[0001] La présente invention concerne un capteur de chaleur destiné à être installé notamment
dans une cheminée domestique et pouvant fournir aussi bien de l'air chaud de chauffage
que de l'eau chaude pour l'usage domestique ou pour le chauffage.
[0002] Par les brevets US-A-3 159 157 et US-A-096 754, on connait déjà des appareils de
chauffage qui peuvent être installés dans une cheminée. Ces appareils forment à eux
seuls la partie inférieure de la cheminée et sont conçus pour fonctionner d'une part
avec des matériaux de combustion classiques et d'autre part avec un combustible liquide
tel que du fuel. Il s'ensuit que ces appareils ont une structure très compliquée et
ne permettent pas d'utiliser la cheminée qui les reçoit comme une cheminée classique.
[0003] Le capteur de chaleur selon la présente invention comprend notamment un caisson s'étendant
verticalement et muni à sa partie inférieure d'au moins une ouverture d'admission
d'air à réchauffer qui peut être réglable et à sa partie supérieure d'au moins une
ouverture d'échappement d'air chauffé et un caisson horizontal s'étendant à partir
de la partie inférieure dudit caisson vertical et dont la face supérieure forme un
foyer sur lequel peut être fait un feu qui réchauffe l'air circulant dans ledit caisson
vertical, la face supérieure du caisson inférieur horizontal comprenant une ouverture
dans laquelle peut être disposée une grille pour l'évacuation des cendres vers un
cendrier.
[0004] Selon la présente invention, ledit caisson horizontal inférieur comprend une chambre
de combustion dans laquelle peut être introduit par ladite ouverture de la face supérieure
du caisson inférieur horizontal un combustible tel que du charbon. Cette chambre de
combustion est limitée latéralement par des parois sensiblement verticales, à sa partie
supérieure par la face supérieure dudit caisson inférieure horizontal et à sa partie
inférieure par un fond muni d'une grille d'évacuation des cendres, ladite grille de
la face supérieure du caisson inférieur horizontal pouvant être remplacée par une
plaque pleine et les fumées de la chambre de combustion étant évacuées par au moins
un conduit de fumée, ladite chambre pouvant servir à chauffer un fluide circulant
au voisinage de ou dans cette chambre.
[0005] Dans une première variante de réalisation, le capteur de chaleur selon la présente
invention peut être utilisé pour fournir de l'air réchauffé et un fluide tel que de
l'eau réchauffée.
[0006] Dans ce but, au moins un conduit présentant une entrée et une sortie et dans lequel
circule un fluide tel que de l'eau à réchauffer s'étend, de préférence, au voisinage
de ou dans ladite chambre de combustion.
[0007] Selon la présente invention, ledit caisson inférieur horizontal comprend une chambre
étanche entourant ladite chambre de combustion, ledit conduit pouvant se présenter
sous la forme d'un serpentin entourant ladite chambre de combustion et disposé dans
ladite chambre étanche.
[0008] Selon la présente invention, au moins un conduit présentant une entrée et une sortie
et dans lequel circule un fluide tel que de l'eau peut s'étendre dans ledit caisson
vertical.
[0009] De manière à freiner la montée de l'air dans le caisson vertical du capteur de chaleur,
on peut disposer dans ce caisson des déflecteurs.
[0010] Dans une variante, ledit conduit s'étendant dans le caisson vertical peut s'étendre
entre lesdits déflecteurs de manière à former sensiblement un serpentin.
[0011] Dans une autre variante, lesdits déflecteurs peuvent être creux et étanches et être
montés en série sur le conduit s'étendant dans le caisson vertical de telle sorte
que le fluide circulant dans ce conduit circule également dans les déflecteurs creux.
[0012] Selon la présente invention, le conduit s'étendant au voisinage de ou dans la chambre
de combustion et le conduit s'étendant dans le caisson vertical peuvent avantageusement
être montés en série.
[0013] Selon la présente invention, lesdits déflecteurs peuvent s'étendre transversalement
au caisson vertical et présenter une section en forme d'un V dont la pointe est dirigée
vers le haut, deux déflecteurs adjacents pouvant être en outre reliés entre eux par
au moins un conduit supplémentaire.
[0014] Dans une autre variante de réalisation, le capteur de chaleur selon la présente invention
peut être utilisé uniquement pour fournir de l'air chaud.
[0015] Dans ce but, le capteur de chaleur selon la présente invention peut comprendre au
moins un conduit présentant une entrée et une sortie et dans lequel peut circuler
de l'air à réchauffer ce conduit s'étendant au voisinage de ou dans ladite chambre
de combustion.
[0016] Selon la présente invention, ce conduit peut se présenter sous la forme d'une chambre
étanche entourant ladite chambre de combustion, cette chambre étanche présentant au
moins une ouverture d'admission d'air frais et au moins une ouverture d'échappement
d'air réchauffé.
[0017] Ladite ouverture d'échappement d'air réchauffé débouche, de préférence, dans ledit
caisson vertical, ladite chambre étanche formant un couloir sensiblement annulaire
autour de ladite chambre de combustion dans lequel l'air à réchauffer circule. De
cette manière, l'air réchauffé autour de la chambre de combustion peut être introduit
à la partie inférieure du caisson vertical et ainsi se mélanger à l'air circulant
dans ce caisson et évacué à la partie supérieure de ce caisson vertical.
[0018] Selon la présente invention, ledit conduit de fumée par lequel s'échappent les fumées
provenant de la chambre de combustion peut avantageusement traverser ledit caisson
vertical.
[0019] Selon la présente invention, il est préférable de prévoir un conduit d'air frais
dont le débit est réglable, ce conduit débouchant sous la grille inférieure de la
chambre de combustion de manière à régler la vitesse de la combustion du combustible
disposé dans ladite chambre.
[0020] Selon la présente invention, la partie avant du caisson vertical faisant face au
feu peut être en partie constituée par une plaque en fonte décorative démontable de
manière à avoir accès à l'intérieur du caisson vertical et la face supérieure du caisson
horizontal ainsi que les parois de ladite chambre de combustion peuvent être en fonte
et être également démontables.
[0021] Dans une variante de réalisation simplifiée, le capteur de chaleur selon la présente
invention peut comprendre notamment un caisson s'étendant verticalement et devant
lequel on peut faire un feu. Ce caisson vertical peut être muni, à sa partie inférieure,
d'au moins une ouverture d'admission d'air à réchauffer qui peut être réglable et,
à sa partie supérieure, d'au moins une ouverture d'échappement d'air réchauffé. Dans
le but de réchauffer un fluide tel que de l'eau, on peut prévoir au moins un conduit
présentant une entrée et une sortie et dans lequel peut circuler ledit fluide, ce
conduit s'étendant dans ledit caisson vertical. Ce conduit peut avantageusement se
présenter sous la forme d'un serpentin et le caisson vertical peut comprendre, à l'intérieur,
des déflecteurs freinant la montée de l'air et entre lesquels s'étend ledit serpentin.
[0022] La présente invention concerne également un procédé pour porter à une température
plus élevée un fluide tel que de l'eau ou de l'air. Ce procédé est tel qu'on fait
circuler ledit fluide au voisinage de ou dans la chambre de combustion, pouvant recevoir
un combustible tel que du charbon, d'un capteur de chaleur installé dans une cheminée
domestique comprenant notamment un caisson inférieur horizontal dans lequel est ménagée
ladite chambre de combustion.
[0023] Selon le procédé de la présente invention, le capteur de chaleur comprend en outre
un caisson vertical dans lequel peut circuler de l'air qui est réchauffé notamment
lorsque l'on fait un feu sur ledit caisson horizontal et on peut également faire circuler
ledit fluide dans ce caisson vertical.
[0024] Ainsi on peut faire circuler le fluide dans le caisson vertical de manière à réchauffer
l'air notamment dans le cas où l'on n'utilise que ladite chambre de combustion, ledit
fluide étant au préalable réchauffé au voisinage de la chambre de combustion. On peut
également réchauffer le fluide circulant dans le caisson vertical grâce notamment
au flux d'air chaud montant dans ce caisson.
[0025] Selon le procédé de la présente invention, ledit fluide peut circuler dans le caisson
vertical à l'intérieur de déflecteurs susceptibles de freiner la montée de l'air dans
ce caisson.
[0026] Selon la présente invention, il est possible d'associer au capteur de chaleur notamment
un capteur solaire dans lequel circulera également ledit fluide.
[0027] Le capteur de chaleur selon la présente invention sera mieux compris à l'étude des
trois variantes de réalisation décrites à titre d'exemples non limitatifs et illustrés
par le dessin sur lequel :
la figure 1 représente en coupe verticale un capteur de chaleur installé dans une
cheminée domestique capable de fournir de l'air réchauffé et de l'eau réchauffée ;
la figure 2 représente en vue frontale le capteur de chaleur selon la figure 1, la
partie inférieure étant en coupe ;
les figures 3 et 4 représentent une variante du capteur de chaleur représenté sur
les figures 1 et 2 dans des vues correspondantes ;
et les figures 5 et 6 représentent, dans des vues correspondant aux figures 1 et 2,
un capteur de chaleur capable de fournir uniquement de l'air réchauffé.
[0028] On notera tout d'abord que les trois capteurs de chaleur représentés ont d'une manière
générale la même structure. C'est pourquoi les éléments constructifs qui se retrouvent
dans chacun de ces capteurs porteront la même référence et ne seront décrits qu'une
seule fois.
[0029] Le capteur de chaleur représenté sur les figures 1 et 2 comprend un caisson vertical
repéré d'une manière générale par la référence 1, un caisson horizontal s'étendant
à partir de la partie inférieure du caisson vertical 1 et repéré d'une manière générale
par la référence 2 et un caisson de décompression s'étendant à partir de la partie
supérieure du caisson vertical 1 et repéré d'une manière générale par la référence
3, le caisson vertical 1 étant encastré dans le mur de fond de la cheminée et le caisson
inférieur horizontal dans son foyer.
[0030] Le caisson vertical 1 qui a une section horizontale sensiblement rectangulaire présente
à sa partie inférieure une ouverture 4 permettant une admission d'air frais dans le
caisson vertical provenant d'un passage 5 réalisé dans le mur de la cheminée. Le débit
de l'air entrant par l'ouverture 4 dans le caisson 1 peut être réglé par le clapet
6 pouvant obstruer plus ou moins l'ouverture 4 et la fermer complètement. On pourra
remarquer que le passage 5 qui est dans l'exemple représenté horizontal pourrait aussi
bien être disposé verticalement et communiquer par exemple avec une cave.
[0031] La partie supérieure du caisson vertical 1 communique par une ouverture 7 avec le
caisson horizontal 3 qui présente sur sa partie supérieure, dans l'exemple représenté,
deux bouches d'échappement d'air 8.
[0032] Lorsque l'on fait un feu sur le caisson horizontal inférieur 2, l'air se trouvant
dans le caisson vertical 1 et dans le caisson supérieur horizontal 3 se trouve réchauffé
et circule depuis l'ouverture 4 du caisson vertical 1 jusqu'aux bouches de sortie
8 du caisson supérieur horizontal 3 pour être distribué vers la ou les pièce(s) à
chauffer.
[0033] Le caisson horizontal inférieur 2 comprend un plateau 9 sensiblement horizontal formant
la face supérieure du caisson 2 sur laquelle peut être fait un feu.
[0034] Ce plateau 9 présente sensiblement en son milieu une ouverture cylindrique 10 pouvant
recevoir un couvercle 11. Ce couvercle 11 peut se présenter sous la forme d'une grille
destinée à l'évacuation vers le bas des cendres provenant du feu fait sur le plateau
9.
[0035] Le caisson inférieur horizontal 2 comprend une chambre de combustion 12 dans laquelle
peut être introduit par l'ouverture 10 du plateau 9 un combustible tel que du charbon
et qui est limitée à sa partie supérieure par le plateau 9, à sa partie inférieure
par un fond présentant une ouverture 14 fermé par une grille 15 d'évacuation des cendres
et latéralement par une paroi 16 verticale qui est dans l'exemple représenté cylindrique,
le fond 13 étant d'une seule pièce avec ladite paroi 16. La paroi cylindrique 16 présente
au voisinage de sa partie supérieure une ouverture 17 d'évacuation des fumées. Lorsque
l'on brûle un combustible dans la chambre 12, on peut avantageusement prévoir un couvercle
11 se présentant sous la forme d'une plaque pleine.
[0036] La face inférieure du plateau 9 présente une gorge annulaire 18 dans laquelle pénètre
une saillie annulaire 19 prévue à la partie supérieure de ladite paroi 16, un joint
en amiante étant disposé au fond de la gorge 18 de manière à créer une liaison étanche
aux fumées.
[0037] Le caisson inférieur horizontal 2 comprend également une partie en forme de caisson
20 se trouvant en-dessous de la chambre de combustion 12 et dans lequel est disposé
un tiroir amovible 21 pour la réception des cendres pouvant provenir de la chambre
de combustion 12 ou du dessus du plateau 9 en passant par la chambre de combustion
12.
[0038] Un conduit 22 traversant la paroi arrière 20a du caisson 20 permet de faire communiquer
le passage 5 avec ce caisson 20 de manière à fournir sous la chambre de combustion
12 de l'air frais. Comme on peut le voir sur la figure 2, le conduit 22 est muni d'un
clapet réglable 23 permettant le réglage de la vitesse de la combustion en particulier
dans la chambre de combustion 12.
[0039] Le caisson inférieur horizontal 2 comprend en outre une chambre étanche 24 entourant
la paroi cylindrique 16 de la chambre de combustion 12. Cette chambre étanche 24 est
délimitée à sa partie inférieure par la paroi supérieure de la chambre 20, à sa partie
supérieure par le plateau 9 et latéralement par des parois verticales situées à distance
de la paroi 16 de la chambre de combustion 12 et en particulier par une paroi arrière
24a prolongeant la paroi arrière 20a de la chambre 20 et séparant la chambre étanche
24 de l'intérieur du caisson vertical 1. On pourra remarquer que la paroi inférieure
horizontale 4a dans laquelle est pratiquée l'ouverture 4 est sensiblement en alignement
avec la paroi séparant la chambre 20 de la chambre 24, le clapet 6 s'ouvrant à l'intérieur
du caisson vertical et le canal 5 étant sensiblement en alignement avec la chambre
20.
[0040] Un conduit, dans lequel peut circuler un fluide tel que de l'eau et présentant une
extrémité 25 débouchant latéralement à l'extérieur du caisson inférieur horizontal
2, se présente sous la forme d'un serpentin 26 entourant la paroi cylindrique 16 de
la chambre de combustion 12 et disposé dans la chambre étanche 24.
[0041] Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2, en pointillé, une série de
déflecteurs 27 est disposée dans le caisson vertical 1. Ces déflecteurs 27 s'étendent,
horizontalement, transversalement au caisson 1 et sont disposés en alignement sur
des rangées horizontales et verticales de telle sorte que les déflecteurs de deux
rangées horizontales adjacentes soient décalés les uns par rapport aux autres. Ces
déflecteurs ont une section en forme de V dont la pointe est dirigée vers le haut.
[0042] Les déflecteurs 27 sont creux et sont reliés les uns avec les autres en série depuis
le premier déflecteur 27a de la rangée inférieure jusqu'au dernier déflecteur 27b
de la rangée supérieure, les extrémités libres des branches d'un déflecteur étant
reliées par un conduit aux extrémités libres des déflecteurs adjacents. On pourra
noter que lesdites extrémités pourraient être reliées par plusieurs conduits. Par
ailleurs, le serpentin 26 se prolonge par un conduit 28 opposé à son extrémité 25,
ce conduit 28 raccordant le serpentin 26 à l'extrémité libre du premier déflecteur
27a de ladite série de déflecteurs. En outre, un conduit 29 a une de ses extrémités
branchée sur l'extrémité libre du dernier déflecteur 27b de ladite série de déflecteurs,
son autre extrémité 30 débouchant latéralement au caisson vertical 1. Les déflecteurs
27 sont fixés sur la face arrière du caisson vertical 1 et ne s'étendent pas jusqu'à
sa face avant de façon à permettre les dilatations dues aux variations de température.
Les déflecteurs 27 peuvent être reliés à la face arrière du caisson 1 par exemple
par des pattes soudées 31 à l'exemple du déflecteur 27b.
[0043] Il est donc possible de faire circuler un fluide tel que de l'eau dans le serpentin
26 autour de la chambre de combustion 12 et dans la série de déflecteurs 27 disposée
dans le caisson vertical 1 entre l'extrémité 25 du serpentin 26 et l'extrémité 30
du conduit 29 aussi bien dans un sens que dans l'autre.
[0044] La chambre de combustion 12 communique avec un conduit de fumée 32 par ladite ouverture
17. Ce conduit de fumée 32 traverse la paroi arrière 24a de la chambre étanche 24
puis s'étend sensiblement verticalement à l'intérieur du caisson vertical 1 et débouche
au-dessus de ce caisson vertical pour évacuer les fumées à l'intérieur de la cheminée
et en même temps chauffer l'air circulant dans le caisson vertical. Au voisinage de
sa partie supérieure, le conduit de fumée 32 est muni d'un clapet 33 actionnable par
une tige 34 s'étendant au travers de la paroi avant du conduit de la cheminée, ce
clapet servant à régler des fumées provenant de la chambre de combustion 12.
[0045] La face avant du caisson vertical 1 est en partie constituée par une plaque décorative
35 s'étendant en dessous du caisson vertical supérieur 3 jusqu'au plateau horizontal
9 et permettant l'accès à l'intérieur du caisson vertical 1. Le bord inférieur de
la plaque 35 repose de façon étanche par un joint 36 sur le plateau horizontal 9 et
les trois autres côtés de la plaque 35 sont fixés de façon étanche par un joint 37
aux autres parties du caisson vertical 1 par des boulons 35a. Ainsi, la paroi verticale
16 et le fond 13 de la chambre de combustion, le plateau 9 ainsi que la plaque 35,
qui sont de préférence en fonte, sont démontables.
[0046] Les clapets 6 et 23 sont réglables par des tiges 38 et 39 s'étendant verticalement
derrière la plaque 35 à l'extérieur du caisson vertical 1 et latéralement et se prolongent
horizontalement vers l'avant au travers d'orifices en forme de crémaillères 40 et
41 permettant le réglage desdits clapets. En outre, les tiges 38 et 39 sont disposées
dans des carters 42 et 43.
[0047] En référence à la figure 1, on peut remarquer que le conduit de la cheminée peut
être obturé par une plaque pivotante 44 pouvant prendre appui sur des cornières 45
fixées latéralement et de part et d'autre du caisson horizontal supérieur 3.
[0048] On va maintenant décrire les principales utilisations du capteur de chaleur représenté
sur les figures 1 et 2.
[0049] Tout d'abord, si l'on fait un feu sur la plaque 9 du caisson horizontal inférieur
2, on peut récupérer le l'air réchauffé à la sortie des bouches 8, air dont le débit
est réglable par le clapet 6. On peut également chauffer l'eau circulant dans le serpentin
26 et dans la série de déflecteurs 27, l'eau étant essentiellement réchauffée lors
de son passage dans les déflecteurs 27.
[0050] Si l'on brûle un combustible dans la chambre de combustion 12, on peut obtenir de
l'air réchauffé à la sortie des bouches 8, cet air étant réchauffé grâce à la chaleur
qui règne entre le caisson inférieur horizontal 2 et le caisson supérieur horizontal
3 et grâce au conduit de fumée 32. On peut également obtenir de l'eau chaude en faisant
circuler l'eau de préférence d'abord dans les déflecteurs 27 puis dans le serpentin
26. Si l'on fait circuler l'eau d'abord dans le serpentin 26 puis dans les déflecteurs
27, il se produira un échange de chaleur entre l'air circulant dans le caisson vertical
1 et dans les déflecteurs 27. Dans ce sens de circulation de l'eau, l'air se trouvera
également réchauffé par les déflecteurs 27. La perte de chaleur de l'eau dans les
déflecteurs 27 dépendra de son débit et du débit de l'air dans le caisson vertical
1.
[0051] Lorsque l'on n'utilise que la chambre de combustion 12, il est préférable de fermer
le conduit de la cheminée par la plaque 44 de manière à ne pas laisser échapper la
chaleur traversant notamment la face supérieure du caisson inférieur horizontal 2
afin de récupérer cette chaleur aussi bien dans le caisson vertical 1 et dans le caisson
supérieur horizontal 3 que dans la pièce où se trouve la cheminée munie du capteur
de chaleur.
[0052] D'une manière générale, on peut noter que les différences de températures entre l'entrée
et la sortie aussi bien pour l'eau que pour l'air dépendront des débits ainsi que
de la température des feux.
[0053] L'eau circulant dans le capteur de chaleur qui vient d'être décrit en référence aux
figures 1 et 2 peut être utilisée à toute fin utile. Cette eau réchauffée peut être
utilisée notamment au réchauffage de l'eau contenue dans un ballon, l'eau de ce ballon
pouvant servir aux usages domestiques ou au chauffage par exemple par radiateur. L'eau
traversant le capteur peut également circuler directement dans des radiateurs de chauffage.
On peut en outre associer au capteur de chaleur qui vient d'être décrit tout appareil
de chauffage tel que des capteurs solaires. Bien d'autres utilisations sont également
possibles en association avec des appareils connus.
[0054] Les figures 3 et 4 montrent une variante du capteur de chaleur représenté sur les
figures 1 et 2 sont fonctionnement et son utilisation correspondant au capteur déjà
décrit.
[0055] Hormis les différences ci-après, le capteur de chaleur représentée sur les figures
3 et 4 a une structure semblable à celle du capteur de chaleur des figures 1 et 2.
C'est pourquoi, les éléments analogues portent les mêmes références et ne seront pas
de nouveau décrits.
[0056] Dans cet exemple de réalisation, les déflecteurs 46 ne sont plus creux mais sont
formés par, par exemple, des tôles se présentant sous la forme de V dont la pointe
est dirigée vers le haut, ces déflecteurs servant à freiner la montée de l'air dans
le caisson vertical 1.
[0057] Dans l'exemple représenté, on a disposé des déflecteurs sur cinq lignes horizontales
et sur cinq colonnes, deux rangées horizontales de déflecteurs ménageant un espace
horizontal libre entre elles. Les déflecteurs 46 sont, dans l'exemple représenté,
fixés à la paroi arrière du caisson vertical 1.
[0058] Dans la variante représentée sur les figures 3 et 4, le conduit formant le serpentin
26 se prolonge par un conduit 47 qui s'étend dans le caisson vertical 1 entre les
déflecteurs 46.
[0059] Comme on peut le voir en particulier sur la figure 3, le conduit 47 se présente,
dans le caisson vertical 1, sous la forme d'un serpentin qui comprend, en dessous
de chaque rangée horizontale de déflecteurs 46, une nappe horizontale à deux ou trois
branches 48, 49 et 50, deux nappes horizontales adjacentes étant reliées par une branche
verticale 51. Dans l'exemple représenté, le conduit 47 se présente sous la forme d'un
serpentin à cinq nappes horizontales. A la suite de ce serpentin, le conduit 47 se
prolonge et s'étend latéralement à l'extérieur du caisson vertical 1 où il présente
une extrémité 52.
[0060] Comme le conduit 47 s'étend longuement à l'intérieur du caisson vertical 1 sous la
forme d'un serpentin, les échanges de chaleur entre l'eau circulant dans ce conduit
47 et l'air circulant verticalement dans le caisson vertical 1 seront excellents,
ces échanges pouvant être effectués dans un sens ou dans l'autre.
[0061] La forme du conduit 47 à l'intérieur du caisson vertical 1 n'est pas limitée à l'exemple
représenté. Ce conduit 47 peut en effet présenter une forme complètement différente
et la position des déflecteurs 46 n'est pas limitative.
[0062] En référence aux figures 5 et 6, on va maintenant décrire un capteur de chaleur capable
de fournir uniquement de l'air réchauffé.
[0063] Ce capteur de chaleur est dans l'ensemble proche du capteur de chaleur représenté
sur les figures 3 et 4 et comprend des déflecteurs 53 placés de la même manière que
les déflecteurs 46 du capteur de chaleur représenté sur les figures 3 et 4. Cependant,
ce capteur de chaleur ne comprend plus de conduits dans lesquels peut circuler de
l'eau.
[0064] La chambre étanche 24' du capteur représenté sur les figures 5 et 6, entourant la
paroi cylindrique 16 de la chambre de combustion 12 disposée dans le caisson inférieur
horizontal 2, comporte une cloison intérieure verticale 54 disposée sensiblement dans
le plan de symétrie du capteur, cette cloison 54 reliant la paroi 16 de la chambre
de combustion à la paroi arrière 55 de la chambre étanche 24'.
[0065] D'un côté de la cloison 54, la paroi arrière 55 comprend, dans sa partie inférieure,
une ouverture 56 établissant une communication entre l'intérieur du caisson vertical
1 et l'intérieur de la chambre étanche 24' et elle comporte, de l'autre côté de la
cloison 54, dans sa partie supérieure, une ouverture 57 qui établit également une
communication entre l'intérieur du caisson vertical 1 et l'intérieur de la chambre
étanche 24', le conduit de fumée 32 passant par cette ouverture 57.
[0066] On obtient donc autour de la chambre de combustion 12 un couloir sensiblement annulaire
présentant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie pour de l'air.
[0067] On va maintenant décrire comment fonctionne le capteur de chaleur représenté sur
les figures 5 et 6.
[0068] Lorsque le clapet 6 est ouvert, l'air en provenance du passage 5 monte dans le caisson
vertical 1 comme cela a déjà été précédemment décrit. En outre, une partie de l'air
pénétrant dans le caisson vertical par son ouverture inférieure 4 peut pénétrer à
l'intérieur de la chambre étanche 24 par son ouverture 56 et, après avoir tourné autour
de la chambre de combustion 12 en ressortir par son ouverture 57 et ensuite continuer
son chemin dans le caisson vertical 1. Du fait de son orientation, le clapet 6 joue
avantageusement le rôle d'un déflecteur et permet de dévier l'air en direction de
l'ouverture 56 de la chambre étanche 24'.
[0069] Lorsque du feu sera fait seulement sur le plateau 9, l'air circulant dans le capteur
de chaleur sera essentiellement réchauffé dans le caisson vertical 1. Cependant, lorsqu'on
utilisera uniquement la chambre de combustion 12, l'air pénétrant dans le capteur
par l'ouverture inférieure 4 du caisson vertical 1 sera essentiellement réchauffé
lors de son passage dans la chambre étanche 24 et c'est essentiellement cet air réchauffé
qui créera une circulation ascendante dans le caisson vertical 1.
[0070] Comme dans les exemples précédents, le capteur représenté sur les figures 5 et 6
et destiné uniquement à fournir de l'air réchauffé peut avoir une autonomie de fonctionnement
relativement longue, cette autonomie dépendant du volume de la chambre de combustion
12 qui peut recevoir un combustible tel que du charbon.
[0071] La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. On peut en
effet prévoir de faire circuler l'eau ou l'air dans la paroi verticale 16 de la chambre
de combustion. On peut en outre prévoir plusieurs conduits de fumées 32 traversant
le caisson vertical 1 ou encore un conduit vertical faisant toute la largeur du caisson
vertical 1 de manière à obtenir une plus grande surface de contact avec l'air traversant
le caisson vertical 1. On peut également prévoir les conduits dans lesquels circule
l'eau en plusieurs parties pour faciliter leur montage. On peut en outre aménager
le couloir annulaire dans lequel circule l'air à réchauffer autour de la chambre de
combustion 12 d'une manière toute différente en formant par exemple deux sens de circulation.
Enfin, les conduits pour l'eau pourraient également être intégrés aux parois des caissons.
1. Capteur de chaleur destiné à être installé en particulier dans une cheminée domestique
comprenant notamment un caisson (1) s'étendant verticalement et muni à sa partie inférieure
d'au moins une ouverture (4) d'admission d'air à réchauffer et à sa partie supérieure
d'au moins une ouverture (7) d'échappement d'air réchauffé et un caisson horizontal
(2) s'étendant à partir de la partie inférieure dudit caisson vertical et dont la
face supérieure (9) forme un foyer sur lequel peut être fait un feu qui réchauffe
l'air circulant dans ledit caisson vertical, la face supérieure du caisson inférieure
horizontal comprenant une ouverture (10) dans laquelle peut être disposée une grille
(11) pour l'évacuation des cendres vers un cendrier (21), caractérisé par le fait
que ledit caisson horizontal inférieur (2) comprend une chambre de combustion (12)
dans laquelle peut être introduit par ladite ouverture (10) de la face supérieure
du caisson inférieur horizontal un combustible tel que du charbon et qui est limitée
latéralement par des parois (16) sensiblement verticales, à sa partie supérieure par
la face supérieure (9) dudit caisson inférieur horizontal et à sa partie inférieure
par un fond (13) muni d'une grille (15) d'évacuation des cendres, ladite grille (11)
de la face supérieure du caisson inférieur horizontal pouvant être remplacée par une
plaque pleine et les fumées de la chambre de combustion étant évacuées par au moins
un conduit de fumée (32), ladite chambre (12) pouvant servir à chauffer un fluide
circulant au voisinage ou dans cette chambre.
2. Capteur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins
un conduit (26) présentant une entrée et une sortie et dans lequel circule un fluide
tel que de l'eau à réchauffer s'étend au voisinage de ou dans ladite chambre de combustion
(12).
3. Capteur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit
caisson inférieur horizontal (2) comprend une chambre étanche (24) entourant ladite
chambre de combustion (12), ledit conduit (26) se présentant sous la forme d'un serpentin
entourant la chambre de combustion et disposé dans ladite chambre étanche.
4. Capteur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins
un conduit présentant une entrée et une sortie et dans lequel circule un fluide tel
que de l'eau s'étend dans ledit caisson vertical (1).
5. Capteur de chaleur selon la revendication 4, des déflecteurs étant disposés dans
ledit caisson vertical pour freiner la montée de l'air dans ce caisson, caractérisée
par le fait que ledit conduit (47) s'étend entre lesdits déflecteurs (46) de manière
à former un serpentin.
6. Capteur de chaleur selon la revendication 4, des déflecteurs étant disposés dans
ledit caisson vertical pour freiner la montée de l'air dans ce caisson caractérisé
par le fait que lesdits déflecteurs (27) sont creux et étanches et qu'ils sont montés
en série sur ledit conduit (28, 29) de telle sorte que le fluide circulant dans ce
conduit circule également dans lesdits déflecteurs creux.
7. Capteur de chaleur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les déflecteurs
sont reliés en série par au moins un conduit supplémentaire.
8. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé
par le fait que lesdits déflecteurs s'étendent transversalement au caisson vertical
et ont une section en forme de V dont la pointe est dirigée vers le haut.
9. Capteur de chaleur selon l'une des revendications 2 et 3 et selon l'une des revendications
4 à 8, caractérisé par le fait que le conduit (26) s'étendant au voisinage de ou dans
la chambre de combustion (12) et le conduit (28, 47) s'étendant dans le caisson vertical
(1) sont montés en série.
10. Capteur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins
un conduit (24') de circulation d'air à réchauffer présentant au moins une ouverture
d'admission d'air (56) et une ouverture d'échappement d'air (57) s'étend au voisinage
de ou dans ladite chambre de combustion (12).
11. Capteur de chaleur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit
conduit se présente sous la forme d'une chambre étanche (24') entourant ladite chambre
de combustion.
12. Capteur de chaleur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite
ouverture (57) d'échappement d'air à réchauffer débouche dans ledit caisson vertical
(1), ladite chambre étanche (24') formant un couloir sensiblement annulaire autour
de la chambre de combustion (12) dans lequel l'air circule.
13. Capteur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait qu'un conduit (22) d'air frais dont le débit est réglable débouche sous
la grille inférieure (15) de la chambre de combustion (12).
14. Capteur de chaleur selon l'une quelconque- des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que la partie avant du caisson vertical faisant face au feu est en partie
constituée par une plaque (35) en fonte décorative démontable de manière à avoir accès
à l'intérieur du caisson vertical, et la face supérieure (9) du caisson horizontal
inférieur (2) ainsi que dans les parois de la chambre de combustion sont en fonte
et également démontables.
15. Capteur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit
conduit de fumée s'étend à l'intérieur dudit caisson vertical.
16. Procédé pour porter à une température plus élevée de l'air et/ou un fluide tel
que de l'eau caractérisé par le fait qu'on fait circuler ce fluide au voisinage de
ou dans une chambre de combustion, pouvant recevoir un combustible tel que du charbon,
d'un capteur de chaleur installé dans une cheminée domestique comprenant notamment
un caisson inférieur horizontal dans lequel est ménagée ladite chambre de combustion.
17. Procédé selon la revendication 16, le capteur de chaleur comprenant en outre un
caisson vertical dans lequel peut circuler de l'air qui est réchauffé notamment lorsque
l'on fait un feu sur ledit caisson horizontal, caractérisé par le fait que l'on fait
également circuler ledit fluide dans ledit caisson vertical.
1. A heat collector designed especially to be installed in a domestic fireplace notably
comprising a chamber (1) running vertically and provided at the bottom with at least
one opening (4) admitting the air to be heated and at the top at least one opening
(7) exhausting the heated air and a horizontal chamber (2) running from the bottom
of the said vertical chamber, with the top face of the said horizontal bottom chamber
comprising an opening (10) into which a grating (11) can be placed for removing the
ashes to an ash tray (21), characterized in that the said bottom chamber (2) comprises
a combustion chamber (12) into which a fuel like coal can be inserted through the
said opening (10) in the top face of the horizontal bottom chamber and which is bounded
laterally by roughly vertical walls (16), on top by the upper face (9) of the said
horizontal bottom chamber and at the bottom by a bottom wall (13) fitted with a grating
(15) for removing the ash, with it being possible to replace the said grating (11)
on the top face of the horizontal bottom chamber by a solid plate and with the smoke
from the combustion chamber being discharged through at least on smoke conduit (32),
the said chamber (12) being able to be used to heat a fluid circulating close to or
inside this combustion chamber.
2. The heat collector according to claim 1, characterized in that at least one conduit
(26), having an inlet and an outlet and in which a fluid such as water to be heated
circulates, runs close to or inside the said combustion chamber (12).
3. The heat collector according to claim 2, characterized in that the said horizontal
bottom chamber (2) comprises a sealed chamber (24) surrounding the said combustion
chamber (12), with the said conduit (26) having the form of a coil surrounding the
combustion chamber and located in the said sealed chamber.
4. The heat collector according to claim 1, characterized in that at least one conduit
having an inlet and an outlet, and in which a fluid such as water circulates, runs
in the said vertical chamber (1).
5. The heat collector according to claim 4, with baffles located in the said vertical
chamber to slow down the air rising in this chamber, characterized in that the said
conduit (47) runs between the said baffles (46) so as to form a coil.
6. The heat collector according to claim 4, with baffles located in the said vertical
chamber to slow down the air rising in this chamber, characterized in that the said
baffles (27) are hollow and sealed and in that they are mounted in series on the said
conduit (28, 29) so that the fluid flowing in this conduit also flows in the said
hollow baffles.
7. The heat collector according to claim 6, characterized in that the baffles are
connected in series by at least one additional conduit.
8. The heat collector according to any one of claims 5 to 7, characterized in that
the said baffles run transversally across the vertical chamber and have a V-shaped
cross-section with the vertex of the V pointing upwards.
9. The heat collector according to either of claims 2 and 3 and according to any one
of claims 4 to 8, characterized in that conduit (26) running close to or inside the
combustion chamber (12) and conduit (28, 47) running inside the vertical chamber (1)
are mounted in series.
10. The heat collector according to claim 1, characterized in that at least one conduit
(24') circulating the air to be heated having at least one air admission opening (56)
and one air exhaust opening (57) runs close to or inside the said combustion chamber
(12).
11. The heat collector according to claim 10, characterized in that the said conduit
comes in the form of a sealed chamber (24') surrounding the said combustion chamber.
12. The heat collector according to claim 11, characterized in that the said exhaust
opening (57) of the air being heated opens out into the said vertical chamber (1),
with the said sealed chamber (24') forming a roughly annular duct round the combustion
chamber (12) in which the air circulates.
13. The heat collector according to any one of the preceding claims, characterized
in that a fresh air conduit (22), the flow of which is adjustable, opens out under
the bottom grating (15) of the combustion chamber (12).
14. The heat collector according to any one of the preceding claims, characterized
in that the portion of the vertical chamber facing the fire partly consists of a plate
(35) of decorative cast iron and removable so as to give access to the inside of the
vertical chamber, and the top face (9) of the bottom horizontal chamber (2) along
with the walls of the combustion chamber are made of cast iron and also removable.
15. The heat collector according to claim 1, characterized in that the said smoke
conduit runs inside the said vertical chamber.
16. A process for raising air and/or a fluid like water to a higher temperature, characterized
in that this fluid is circulated close to or inside a combustion chamber, capable
of taking a fuel such as coal, of a heat collector installed in a domestic fireplace
comprising notably a horizontal bottom chamber inside which the said combustion chamber
is provided.
17. The process according to claim 16, wherein the heat collector also comprises a
vertical chamber in which the air which is heated can circulate when a fire is made
on the said horizontal chamber, characterized in that the said fluid is also made
to flow in the said vertical chamber.
1. Wärmekollektor, der dazu bestimmt ist, insbesondere in einem Haus-Kamin eingebaut
zu werden und der im wesentlichen eine Kammer (1), die sich vertikal erstreckt und
in ihrem unteren Teil mit wenigstens einer Öffnung (4) für den Zuttritt von zu erwärmender
Luft und in ihrem oberen Teil mit wenigstens einer Öffnung (7) für den Austritt erwärmter
Luft ausgerüstet ist, und eine horizontale Kammer (2) aufweist, die sich ausgehend
vom unteren Teil der vertikalen Kammer erstreckt und deren Oberseite (9) einen Feureplatz
bildet, auf dem ein Feuer gemacht werden kann, das die in der erwähnten vertikalen
Kammer zirkulierende Luft erwärmt, wobei die obere Seite der unteren horizontalen
Kammer eine Öffnung (10) aufweist, in die ein Rost (11) eingesetzt werden kann, um
Asche zu einem Aschenkasten (21) auszutragen, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale
untere Kammer eine Brennkammer (12) umfaßt, in die man über die erwähnte Öffnung (10)
in der Oberseite der unteren horizontalen Kammer einen Brennstoff, wie Kohle, einbringen
kann und die seitlich durch im wesentlichen vertikale Wände (16) an der Oberseite
durch die Oberfläche (9) der erwähnten unteren, horizontalen Kammer und in ihrem unteren
Teil durch einen Boden (13) begrenzt ist, der mit einem Rost (15) zum Austragen von
Asche ausgerüstet ist, wobei der Rost (11) der Oberseite der unteren horizontalen
Kammer durch eine volle Platte ersetzt werden kann und der Rauch der Brennkammer über
wenigstens eine Rauchleitung (32) abgezogen werden kann, wobei die Kammer (12) zum
Erwärmen eines Fluides, das in der Nähe oder in dieser Kammer zirkuliert, dienen kann.
2. Wärmekollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Leitung
(26), die einen Eingang und einen Auslaß aufweist und in der ein zu erwärmendes Fluid,
wie Wasser, zirkuliert, sich in der Nähe der oder in der Feuerkammer (12) erstreckt.
3. Wärmekollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere horizontale
Kammer (2) eine dichte Kammer (24) aufweist, welche die Brennkammer (12) umgibt, wobei
die erwähnte Leitung (26) in Form einer Schlange vorliegt, welche die Brennkammer
umgibt und in der erwähnten dichten Kammer angeordnet ist.
4. Wärmekollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der erwähnten
vertikalen Kammer (1) wenigstens eine Leitung erstreckt, die einen Einlaß und einen
Auslaß aufweist und in der ein Fluid, wie Wasser, zirkuliert.
5. Wärmekollektor nach Anspruch 4, bei welchem in der erwähnten vertikalen Kammer
Deflektoren vorgesehen sind, um das Aufsteigen von Luft in dieser Kammer zu bremsen,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die erwähnte Leitung (47) zwischen den erwähnten
Deflektoren (46) unter Bildung einer Schlange erstreckt.
6. Wärmekollektor nach Anspruch 4, bei welchem Deflektoren in der erwähnten vertikalen
Kammer angeordnet sind, um das Aufsteigen von Luft in dieser Kammer zu bremsen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deflektoren (27) hohl und dicht ausgebildet sind und daß sie
in Serie auf der erwähnten Leitung (28, 29) montiert sind, so daß das in dieser Leitung
zirkulierende Fluid auch in den erwähnten hohlen Deflektoren zirkuliert.
7. Wärmekollektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoren durch
wenigstens eine zusätzliche Leitung in Serie miteinander verbunden sind.
8. Wärmekollektor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich
die Deflektoren zur vertikalen Kammer quer erstrecken und einen V-förmigen Querschnitt
besitzen, dessen Spitze nach oben weist.
9. Wärmekollektor nach einem der Ansprüche 2 und 3 und 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung (26), die sich in der rähe der oder in der Brennhammer (12) eistreckt
in die Leitung (28, 47), die sich in der vertikalen Kammer (1) erstreckt, in Serie
geschaltet sind.
10. Wärmekollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens eine
Leitung (24') für die Zirkulation zu erwärmender Luft, die wenigstens eine Öffnung
für den Eintritt von Luft (56) und eine Öffnung für den Austritt von Luft (57) aufweist,
in der Nähe oder in der erwähnten Brennkammer (12) erstreckt.
11. Wärmekollektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Leitung
als eine dichte Kammer (24') vorliegt, welche die erwähnte Brennkammer umgibt.
12. Wärmekollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Öffnung
(57) für den Austritt zu erwärmender Luft in die erwähnte vertikale Kammer (1) einmündet,
wobei die dichte Kammer (24') einen im wesentlichen ringförmigen Kanal um die Brennkammer
(12) bildet, in welchem die Luft zirkuliert.
13. Wärmekollektor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Leitung (22) für Frischluft, deren Ausstoß regelbar ist, unter dem unteren
Rost (15) der Brennkammer (12) mündet.
14. Wärmekollektor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der vordere Teil der vertikalen Kammer, der zum Feuer weist, teilweise durch eine
Platte (35) aus dekorativem, abmontierbarem Gußeisen besteht, so daß man Zigang zum
Inneren der vertikalen Kammer hat und daß die Oberseite (9) der horizontalen unteren
Kammer (2) ebenso wie die Wände der Brennkammer aus Gußeisen bestehen und ebenfalls
demontierbar sind.
15. Wärmekollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Rauchleitung
sich innerhalb der erwähnten vertikalen Kammer erstreckt.
16. Verfahren zum Erwärmen von Luft und/ oder einem Fluid, wie Wasser, auf eine erhöhte
Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fluid in der Nähe oder in einer Brennkammer
zirkulieren läßt, welche einen Brennstoff, wie Kohle, aufnehmen kann, eines Wärmekollektors,
der in einem Haus-Kamin eingebaut ist und im wesentlichen eine untere horizontale
Kammer aufweist, in welcher die erwähnte Brennkammer untergebracht ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Wärmekollektor unter anderem eine vertikale
Kammer aufweist, in welcher Luft zirkulieren kann, die erwärmt ist, insbesondere während
man ein Feuer auf der erwähnten horizontalen Kammer macht, dadurch gekennzeichnet,
daß man auch das erwähnte Fluid in der erwähnten vertikalen Kammer zirkulieren läßt.