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Appareil de chauffage d'air utilisant les gaz de combustion de foyers domestiques
Les foyers domestiques, les cheminées notam- ment. ont en général un très mauvais rendement. La majeure partie de la chaleur dégagée par la combustion est contenue dans les gaz évacuée et ne participe pas au chauffage des pièces.
La présente invention a pour objet des appa- reils récupérant la chaleur des gaz dégagés par des foyers domestiques de construction usuelle pour chauffer de l'air qui est ensuite distribué dans les locaux à chauffer ou qui est utilisé dans des appareils divers, ménagers ou autres tels que fours de cuisson, réchauds pour maintenir les ali-
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monte à une certaine température, appareils chauffe-eau, séchoirs, accumulateurs de chaleur ou analogues.
Les dispositifs qui font l'objet de l'inven- tion peuvent être installés dans des foyers existants dont on veut améliorer le rendement, ou bien être utilisés paar cons- tituer des appareils de chauffage autonomes.
L'invention consiste essentiellement dans la combinaison d'un foyer ordinaire, cheminée par exemple et d'un échangeur de chaleur tubulaire placé au dessus du combus- tible et parcouru par un courant d'air de préférence à circu- lation forcée. L'air chauffe dans cet appareil par les gaz de la combustion pourra être évacué directement dans la ou les pièces à chauffer ou dans les appareils d'utilisation. Il pourra aussi être mélangé avec de l'air froid, en proportions calculées, préalablement à son envoi dans les appareils d'uti- lisation, en vue de maintenir dans ceux-ci une température dé- terminée.
L'invention a également pour objet différents modes de réalisation qui vont être décrits ci-dessous en re- gard du dessin sur lequel: la fig.l représente en xxxx coupe horizontale suivant la ligne I- I de la fig. 2, une cheminée munie d'un échangeur de cha- leur conformément à l'invention la fig.2 est une coupe verticale transversale suivant la ligne II - II de la fig.l.
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8 la fig.3 est une coupe verticale perpendiculaire à la précé- dente suivant la ligne III - III de la fig. I, - les fig. 4 et 5 sont des schémas d'installations, utilisant l'appareil précédent.
. la figure 6 est la coupe transversale d'un accumulateur de chaleur @ la figure 7 est une coupe transversale de cet accumulateur suivant la ligne VII - VII de la fig.6 Les fig. 8,9 et 10 se rapportent à un appareil autonome con- forme à l' invention. la fig.8 est une coupe verticale de l'appareil.
La. fig. 9 est une vue en plan par dessous.
La fige 10 est une coupe verticale suivant un plan perpendicu- laire à celui de la fig.8. la fig II est le schéma d'une installation de chauffage utili- sant l'appareil des fig. 8 à 10. la fig.I2 représente ens coupe verticale un accumulateur diffu- seur de chaleur.
La fig.I3 est une coupe transversale de cet accumulateur.
Dans l'appareil et les installations représen- tées sur les fige 1 à 5 l'échangeur de chaleur est placé dans une cheminée existante dont il s'agit d'améliorer le rendement Il est constitué par des boites 1, 2, 3 3',3", 4, 4', 4", 6, 6', 6" etc et 7. Ces boites sont en tôle ou en toute autre
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matière convenable. Elles sont parcourues par de l'air dont la circulation est assurée de préférence par un ventilateur 8 (fig 4 et 5). Ce ventilateur peut souffler de l'air froid comme sur la fig.5 ou bien aspirer l'air chauffé qui sort de l'appareil comme sur la fig.4. Cet air est alors mélangé, avant l'entrée dans le ventilateur, avec de l'air froid ambi- ant dans un mélangeur représenté en 9 sur la gig.1.
Le fonctionnement est le suivant: l'air froid entre par la boite I, monte verticalement par la boite 2, se répartit dans les branches 3, 4,5, 3', 4', 5', etc et des- cend par la boite 6 dans le conduit de sortie 7 qui l'amène à la boite de mélange 9, ou dans le cas où le ventilateur est aspirant (8), il se mélange avec de l'air froid aspiré de xx xxxxx l'extérieur, à travers des orifices percés dans la pa- roi de la botte. On règle cette admission d'air supplémentaire en fermant plus ou moins les orifices au moyen de l'écran 9'.
Dans l'installation représentée schématiquement sur'la fig.4, le ventilateur 8 aspire l'air qui sort en 7 de l'échangeur de chaleur. On a figuré en II un accumulateur de chaleur monté en dérivation sur la conduite 7 en amont du mé- langeur 9. Un jeu de vannes permet d'envoyer l'air chaud soit directement au mélangeur, soit d'abord à l'accumulateur. L'air chaud sortant en 13 est dirigé vers d'autres utilisations.
Dans l'installation de la fig.5, le ventila- teur 8 refoule l'air froid par 1 dans l'échangeur. L'air chauf- fé arrive par 10 au mélangeur 9 où il se mêle à de l'air
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froid refoulé par le ventilateur 8 à travers une vanne de rè.. glage. L'accumulateur de chaleur II est placé en dérivation sur la conduite 10 en by-pass sur le mélangeur 9 de sorte que l'air chauffé sortant de l'échangeur peut 'être envoyé à volon- té soit dans l'accumulateur, soit dans le mélangeur. Des vannes de manoeuvre permettent de passer d'un fonctionnement à l'au- tre.
Il a été prévu en 14 une conduite branchée sur la conduite d'admission d'air froid I et qui permet d'insuf- fler de l'air froid sous la grille du foyer, ce qui peut Être avantageux pour intensifier le tirage de la cheminée.
Les fig. 6 et 7 représentent un accumulateur de chaleur qui convient particulièrement à l'usage prévu ci- dessus.
C'est une colonne 15 remplie d'une matière 16 absorbant la chaleur, par exemple des briques concassées.
Elles est munie d'un faux fond perforé 17 sous lequel l'air chaud est introduit par le conduit 18. Cet accumulateur peut être fixe ou transportable. Il peut être muni extérieurement d'ailettes 19. Il restitue les calories à l'air ambiant, soit par convection; ou bien cette chaleur sera absorbée par un courant d'air froid qui passera sur la matière absorbant les @ calories. L'air ainsi chauffé/être ensuite introduit dans le mélangeur et passer dans la distribution comme ldans l'ins- tallation de la fig.4.
Sur les fig. 4 et 5 on a représenté schémati-.
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quementen 12 un réchaud de/cuisine alimente par l'air chaud sortant de l'appareil. Sur la fig.4, une partie de l'air chaud sortant en 7 passe d'abord sous le réchaud, et est envoyée en- suite à l'accumulateur. Sur la fig.5. de l'air chaud est pré- levé sur la conduite 10 pour alimenter le réchaud et est en- suite évacué dans la pièce.
L'appareil de chauffage représenté sur les fig.
8 à 10 est un appareil autonome groupant en un seul ensemble un foyer et un échangeur de chaleur parcouru intérieurement par un courant d'air à oirculation forcée débité par un venti- lateur ou par une distribution d'air comprimé. L'échangeur ni'étant plus lié à une cheminée ou à un foyer existants, on peut lui donner la surface de chauffe nécessaire pour utiliser au maximum la chaleur dégagée par la combustion.
L'appareil est contenu dans un meuble en tôle genre armoire dont les dimensions peuvent être choisies à vo- lonté.
Des dispositions constructives sont prévues pour donner à l'échangeur une grande surface de chauffe sous un volume relativement faible.
L'appareil comprend une enveloppe den tôle 21 enfermant une grille 22 adaptable à différentes combustibles., un cendrier 23, une botte 25 pour l'amenée de l'air à chauf- fer, un échangeur constitué par un faisceau de tubes 27 par- courus intérieurement par l'air à chauffer. Les tubes de ce faisceau disposés en rangées horizontales sont supportés par deux plaques 29, 29'.....
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L'entrée des tubes de la rangée supérieure com- munique avec la bolte 25; la sortie de ces tubes communique avec l'entrée des tubes de la rangée immédiatement sous-jacen,- te par l'intermédiaire d'un collecteur 28' vissé ou soudé sur la plaque 29'. Las sorties des tubes de cette rangée com- muniquent à leur tour avec les entrées des tubes de la rangée suivante par l'intermédiaire d'un collecteur 28 vissé ou soudé sur la plaque 29. L'air froid mis en mouvement par un venti- lateur 26 (fig.11) entre en 30 dans la botte 25. Le faisceau tubulaire forme, grâce aux collecteurs 28, 28", un serpentin dans lequel l'air pénètre par les tubes de la rangée supérieure et circule en descendant, donc à contre-courant des gaz de la combustion. Il s'échauffe ainsi progressivement et sort par la conduite 31.
Celle-ci le dirige en tout ou partie dans un mélangeur 32 (f ig.II) où il se mélange à de l'air froid insuf- flé par le même ventilateur 26 at admis par la dérivation 33.
L'air sortant de la chambre 32 gagne les canalisations de dis- tribution34.
Comme précédemment il peut être prévu sous la grille de l'appareil de chauffage une dérivation 36 (fig.8, 9, 10) pour y amener de l'air sous pression, prélevé par exemple sur le refoulement du ventilateur 26 et destiné à créer un ti- rage forcé.
De plus il peut ttre prévu une admission d'air secondaire insufflé par le même ventilateur 26 dans la zone située au dessus de la couche de combustible en vue de complé- ter la combustion des gaz et vapeurs dégagés par le combusti-
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ble, de l'oxyde de carbone en premier lieu et des produits de distillation du combustible particulièrement abondants quand on brûle du bois, de la tourbe, ou du charbon gras en couches plus ou moins épaisses.
On sait qu'un des inconvénients du ohauffage aérothermique réside dans les remous et phénomènes de turbu- lence qui prennent naissance dans l'air chaud dont il faut répartir de grands volumes dans les pièces à chauffer pour assurer le martien de la température désirée. Pour éviter cet inconvénient, il est prévu.selon l'invention des diffu- seurs qui reçoivent l'air chaud, mélangé d'air froid, dans la proportion voulue pour obtenir la température désiree dans l'air à distribuer et diffusent ensuite cet air avec une vitesse très faible dans la pièce à chauffer, évitant ainsi les remous et le transport de la poussière.
Ces diffuseurs fait en plâtre ou en ciment pourront 'être remplis d'un matériau convenable accumulant la chaleur et pourront ainsi servir de radiateurs pendant les périodes d'arrêt de l'appareil de chauffage, le fonctionnement du ventilateur n'étant pas indispensable pendant les heures où l'on n'est pas obligé de maintenir la température à une valeur détermi- née, la nuit par exemple.
Cet appareil est représenté sur les fig.12 et 13. Il comprend une enveloppe de forme queloonque 37 par exemple cylindrique, en plâtre ou en ciment ou tout autre
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matériau analogue, percée dorifioes à large section 38 et contenant un remplissage en briques 39. L'admission de l'air chaud s'effectue à l'intérieur de ce récipient par un raccord 34 a placé à la partie supérieure ou à la partie inférieure de l'appareil et qui se branche sur une conduite de distri- bution 34 de l'appareil de chauffage (fig.II). L'air se diffu- se au dehors par les fentes 37 avec une faible vitesse en raison de la grande section de ces orifices. La forme cylin- drique convient plus particulièrement pour les diffuseurs à placer au milieu d'une pièce.
Si on veut les placer contre les murs comme les radiateurs de chauffage central, on leur don- nera de préférence une forme allongée à section rectangulaire analogue à celle des radiateurs de chauffage central.
Les appareils de chauffage d'air ci-dessus dé- crite peuvent être utilisés pour produire de l'eau chaude, de la vapeur d'eau, ou de l'air fortement chargé de vapeur d'eau en particulier en vue d'alimenter les radiateurs d'une instal- lation de chauffage central à eau ou à vapeur. Comme représen- té schématiquement sur la fig.II on peut par exemple faire rui- seler de l'eau dans une boite 40 où elle sera vaporisée par de l'air chaud prélevé en dérivation sur la conduite de sor- tie 31 de l'appareil de chauffage. L'air ainsi chargé de va- peur d'eau est dirigé par la conduite 41 sur le conduit des radiateurs 43 d'un/ chauffage central à eau chaude, lesquels vont ainsi être utilisée comme radiateurs à air chaud ou à vapeur. L'air sort des radiateurs en 44.
L'eau tiède condensée est évacuée en 45.
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L'évaporation de l'eau pourrait encore se faire dans les tubes mêmes de l'échangeur. Dans ce cas l'admission de l'eau se ferait au moyen d'un injecteur 42 branché sur la conduite 30. Pour évacuer l'eau condensée dans les radiateurs on peut encore la,- réévaporer par admission d'air chaud sec.
L'appareil de chauffage peut encore être utili- sé pour produire de l'eau chaude avec laquelle, moyennant l'ad jonction d'un dispositif connu pour assurer la circulation du liquide,en alimentera les radiateurs d'un chauffage central à eau chaude.
REVENDICATIONS
EMI10.1
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1 ) appareil de chauffage d'air par récupéra- tion des chaleurs perdues dans les foyers domestiques ou ana- logues, et notamment dans les cheminées caractérisé par le fait qu'un échangeur 'de chaleur, placé au dessus du combusti- ble et chauffé par les gaz de combustion, est parcouru par un courant d'air xxx de préférenca à circulation forcée,l'air ainsi chauffé étant ensuite utilisé pour toutes espèces de chauffage soit par évacuation directe dans l'atmosphère des locaux à chauffer, soit par passage à travers des appareils d'utilisation tels que réchauds, fours, chauffe-eau, accumula- teurs de chaleur situés à une distance quelconque du foyer.
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