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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION Il Appareil de chauffage perfectionné Il
L'invention a pour objet un appareil de chauffage ou poële perfectionné à combustible solide (charbon,coke,lignite,etc.), dont la construction rationnelle assure une utilisation particulièrement parfaite et économique du combustible et conséquemment un rendement exceptionnellement élevé, et lequel présente en outre l'avantage de pouvoir être utilisé soit pour chauffer localement par rayonnement direct et par réchauffage actif de l'air ambiant, soit à la fois pour le chauffage local par rayonnement seulement combiné avec le chauffage à distance à eau chaude dit " par thermosiphon ".
L'appareil suivant 1.'invention est caractérisé principalement par le fait qu'entre le magasin de combustible constitué par la partie supérieure de l'intérieur de l'appareil,et le foyer formé par l'espace au-dessus de la grille,se trouve interposé transversalement un compartiment récupérateur ou réchauffeur à parois supérieures déclives de la périphérie vers le miliaz et dont la partie centrale présente, pour assurer la descente du combustible du magasin au foyer,un passage vertical, tandis qu'extérieurement sur chacune des faces latérales de l'appareil se trouve prévue une série de colonnes creuses verticales pour la circulation des gaz chauds,
prenant naissance à la partie supérieure du foyer immédiatement sous le fond du compartiment réchauffeur précité et aboutissant à leur extrémité supérieure à une chambre d'expansion ménagée dans la face supérieure à double paroi du
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magasin à combustible et raccordée à une cheminée d'évacuation.
Il est à noter qu'il a déjà été proposé antérieurement de construire un poële dans lequel le tirage agit directement à mi-hauteur de la zone de combustion au travers de grilles entourant cette zone,ce tirage étant obtenu au moyen d'un conduit prévu de chacun des côtés latéraux du poële et lequel,partant horizontalement de la zone de combustion et se dirrigeant vers l'avant,s'étend ensuite'verticalement,puis à nouveau horizontalement en entourant partiellement le poële,pour aboutir enfin directement à la cheminée.
En fait, cette disposition connue re= vient simplement à augmenter,par un trajet comportant divers détours,la longueur d'un condutt qui, à l'extérieur du poële,mène les gaz directement de la zone de combustion à la cheminée,le trajet en question comprenant de multiples coudes qui,parsuite de la plus grande résistance qu'ils opposent au tirage,nuisent à l'efficacité de celui-ci.
Dans l'appareil d'après l'invention,par contre, le tirage ne s'exerce pas en un seul point de chaque côté du foyer,mais il est au contraire prévu extérieurement et sur chacune des faces latérales de l'appareil de multiples colonnes verticales creuses pour la circulation des gaz, et au surplus ces colonnes, qui assurent un tirage uniformément réparti, aboutissent à leur extrémité supérieure non pas directement à la cheminée,mais bien comme dit plus haut à une chambre d'expansion intermédiaire qui permet un brassage relatif des gaz, lesquels abandonnent ainsi la presque totalité des calories qu'ils contiennent encore avant d'être aspirés par la cheminée,de sorte que le rendement calorifique s'en trouve encore sensiblement accru.
D'au- tre part,alors que dans la construction connue prérappelée les conduits d'entraînement des gaz prennent naissance à mi-hauteur de la zone éie combustion,virtuellement à la périphérie immédiate de la masse du combustible incandescent et en un point déterminé unique de part et d'autre du poële,une des caractéristiques essentielles qui différencient l'invention vis-à-vis de la dite construction connue réside dans le fait que les colonnes creuses verticales pour la circulation et l'évacuation des gaz sont prévues en combinaison avec le compartiment réchauffeur mentionné plus haut et prennent naissance immédiatement en dessous du fond de ce comDartiment,de sorte que le tirage exerce son action,uniformément distribuée de chaque côté,dans le haut de la zone de libre dégagement des gaz,
couronnant la pyramide formée par le combustible dans le foyer,tandis que le fond du compartiment réchauffeur,constituant en quelque sorte un plafond pour la dite zone, agit à la façon d'un déflecteur pour guider les gaz vers les colonnes montantes par lesquelles ils quittent le foyer,les gaz les plus chauds léchant ainsi le
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dit fond, d'où augmentation supplémentaire du rendement parsuite du réchauffage plus efficace et plus rationnel de l'air dans le dit compartiment:
Il est donc évident que l'appareil d'après l'invention se différencie nettement de la construction connue dont question plus haut,tant au point de vue du princ'ipe de fonctionnement qu' en ce qui concerne la combinaison de ses éléments et le particu- larités de construction déja mentionnées.
D'autres particularités distinctives de l'invention apparaî- tront au cours de la description qui suit.Afin de faciliter cette description,certaines formes d'exécution de l'invention seront, à titre d'exemples seulement,décrites ci-après à l'aide du dessin purement schématique ci-annexé,dans lequel : la fig.l est une coupe verticale transversale d'un appareil suivant l'invention, dans une de ses formes d'exécution; la fig. 2 est une coupe verticale longitudinale suivant le plan II-II de la fig.l; la fig.3 est une vue en plan prise au niveau III-III de la f ig.2 ;
la fig. 4 est une coupe verticale longitudinale fragmentaire suivant le plan IV-IV de la fig. 3,illustrant une variante d'exé- cution ;et la fig. 5 est une vue de dessous d'une moitié du fond du compartiment récupérateur ou réchauffeur. tel qu'illustré par lafig.4.
L'appareil, dont les formes d'exécution illustrées sont destinées au chauffage local à la fois par rayonnement et par émission d'air réchauffé,comporte une plaque de base 1 et présente extérieurement deux parois latérales verticales 2,une paroi an- térieure et une paroi arrière 4,égalemant verticales, et une face supérieure horizontale à double paroi 5-5'.Dans cette face supérieure 5-5' se trouve ménagée une trémie 6 avec couvercle 7 pour l'introduction du combustible,et dans la paroi antérieure 3.
se trouvent prévues,dans le bas une porte ¯8 pour le cendrier formé par l'espace sous la grille 10,et plus haut une porte 11 donnant accès au foyer 12,occupant l'espace au-dessus de la grille 10,laquelle comporte au milieu une partie mobile 10' pouvant être animée de l'extérieur d'un mouvement de va-et-vient dans le plan horizontal,au moyen d'une tige 12.Cette grille est préférablement du type comportant, en outre de la partie horizontale 10-10',un encorbellement 14 constitué par des éléments bombés percés d'orifices 15 et disposés sur le pourtour de cette partie horizontale 10.
La partie supérieure de l'intérieur de l'appareil forme magasin à combustible 16'. ,et entre ce dernier et l'espace occupé par lefoyer 12 se trouve interposé transversalement un comparti- ment récupérateur ou réchauffeur 17,dont les parois de dessus 18 et,dans la forme d'exécution illustrée par les figs.
1 et 2,également les parois de fond 12,présentent une inclinaison descen
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dante de la périphérie vers le milieu.Des ouvertures 20 (voir figs.1,3 et 4) sont prévues dans la paroi arrière 4 pour l'admission d'air froid dans le bas du compartiment l7,lequelcommunique à sa partie supérieure avec des conduits verticaux 21 de distribution d'air réchauffé,qui s'étendent ici intérieurement le long de la paroi antérieure j5,mais qui pourraient éventuellement être à l'extérieur de cette paroi.Ces conduits 21 aboutissent à leur extrémité supérieure à des bouches de distribution d'air chaud 22 s'ouvrant dans l'atmosphère ambiante,
des déflecteurs 23 étant disnosés de manière à donner au flot d'air chaud une direction se rapprochant de l'horizontale.
Au centre du compartiment 17 se trouve ménagé un passage vertical 24 permettant la descente du combustible du magasin 15 vers le foyer 12 : lesdimensions de ce passage, et sa hauteur au-des- sus de la grille 10,sont prévuesde manière à assurer,en tenant compte de la nature du combustible employé, la répartition de ce dernier sur l'entièreté de la surface de la grille (y compris 1' encorbellement 14) et à obtenir la zone d'intensité calorifique maxima à hauteur du passage 24;
afin d'augmenter encore la surface radiante,sur chacune des faces latérales 2 de l'appareil se trouve -prévue une série de colonnes montantes creuses 25 dont l'extrémité inférieure débouche dans le haut du foyer 12 tandis que leur extrémité supérieure débouche dans l'espace compris entre les parois 5 et 2.:,lequel est à l'arrière en communication avec une che- minée 26 dans laquelle le passage est contrôlé par un clapet pivotant ou papillon 27 : il se conçoit que les colonnes 25 et la paroi 5 cèdent à l'atmosphère,par rayonnement,une bonne partie de la chaleur encore contenue dans les gaz se rendant du foyer 12 vers la cheminée 26 par les dites colonnes 25.
L'appareil d'après l'invention peut éventuellement être pour- vu,comme montré -car les figs.2 et 3,d'un dispositif permettant le renversement; du tirage et comportant un conduit vertical 28 s'étendant extérieurement contre la paroi arrière 4 et dont l'extré- mité inférieure débouche en 29 à l'arrière de l'espace 9 occupé par le cendrier, tandis qu'à son extrémité supérieure il est en communication avec la cheminée 25,cette communication étant contrôlée conjointement avec le passage dans la cheminée par le clapet 27;
ce dernier est,par l'intermédiaire d'une tringle 30 s'étendant à l'intérieur du conduit 26,relise à un clapet oscillant 31 qui contrôle l'admission d'air par un orifice 32 prévu à cet effet vers le bas dans la paroi arrière du conduit 28.La disposition respective des clapets 27 et 31 est telle que la fermeture de ce dernier coïncide avec l'ouverture de la communication entre le conduit 28 et la cheminée 26,et vice-versa : il est évident que pour la première de ces deux positions les gaz du foyer se rendront vers l'orifice 29 et remonteront par le conduit 28 vers la cheminée 26,de sorte que même lorsque le clapet 27 se trouve dans -La position indiquée en trait pointillé aucun dégagement de gaz
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nocifs ne peut se produire dans le local dans lequel l'appareil est placé.
Les clapets 27 et 31 pourraient éventuellement être commandés automatiquement par un thermostat. Lorsque le dispositif de renversement de tirage n'est pas prévu,l'air pour la combustion peut être admis sous la grille 10-10' soit par un orifice 29 simplement découpé dans la paroi arrière de l'espace 9 et muni dans ce cas d'un clapet à position réglable,soit par une prise d'air réglable prévue dans la porte 8.
Dans la forme d'exécution illustrée par les figs. 1,2 et 3, le fond 19 du compartiment récupérateur ou réchauffeur 17 est constitué par des parois planes : dans la variante illustrée par les figs. 4 et 5,ce fond présente des rainures au ondulations 33 afin d'augmenter la surface de chauffe. La moitié antérieure de ce fond ondulé peut en outre éventuellement présenter une pente ascendante vers l'avant,comme indiqué en pointillé en 33',ceci afin de permettre de donner à la porte 11 du foyer plus de hauteur.
Dans la variante telle qu'illustréevpar la moitié gauche de la fig. 4,un collecteur périphérique 34 prévu intérieurement con-
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tre les parois 2,3 et 4,immédiatement'au-dessus du compartiment 17,et dans lequel de l'air extérieur peut être admis par des prises d'air réglables 35 prévues dans la paroi antérieure 3,permet, par la voie de multiples tubes 36 qui traversent le compartiment 17 dans le sens de la hauteur et s'ouvrent dans le fond d'une gorge 37 en forme d'auge renversée, prévue périphériquement sur le dessous du fond du compartiment 1?,la distribution au foyer 12 d'air supplémentaire, qui se mélange aux gaz de combustion.
Il est à noter que l'appareil suivant l'invention pourrâit être utilisé subsidiairement pour la distribution d'air chaud à distance : il suffirait pour cela que les bouches de distribution d'air chaud 22 soient raccordées à des conduites appropriées pour le départ de l'air chaud vers le lieu d'utilisation.
Dans les cas où l'appareil est destiné au chauffage local par rayonnement en combinaison avec le chauffage à distance à eau chaude à thermosiphon,les orifices 20 dans la paroi arrière du réchauffeur 17 sont remplacés par des tubulures raccordées aux conduites de retour d'eau refroidie,et au lieu des bouches 22 les colonnes 21 aboutissent: à des tubulures raccordées aux conduites de départ d'eau chaude vers les éléments chauffants,constitués par exemple par des radiateurs ou des tuyaux à ailettes,ou même par un serpentin destiné à chauffer de l'eau dqns un réservoir bouilleur pour une distribution d'eau chaude pour usages domestiques ou autres.
Il oit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux exemples d'exécution décrits et illustrés, et que certaines parties peuvent notamment varier quant à leur nombre,leur forme, leur disposition ou leurs détails de construction, sans s'écarter par là du principe de l'invention.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a patent application II Improved heating device II
The subject of the invention is an improved solid fuel heating device or stove (coal, coke, lignite, etc.), the rational construction of which ensures a particularly perfect and economical use of the fuel and consequently an exceptionally high yield, and which presents in addition the advantage of being able to be used either for local heating by direct radiation and by active heating of the ambient air, or at the same time for the local heating by radiation only combined with the district heating with hot water known as "by thermosiphon ".
The apparatus according to the invention is characterized mainly by the fact that between the fuel store formed by the upper part of the interior of the apparatus, and the hearth formed by the space above the grid, is interposed transversely a recuperator or reheater compartment with upper walls sloping from the periphery to the miliaz and whose central part has, to ensure the descent of the fuel from the store to the fireplace, a vertical passage, while on the outside on each of the side faces a series of vertical hollow columns is provided for the circulation of hot gases,
originating at the upper part of the hearth immediately under the bottom of the aforementioned heating compartment and terminating at their upper end in an expansion chamber formed in the upper face with double wall of the
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fuel store and connected to an exhaust chimney.
It should be noted that it has already been proposed previously to build a stove in which the draft acts directly at mid-height of the combustion zone through grids surrounding this zone, this draft being obtained by means of a duct provided. from each of the lateral sides of the stove and which, starting horizontally from the combustion zone and running towards the front, then extends vertically, then again horizontally, partially surrounding the stove, finally ending directly at the fireplace.
In fact, this known arrangement simply re = comes to increase, by a path comprising various detours, the length of a pipe which, outside the stove, leads the gases directly from the combustion zone to the chimney, the path in question comprising multiple elbows which, as a result of the greater resistance which they oppose to the draft, impair the effectiveness of the latter.
In the apparatus according to the invention, on the other hand, the draft is not exerted at a single point on each side of the hearth, but on the contrary it is provided externally and on each of the lateral faces of the apparatus of multiple hollow vertical columns for the circulation of gases, and in addition these columns, which ensure a uniformly distributed draft, end at their upper end not directly at the chimney, but as said above at an intermediate expansion chamber which allows a relative stirring of the gases, which thus give up almost all of the calories which they still contain before being sucked up by the chimney, so that the calorific efficiency is further significantly increased.
On the other hand, whereas in the known pre-recalled construction the gas drive ducts originate at mid-height of the combustion zone, virtually at the immediate periphery of the mass of the incandescent fuel and at a single determined point. on either side of the stove, one of the essential characteristics which differentiate the invention vis-à-vis the said known construction lies in the fact that the vertical hollow columns for the circulation and the evacuation of gases are provided in combination with the heating compartment mentioned above and originate immediately below the bottom of this compartment, so that the draft exerts its action, uniformly distributed on each side, at the top of the free gas release zone,
crowning the pyramid formed by the fuel in the hearth, while the bottom of the heating compartment, constituting in a way a ceiling for the said zone, acts as a deflector to guide the gases towards the risers through which they leave the hearth, the hottest gases thus licking the
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said bottom, hence a further increase in efficiency following more efficient and rational heating of the air in said compartment:
It is therefore obvious that the apparatus according to the invention differs clearly from the known construction referred to above, both from the point of view of the operating principle and as regards the combination of its elements and the construction features already mentioned.
Other distinctive features of the invention will become apparent in the course of the description which follows. In order to facilitate this description, certain embodiments of the invention will be, by way of example only, described below at 1. 'Using the purely schematic drawing attached, in which: FIG. 1 is a transverse vertical section of an apparatus according to the invention, in one of its embodiments; fig. 2 is a longitudinal vertical section taken along plane II-II of fig.l; fig.3 is a plan view taken at level III-III of f ig.2;
fig. 4 is a fragmentary longitudinal vertical section taken along the plane IV-IV of FIG. 3, illustrating an alternative embodiment, and FIG. 5 is a bottom view of one half of the bottom of the recuperator or heater compartment. as illustrated by fig. 4.
The apparatus, the embodiments of which illustrated are intended for local heating both by radiation and by emission of heated air, comprises a base plate 1 and has two vertical side walls 2 on the outside, a front wall and a rear wall 4, also vertical, and a horizontal upper face with double wall 5-5 '. In this upper face 5-5' is formed a hopper 6 with cover 7 for the introduction of fuel, and in the front wall 3.
are provided, at the bottom a door ¯8 for the ashtray formed by the space under the grid 10, and above a door 11 giving access to the hearth 12, occupying the space above the grid 10, which comprises in the middle a movable part 10 'which can be driven from the outside by a reciprocating movement in the horizontal plane, by means of a rod 12. This grid is preferably of the type comprising, in addition to the part horizontal 10-10 ', a corbel 14 formed by curved elements pierced with orifices 15 and arranged around the periphery of this horizontal part 10.
The upper part of the interior of the appliance forms a fuel store 16 '. , and between the latter and the space occupied by the hearth 12 is interposed transversely a recuperator or heater compartment 17, including the top walls 18 and, in the embodiment illustrated by FIGS.
1 and 2, also the bottom walls 12, have a downward inclination
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dante from the periphery towards the middle. Openings 20 (see figs. 1,3 and 4) are provided in the rear wall 4 for the admission of cold air into the bottom of the compartment 17, which communicates at its upper part with vertical ducts 21 for distributing heated air, which here extend inwardly along the front wall j5, but which could possibly be outside this wall. These ducts 21 terminate at their upper end in distribution outlets hot air 22 opening into the ambient atmosphere,
deflectors 23 being disnosed so as to give the flow of hot air a direction approaching the horizontal.
In the center of the compartment 17 is a vertical passage 24 allowing the descent of the fuel from the magazine 15 towards the hearth 12: the dimensions of this passage, and its height above the grid 10, are provided so as to ensure, in taking into account the nature of the fuel used, the distribution of the latter over the entire surface of the grate (including the cantilever 14) and to obtain the zone of maximum calorific intensity at the height of the passage 24;
in order to further increase the radiant surface, on each of the side faces 2 of the apparatus there is a series of hollow risers 25, the lower end of which opens into the top of the hearth 12 while their upper end opens into the 'space between the walls 5 and 2: which is at the rear in communication with a chimney 26 in which the passage is controlled by a pivoting valve or butterfly 27: it is understood that the columns 25 and the wall 5 give up to the atmosphere, by radiation, a good part of the heat still contained in the gases going from the hearth 12 to the chimney 26 via said columns 25.
The apparatus according to the invention may optionally be provided, as shown in FIGS. 2 and 3, with a device allowing the overturning; of the draft and comprising a vertical duct 28 extending outwardly against the rear wall 4 and the lower end of which opens out at 29 at the rear of the space 9 occupied by the ashtray, while at its upper end it is in communication with the chimney 25, this communication being controlled jointly with the passage into the chimney through the valve 27;
the latter is, by means of a rod 30 extending inside the duct 26, connects to an oscillating valve 31 which controls the admission of air through an orifice 32 provided for this purpose downwards in the rear wall of the duct 28.The respective arrangement of the valves 27 and 31 is such that the closing of the latter coincides with the opening of the communication between the duct 28 and the chimney 26, and vice versa: it is obvious that for the first of these two positions the gas from the fireplace will go to the orifice 29 and go up through the duct 28 to the chimney 26, so that even when the valve 27 is in -The position indicated in dotted lines no gas release
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harmful effects cannot occur in the room in which the appliance is placed.
The valves 27 and 31 could possibly be controlled automatically by a thermostat. When the draft reversal device is not provided, the air for combustion can be admitted under the grill 10-10 'or through an orifice 29 simply cut out in the rear wall of the space 9 and provided in this case a valve with adjustable position, or by an adjustable air intake provided in the door 8.
In the embodiment illustrated by FIGS. 1, 2 and 3, the bottom 19 of the recuperator or heater compartment 17 is formed by flat walls: in the variant illustrated by FIGS. 4 and 5, this bottom has corrugated grooves 33 in order to increase the heating surface. The front half of this corrugated bottom may also optionally have an upward slope towards the front, as indicated in dotted lines at 33 ', in order to allow the door 11 of the fireplace to be given more height.
In the variant as illustrated by the left half of FIG. 4, a peripheral collector 34 provided internally con-
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being the walls 2, 3 and 4, immediately above the compartment 17, and in which the outside air can be admitted by adjustable air intakes 35 provided in the front wall 3, allows, by way of multiple tubes 36 which cross the compartment 17 in the direction of the height and open in the bottom of a groove 37 in the form of an inverted trough, provided peripherally on the underside of the bottom of the compartment 1?, the distribution to the hearth 12 additional air, which mixes with the combustion gases.
It should be noted that the apparatus according to the invention could be used in the alternative for the distribution of hot air at a distance: it would suffice for this that the hot air distribution outlets 22 are connected to suitable pipes for the departure of hot air to the place of use.
In cases where the device is intended for local radiant heating in combination with thermosyphon hot water district heating, the orifices 20 in the rear wall of the heater 17 are replaced by pipes connected to the return water pipes. cooled, and instead of the outlets 22 the columns 21 end: in pipes connected to the hot water outlet pipes to the heating elements, for example constituted by radiators or finned pipes, or even by a coil intended to heat water in a boiler tank for distribution of hot water for domestic or other uses.
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated, and that certain parts may in particular vary as to their number, their shape, their arrangement or their construction details, without deviating by there from the principle of the invention.