible to design, instead of the sheets (24) (25) and (26), a double side sheet through which the forced air would pass, which would further improve the distribution of heat. But this achievement would significantly increase the weight of the device and also the manufacturing price of it.

Dans une autre réalisation, on utilisera en place de l'air pulsé de l'eau qui suivra dans des tuyauteries le même trajet, grâce à une pompe, soit par thermo-siphon. Celle-ci sera envoyée dans des radiateurs traditionnels.  In another embodiment, water pulsed air will be used in place, which will follow the same path in pipes, thanks to a pump, or by thermo-siphon. This will be sent in traditional radiators.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1) Chaudière encastrable dans une cheminée comportant deux enceintes (1) et (2) hermétiques par rapport au foyer dans lesquelles passent des tuyères (6)(7)(8) et (11) assurant un chauffage de l'air qui y stationne grâce à de larges surfaces d'échange. 1) Boiler built into a chimney comprising two enclosures (1) and (2) hermetic with respect to the hearth through which nozzles (6) (7) (8) and (11) pass ensuring the heating of the air which is stationed there thanks to large exchange surfaces. 2) Chaudière de cheminée, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte une plaque (3) convergente de forme spécifique permettant une attaque de la flamme sur toute la surface. 2) Chimney boiler according to claim 1, characterized in that it comprises a converging plate (3) of specific shape allowing an attack of the flame on the entire surface. 3) Chaudière de cheminée, selon les revendication 1, et 2, équipée d'un ventilateur (13) évacuant de l'air pulsé par une gaine (14) dans les enceintes (1) et (2) et recevant lors de son trajet un apport de chaleur important permettant d'assurer en sortie (10) une température d'air pulsé supérieure à celle de la fumée s'échappant par le conduit (12). 3) chimney boiler, according to claims 1, and 2, equipped with a fan (13) evacuating pulsed air through a sheath (14) in the enclosures (1) and (2) and receiving during its journey a significant heat supply to ensure at outlet (10) a forced air temperature higher than that of the smoke escaping through the duct (12). 4) Chaudière de cheminée, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que le foyer est fermé par une surface vitrée escamotable (20) importante permettant d'une part de voir la totalité du feu, d'autre part d'assurer un ramonage facile en combinaison avec la tuyère (8). 4) chimney boiler, according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the hearth is closed by a large retractable glass surface (20) allowing on the one hand to see the entire fire, on the other hand ensure easy sweeping in combination with the nozzle (8). 5) Chaudière de cheminée, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les tuyères (6)(7) et (8) ainsi que le conduit (9) sont obliques ce qui assure un échauffement très supérieur des parois par rapport à une position verticale. 5) Chimney boiler, according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzles (6) (7) and (8) as well as the duct (9) are oblique which ensures a very higher heating of the walls relative to a vertical position. 6) Chaudière de cheminée, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est créé au niveau de la plaque de décendrage (18) une combustion inversée en (5) se dirigeant vers un conduit (11) qui permet d'augmenter considérablement la surface d'échange. 6) Chimney boiler, according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is created at the ash plate (18) a reverse combustion in (5) going to a duct (11) which considerably increases the exchange surface. 7) Chaudière de cheminée, selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le fluide utilisé peut être de l'eau pulsée dans des radiateurs en lieu et place d'air.  7) Chimney boiler, according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fluid used can be pulsed water in radiators in place of air.
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