CHAUDIERE D'ATRE MOBILE A COMBUSTION INTERNE ET A TIRAGE
REGLABLE
La présente invention concerne les récupérateurs de calories pour le feu de bois dans les cheminées à foyer ouvert utilisant les fluides caloporteurs.
Le problème technique posé est celui de récupérer et de restituer de façon optimale l'énergie dégagée par un feu de bois dans une cheminée à foyer ouvert tout en préservant l'esthétique et les caractéristiques de la cheminée.
Actuellement, la majeure partie de ces calories se perd dans la nature ou e^t médiocrement récupérée par des récupérateurs d'énergie qui offrent de mauvais rendements liés à une esthétique très contecstable.
Le problème du rendement médiocre des récupérateurs de chaleur est dû à leur mauvaise position par rapport à la source de chaleur, position liée à des considérations esthétiques. De plus, statiques, ils ne tiennent pas compte de l'évolution du feu.
La position idéale se situe au dessus et au plus près du feu d'âtre de la cheminée, dans la partie la plus apparente nu fayer.
Une approche dans ce sens a été présentée dans le brevet N° 2484 613 qui propose un dispositif de chaudron destiné au chauffage central. Cependant, celui-ci n'offre pas de caractéristique novatrice réelle et le manque de performances est évident car, un chaudron ne peut en aucune façon obtenir le rendement d'une chaudière, d'autant plus qu'il est statique.
Les caractéristiques des revendications concernant ce brevet sont les suivantes :
1er "La qualité d'eau contenue dans le chaudron permet l'alimentation de plusieurs radiateurs."
Or cette caractéristique étant commune à tous
les récupérateurs d'âtre à fluide, elle n'apporte pas d'élément novateur.
2e "L'amovibilité du couvercle permet uniquement la production d'eau chaude sanitaire."
Or dans le dispositif selon notre invention, la production d'eau chaude sanitaire n'est en aucune façon liée à l'amovibilité d'un couvercle.
3e "Le chaudron est muni d'une anse pour être accroché à une crémaillère".
Or cette caractéristique étant le propre de tout chaudron, cette revendication n'apporte pas d'innovation.
Les caractéristiques des 4e et 5e revendications sont sans objet en ce qui concerne le dispositif selon notre invention.
Les vertus essentielles d'une chaudière récupérateur de chaleur sont de capter, de canaliser, de concentrer en son coeur la chaleur, les flammes, les gaz de combustion dégagés par le feu de bois dans l'âtre et de restituer cette chaleur, sans altérer l'esthétique de la cheminée.
Le dispositif selon l'invention nermet de concilier ces impératifs techniques et esthétiques tout en offrait de hautes performances. Il a en effet la particularité de se situer à l'aplomb du fover au coeur même de la source de chaleur et constitue avec le feu d'âtre une véritable chaudière à haut rendement .
La chaudière, objet de rotre invention présente les caractéristiques et les avantages suivants c'est une chaudière d'âtre à foyer ouvert utilisant les fluides comme agent caloporteur. La combustion interne s'effectue dans de nombreuses chambres de combustion dont la forme conique ouverte vers le bas a été retenue pour f reiner les gaz de combustion et les fumées chaudes, les obligeant à lécher leur paroi interne, valorisait ainsi la comhustion et augmentant l' échange calorique.
Le fond de la chaudière se caractérise par sa forme parabolique ainsi conçu pour capter, canaliser et concentrer les gaz de combustion, les flammes et les fumées chaudes à l'intérieur de la chaudière où s'effectue l'échange.
L'échange se fait par fluide selon un circuit forcé par des chicanes à travers tout le corps de la chaudière autour de chambres multiples de combustion ce qui permet d'obtenir une surface calorique importante par rapport au diamètre de la chaudière. Les chambres de combustion débouchent dans un collecteur de fumées situé au sommet de la chaudière. Dans sa partie postérieure, le collecteur est doté d'un dispositif de tirage à réglage automatique par thermostat de type spirale qui, en se dilatant, agit sur la clé de tirage située au-dessus de l'appareil. Ce réglage favorise la consommation rationnelle du combustible. Une position manuelle permet, grâce à l'obturation complète du tirare, l'utilisation de la cheminée en feu continu.
L'étude technique des forces (fond de la chaudière chambres de combustion, conduit d'évacuation des fumées vers le fond du foyer) permet d'améliorer sensiblement le tirage défectueux de certaines cheminées.
La partie supérieure de lachaudière constitue une trappe de visite donnant accès au dispositif de tirage automatique et manuel, au collecteur de fumées, aux chambres de combustion, à un purgeur automatique et à une soupane de sécurité.
Un dispositif de suspension, solidaire de la chaudière permet à c el l e-c i de se positionner automatiquement d'elle-même, au plus près et à l'aplomb de la source de chaleur par gravité en fonction de l'évolution du feu dans la cheminée.
Ce dispositif de suspension à coulisse est compensé par un ressort qui diminue la pression verticale de
la chaudière sur les bûches. Il dissimule les tuyaux de raccordement. II comporte un verrouillage qui permet de maintenir la chaudière en position haute pour l'alimentation de l'âtre en combustible.
Une potence articulée supporte le dispositif de suspension à coulisse, solidaire de la chaudière par ses tuyaux d'alimentation. Elle est fixée sur le mur du fond de la cheminée dans la partie haute de la hotte. L'articulation de cette potence permet un déplacement latéral de la chaudière ce qui offre la possibilité à l'utilisateur de mieux suivre l'évolution horizontale du feu de bois ou de dégager une partie de l'âtre à d'autres fins (tournebroche, grill...) Ces déplacements horizontaux et verticaux de la chaudière sont possibles car elle est raccordée au circuit de chauffage central par l'intermédiaire de tuyaux flexibles éprouvés aux conditions de chaleur et de pression. Le branchement de ces flexibles se fait au moyen de raccords hydrauliques étanches dits de type rapide ; ce qui permet la dépose et la remise en place instantanées de la chaudière et de son dispositif de suspension, procurant les avantages suivants : dégagement du foyer our l'utilisation d'un grill, tournebroche , ramonage, utilisation de la même chaudière dans diverses cheminées préalablement dotées du même dispositif de raccordement (résidences secondaires)
Selon une forme de réalisation préférentielles la figure 1 représente (1/4 coupe face gauche) la chaudière suivant invention. La figure 2 représente (en perspective) la potence articulée (21). la figure 3 représente (vue de face) le dispositif de suspension. La figure 4 représente (vue de άessous) la chaudière suivant invention. La figure 5 représente (vue de gauche) le. dispositif complet positionné dans l'âtre. La figure 6 représente (vue de dessous) la trappe de visite (4) (partie supérieure de la chaudière)
Selon un mode de réalisation préférentiel la figure 1 montre la chaudière caractérisé par le corps latéral bombé (12) dont la forme spécialement étudiée offre la particularité sui vante : la partie inférieure
à l'axe A B permet de récupérer les calories par échange au contact des flammes, alors que la partie supérieure à cet axe restitue ces calories par rayonnement dans la pièce.
Le fond de la chaudière (11) de forme parabolique ouvrant sur de multiples chambres de combustion (9) verticales coniques, reliés entre elles, verticalement par des chicanes (16) forçant le fluide (10) à travers la chaudière. Ces chambres de combustion débouchent dans un collecteur de fumée (5) régulant son débit par une clé de tirage (20) actionnée soit par sonde thermostatique (8) soit par une manette (19). La partie supérieure de la chaudière (fig.6) reçoit un purgeur automatique (7) et une soupape de sécurité (5). La partie supérieure de la chaudière constitue une trappe de visite (4).
La chaudière est suspendue par ses propres tuyaux d'alimentation froid (2) et chaud (3), prolongés par flexibles (17) et raccords (18), sur un dispositif à coulisse (fig. 3) doté d'un système de verrouillage (14) et d'un ressort compensateur (13), ce dispositif est accroché par un anneau (15) à une potence articulée (21) (fig. 2).
Le dispositif selon invention constitue avec le feu de l'âtre, une véritable chaudière qui coiffe capte et emmagasine les flammes et les gaz de combustion (9) verticales autour desquelles s'effectue l'échange avec le fluide (10) dont le circuit est forcé par des chicanes (16) soudées verticalement entre chaque chambre de combustion.
Cette chaudière dont le corps représente la forme d'une marmite peut être réalisée en cuivre dont les propriétés de conductivité et de rayonnement sont excellentes.
L'évacuation des gaz brûlés est contrôlée par une clé de tirage à réglage automatique et manuel (fig.5)
obturant le conduit d'évacuation situé dans la partie haute de la chaudière sur sa face postérieure.
Pour suivre l'évolution du feu de bois dans la cheminée, la chaudière a été conçue mobile au moyen d'une suspension à coulisse (fig3) réalisée en fer forgé dotée d'un ressort (13) permettant de contrôler la pression de la chaudière sur les bûches. Un système de verrouillage (14) permet de maintenir la chaudière en position haute pour l'alimentation du feu en combustible.
La chaudière est rendue solidaire de ce dispositif par les tuyaux d'alimentation, préconisés en laiton, et fixés par des brides au dos du dispositif qui les dissimule.
Une potence articulée (fig. 2) fixée sur le mur du fond de la cheminée au moyen de deux vis à laquelle est accroché l'ensemble chaudière dispositif de suspension, permet un déplacement latéral de la chaudière.
Cette mobilité verticale et horizontale de la chaudière est rendue possible par l'utilisation de flexibles inox éprouvés.
L"amovibilité de l'ensemble est obtenue instantanément par le moyen de raccords hydrauliques rapides (18).
Les caractéristiques techniques du dispositif selon invention en font une chaudière à part entière à hautes performances justifiant son utilisation comme chaudière principale. Elle peut également être utilisée en relève d'une chaudière existante.
Les températures élevées obtenues à l'intérieur des chambres de combustion font que la chaudière est autonettoyante et qu'elle ne nécessite aucun entretien.
La conception de la chaudière permet son fonctionnement en thermosiphon, cependant, son rendement élevé justifie l'utilisation d'un circulateur.
L'eau chaude sanitaire est obtenue à partir d'un ballon indépendant du dispositif selon invention.
Les formes externes de réalisation techniques préférentielles du corps de la chaudière, d'après nos études, sont celles qui ont été retenus par nos ancêtres pour les ustensiles devant être suspendus au-dessus du feu de cheminées à savoir marmites, hassines, chaudréns saumonière, bouilloire, bassinoire, etc...
Ces formes attractives permettent de concilier de façon heureuse esthétique et performances répondant ainsi parfaitement au problème posé aux récupérateurs d'âtre.
La partie techniquevde l'invention est totalement dissimulée et facile d'installation et de raccordement. Elle s'effectue sans aucune modification (aucun tuyau apparent, percement seulement de 2 trous ∅ 30 mm dans le conduit de cheminée pour raccordement à l'installation et fixation de la potence dans la partie haute de la hotte par deux vis) et ne laisse apparaitre en fait qu' une forme d'ustensile ayant naturellement sa place dans une cheminée.
En conséquence, cette chaudière récupérateur d'âtre est adaptée à tout type de cheminée à foyer ouvert et en particulier aux cheminées d'époques et de styles.
On notera que le description ci-dessus n'a été donnée qu'à titre d'exemple et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées.