Capteur de chaleur pouvant être installé notamment dans une cheminée domestique et procédé pour porter à une température plus élevée un fluide tel que de l'eau

Description

[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.

Revendications

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.

Claims

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.

Ansprüche

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.

Dessins