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1.
L'invention est relative à un dispositif simple et perfectionné
de récupération maximale de calories avec régulation thermique, automatique,
produites dans une cheminée ou une chaudière où se trouve le dispositif, le-
quel peut en outre être utilisé en tant que climatise-lr durant la saison
d'ét~.
L'invention propDsée permet d'obtenir un fluide ou de l'air à
température élevée pour assurer le chauffage total ou additif d'une habita-
tion ou d'un local en général quelque soit son mode de chauffage antérieur,
ainsi que la production d'eau chaude, le dispositif assurant son autorégula-
tion thermigue.
On a déj~ proposé divers appareils répondant au souci de récupé-
rer les calories d~gagées par une cheminée à feu ouvert par exemple; les
possibilités d'~changes thermiques donc de récupération des calories ne sont
pas utilisées au maximum. L'autorégulation est inexistante. la finalit~ du ~-
dispoaitif (production fluide ou air chaud allant dans un réseau de chauf-
Fage) ne pouvant ~tre supprimée ou court-circuitée ponctuellement (printemps-
été par exemple) lorsque non désirée.
ûn connait ainsi un appareil constitué de deux parallélépipbdes
en aclér l'un supportant les buches, l'autre à la place de la plaque de che-
minée, où circule à l'intérieur de chacun d'eux un serpentin, le procédé acomme inconv~nients de 9e dét~riorer faeilement, de ne pas être en contact
direct avec la source de chaleur (d'où un~ grande inertie). Par ailleurs le
dispositif est inesthetique, co~teux, il n'Rasure pas la production d'eau
chaude directe. Il n~'est prévu aucune ré~ulation pour temp~rer ou d~vier la
chaleur v~hiculée dans les locaux chauffés.
On connalt aussi un dispositif où un r~cupérateur est r~alisé ~ '
par une grille porte:buchesJ où passe le fluide, la régulation étant assur~e~
par une plaque en verre avec une gaine d'arrivée d'air frais réglable arri-
vant au niveau de la grille; il ressort que sa réalisation et sa pose restent
3û complexes, donc co~teuses,qu'il n'est pas prévu de production d'eau sanitai-
- re directe, quant à la régulation thermique des locaux elle est peu fiable
et manuelle.
On connait aussi un système avec grille foy~re et grille slmi-
laire placée au fond de la chemin~e, dans lesquelles se trouvent une âme cen-
}5 trale reli~e à l'ext~rieur par des ailettes, le tout étant r~alisé en tube
rond de façon à obtenir un volume annulairs du fluide. -~
Cet appareil pr~sente l~s inconvénients suivants O esthétique
non satisfaisante, pas de production dieau sanitaire directe, la régulation
thermique est inexistante. Il est impossible de connaitre le trajet réalis~
~par le fluide dans l'appareil par contre il est certain que le fIuide sta~
,, , :
~ ~32~3
gne à de nombreux endroits du dispositif d'o~ surchauffe, d'où risque d'en-
crassement et détérioration de l'appareil.
L'invention permet de remédier aux inconvénients ci-dessus énon-
cés et a pour but de fournir un moyen économique et sûr de chauffage total
ou cl'appoint de locaux sans détruire l'esthétique dans le cas d'une cheminée
à feu ouvert; Sa conception permet en effet d'obtenir ùn rendement calorifi-
que maximum (contact direct avec la braise et les flammes suivant le modè-
le) de plus le fluide ne pouvant stagner, il ne pourra y avoir ni encrasse-
ment, ni détérioration. Le noyàu tubulaire central parcotlrant la totalité de
l'appareil 9 on obtiendra une production d'`eau chaude sanitaire directe et ra-
pide. L'eau ne pouvant stagner, llinertie de production du chauffage ou
d'eau sanitaire sera réduite au minimum. Sa conception simple permet un prix
de revient peu ~levé et un fonctionnement fiable.
Le fait que le fluide ait un trajet forcé, supprime la creation
de poche d'air donc évits la pr~sence d'un purgeur avec tous les inconvé-
nients s'y rattachant.
~ dispositif a~sure lui-même sa thermorégulation avec constitu-
tion d'une réserve à chaleur importante en sous-sol par exemple, ce thermo~
régulateur permet de dissocier les deux fonctions de la cheminée ~ feu ou-
vert à savoir : agr~ment et chauffage, donc d'assurer une utilisation à toutmoment au cours d'une année en éliminant leq inconvénients qui pourraient en
résulter ~chauffage non désiré en ét~, par exemple).
Sa conception en tubes carrés assure une esthetique correcte,
cela ajouté au fait qu'~il est équipé d'une façon standardisee de chenets mas-
sifs en fonte ou acier, augmentant ainsi la quantité totale de chaleur a~-
sorbée. Il va de soi que le dispositif peut fonctionner avec un Fluide quel-
conque ou avec de l'air, dans ce dernier cas l'appareil constitué de 1, 2 ou
3 modules sera le plus adopté.
L'appareil ainsi conçu et conforme à l'invention fonctionne sui-
vant le principe des ~changeurs de chaleur. La formule de base est la sui-
vante :
Q _ k S C~t
dans laquelle
Q = chaleur totale tran~férée
k _ coefficient de transmission
S = surface d'échange
~t= différence de température entre la source de chaleur et
le fluide,
Dans le dit.appareil, k étant déterminé par la matière utilisee
l~rs de la fabricetion, il n'est possible de jouer que sur les deux autres
.. .. , _ . -- . .. .. . . . . . . . . .. . . . .. . . .
,
.
~ ~3~3
3.
facteurs. Ceci explique le choix du tube de section carr~e qui, ~ section
égale présente plus de surface d'échange qu'un tube cylindrique et la recher-
che d'une différence de t~mpérature maximale entre le fluid~ et la source
de chaleur.
Cette diFférence maximale est obtenue par la circulation for-
cée du fluide dans l'appareil ainsi que son renouvellement continu par du
fluide à plus basse température.
Le dispositif suivant l'invention se caractérise en ce que le mo-
dule de base est horizontal et sert de grille porte-buches. Suivant la pla-
ce disponible et la puissance de chauffe désirée, ce module pourra varier de
dimensions, de matière, de forme ou de positions. Il pourra être vertical,
incliné, placé SOU5 le foyer ou au-dessus, se composera de un ou plusieurs
modules de base. L'assemblage de 2 ou 3 modules de base en équerreS ou en
forme de C ainsi que d'autres variantes n'altère en rien l'idée de l'inven-
tion.
Le dispositif conforme à liinvention comprend : un module de ba-
se constitué de plusieurs tubes carrés réunis ~ leurs extrémités par un tube
carré support perpendiculaire à eux de plus grosse section. L'ensemble for~
mant grille foyère. Le module de base est relié en amont ~ un régulateur
thermique, l'ensemble étant relié ~ un circuit de chauffage central.
Le dispositif de l'invention se caractérise en ce que lc9 tubes
carrés support possèdent un noyau central plein ou creux pourvu d'ailettes
rodiales formant un ré~eau de chicanes à la manière d'un serpentin obligeant
tout le fluide propulsé par un acc~lérateur à circuler dans chaque tu~e,
sans pouvoir stagner, supprimant la création de poche d'air ~vitant l'incon~
vénient d'une purge.
Dans le oas d'une cheminée, le module de base pourra être complé-
t~ d'un deuxième module identique vertical ou inclin~ contre le fond de la
cheminée, voire d'un troisième module horizontsl ou incliné et perpendiculai-
re au second placé à la partie supérieure du foyer.
Dans le cas du modèle à 3 modules, on obtiendra la combinaisondes ~ moyens de chauffage à savoir : conductio~, radiation, convection et
r~verbération~ ~ ~
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un serpentin -
de pré~érence en cuivre sera installé à l'intérieur du module, son trajet ~-
tant identique à celui du fluide. Le dit serpentin sera travers~ par de l'eau
sanitaire avec pour objet soit la production d'eau chaude sanitaire, soit le
refroidissement du ~lu,ide du chauffage des locaux si le serpentin cuivre est
relié au thermo-ré~ulateur, le serpentin faisant l'objet d'une variante de
l'invention
__ . .. ,~ . .. __ ,_ .. . ... . . . . ..
.
.
,
~ ~32lj3
Suivant une autre caract~ristique de l'invention, le sens de
circulation est réversible tant pour le fluicle chauffage que pour le flui-
de eau sanitaire.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la batterie
de conduits tubulaires est en tube de section carrée et est positionnée de
facon que l'une de leur diagonale soit parallèle à l'axe du tube carré
support.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un therme ré-
gulateur est placé en amont du r~cupérateur de préférence au sous-sol. Il
lû est constitué d'un caisson métallique ouvert dans lequel se trouve un serpen-
tin ou radiateur avec un ventilateur équipé d'un thermo-détecteur. Une vanne
thermostatique plac~e en amont permet la mise hors circuit du thermo-régula-
teur si le fluide est à une température basse et inversement si le fluide
est à une température trop élevée permettant ainsi le re~roidissement du
fluide avant son retour au récupérateur jouant ainsi le rôle de dissipateur
de chaleur et en même temps de chauffage intermittant du sous-sol. Ce local
jouant alors le rôle de réservoir de calories.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le régulateur
pourra en été par inversion du sens du ventilateur et en court-circuitant
les radiateurs dq l'installation à l'aide d'une vanne thermostatique en aval
du récupérateur de ne pas chauffer l'habitation et d'évacuer les calories
non désirées à l'extérieur (par un soupirail par exemple) permettant dans le
cas d'une cheminée à feu ouvert son utilisation à une saison ou a un moment
donné pour l'agrément uniquement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le régulateur
équ.ip facultativement d'un réfrigérant peut fonctionner comme un climati-
seu~ à cette m~me saison.
Enoncé_ es ~i~ures
La fiqure 1 est une vue de cBté d'un module de base dans sa posi-
tion horizontale.
La~ u e 2 est une coupe suivant a - a
L_ fiqure 3 e~t une coupe suivant b - b
La f qure 4 est une perspective du noyeu 6 ou 7 contenu dans les
tubes carrés 2 ou 3.
Les fiqures 5 et 6 sont des variantes composées de 2 ou 3 modu-
.
les de base.
L~ e 7 est une coupe partielle d'une variante de l'invention
___ ,
(celle contenant le serpentin 10).
La fi~ure ~ est une coupe suivant c - c de ladite variante.
__ .
La~ ure 9 est une perspective du serpentin 10 l-
.
,.. . .
.
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5.
La fiq_re 10 est une représentation du dispositif incorporé dans
une installation.
Description d'un mode de réalisation
Dans une cheminée à foyer ouvert est installé le présent disposi-
tif conforme à l'invention, comprenant un module de base constitué d'une bat-
terie de tubes I de section carr~e et positionnés de telle sorte que l'une
de leurs diagonales soit parallèle à l'axe des tubes carrés support 2 et 3,
l'ensemble formant grille foyère, le tout étant relié à un système de chauf-
fage par les raccords filetés 4 et 5. Les tubes support 2 et 3 possèdent un
noyau 6 et 7 plein ou creux pourvu d'ailettes massives radiales 8 formant un
réseau de chicanes, déterminant ainsi un circuit 9 en forme de serpentin.
Sur la figure 5 et 6 sont représentés deux variantes possibles
d'accouplement de d~ux ou trois modules de base reliés entre eux par un de
leurs tubes carrés support.
Sur la figure 7, a et 9 est représentée une autre variante de
l'inventlon, à savoir l'installation d'un serpentin en cuivre lû servant à
produire de l'eau chaude sanitaire.
. La figure 10 représente l'appareil équipé d'une pompe II envo-
yant le fluide dans le tuyau 12 lequel alimente les radiateurs 13. Le fluide
revient par le circuit 14. Un thermo-régulat~!ur 15 est placé en amont de
l'appareil. Il est constitué d'un serpentin 16 et d'un ventila~eur 17 équipé
d'un thermo-détecteur. Une vanne thermostatique 18 permet la mise hors cir-
cuit du thermo-r~gulateur 15. Le fluide ainsi réfrigéré réintègrera le tuyau
14 de retour au récupérsteur. Le circuit peut comporter un vase d'expansion
19.
Application au chauffa~e avec régulation de locaux.
27 Application ~ la fabrication industrielle de chaudières.
