FR2556820A1

FR2556820A1 - Fireplace for heating with hot air production

Info

Publication number: FR2556820A1
Application number: FR8417872A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-15
Filing date: 1984-11-23
Publication date: 1985-06-21
Also published as: DE3441191C2; ATA354984A; FR2556820B1; CH662170A5; IT8424057A0; IT1177419B; AT390135B; DE3441191A1

Abstract

Fireplace for heating with hot air production. It comprises a hearth grid 3, a smoke discharge duct 18, with a fresh air intake duct 7, and an ambient air recirculation duct 8, these two ducts ending in a mixing chamber 32 containing a fan 30. An air regulation flap 26, controlled by a motor 28, is placed in the mixing chamber 32, or in an intake duct leading thereto, preferably in a V-shaped scalloping, opposite two opposing orifices of the intake ducts 7, 8. An automatic thermostat system 36, 38 acts on the control motor 28 of the air regulation flap 26, in order to adjust the position the flap as a function of the temperature of the hot air flow, in the outlet duct of the chamber 32, in order to regulate the proportions of the flow rate of fresh air and of the flow rate of ambient air arriving in the mixing chamber 32, or to interrupt, if required, the flow rate of cold air intake. Improvement of efficiency by means of an automatic regulation.

Description

La présente invention concerne une cheminée de chauffage comportant une grille de foyer, un conduit d'évacuation de fumées, ainsi qu'un conduit d'arrivée d'air frais et un conduit d'arrivée d'air ambiant débouchant dans une chambre de melange à laquelle est associé un ventilateur. The present invention relates to a heating chimney comprising a hearth grate, a smoke evacuation duct, as well as a fresh air inlet duct and an ambient air inlet duct opening into a mixing chamber. with which a fan is associated.

Dans les cheminées du genre défini ci-dessus, prévues pour produire un débit d'air chaud, on doit résoudre un problême pour régler correctement les proportions du débit d'arrivée d'air frais et du débit d'arrivée d'air ambiant, afin d'assurer de manière optimale l'échauffement du courant d'air, refoulé par la cheminée pour chauffer la pièce desservie, compte tenu de la température du foyer, de la température ambiante de la pièce à chauffer, et de la température extérieure. Dans les systèmes classiques de cheminées de chauffage qui refoulent un courant d'air chaud, on doit assurer dans chaque cas un réglage à la main. Et ceci a pour inconvénient qu'un réglage ainsi effectué dans des conditions variables est assez imprécis, et tend habituellement n'être plus valable qu'à des intervalles de temps assez espacés. In the chimneys of the kind defined above, intended to produce a flow of hot air, one must solve a problem to correctly regulate the proportions of the flow of fresh air intake and the flow of ambient air, in order to optimally ensure the heating of the air flow, discharged by the chimney to heat the room served, taking into account the temperature of the hearth, the ambient temperature of the room to be heated, and the outside temperature. In conventional systems of heating chimneys which discharge a current of hot air, it must be ensured in each case by hand. And this has the disadvantage that an adjustment thus made under variable conditions is quite imprecise, and usually tends to be valid only at fairly spaced time intervals.

Le but de l'invention est de réaliser une cheminée de chauffage du genre défini plus haut,et comportant des moyens automatiques de régulation pour tenir compte de divers paramètres de fonctionnement. The object of the invention is to produce a heating chimney of the kind defined above, and comprising automatic regulation means to take account of various operating parameters.

Selon l'invention, on obtient ces résultats avec une cheminée du genre considéré, caractérisee en ce qu'elle comporte au moins un volet de réglage d'air, commandé par un moteur, et disposé dans la chambre de mélange, ou dans un conduit d'arrivée aboutissant à celle-ci ; des moyens sont prévus pour ajuster automatiquement la position du volet de réglage, en fonction des indications d'au moins un capteur de température, pour régler les proportions du débit d'air frais et du débit d'air ambiant arrivant dans la chambre de mélange, ou pour interrompre le débit d'arrivée d'air frais. According to the invention, these results are obtained with a chimney of the type considered, characterized in that it comprises at least one air adjustment flap, controlled by a motor, and placed in the mixing chamber, or in a duct. of arrival leading to it; means are provided for automatically adjusting the position of the adjustment flap, according to the indications of at least one temperature sensor, for adjusting the proportions of the fresh air flow and the ambient air flow arriving in the mixing chamber , or to interrupt the fresh air flow.

Ainsi, on peut régler d'une manière optimale les pro- portions du débit d'arrivée d'air frais et du débit d'arrivée d'air ambiant, sans être oblige d'effectuer un réglage à la main. En outre, lorsque les matières en combustion ou les brandons du foyer sont éteints, on évite ainsi de laisser pénétrer un courant d'air froid dans la pièce à chauffer, si l'on a oublié par mégarde de fermer le volet d'arrivée d'air frais. Thus, the proportions of the fresh air intake flow and the ambient air intake flow can be optimally adjusted, without having to adjust by hand. In addition, when the materials in combustion or the fireplaces of the hearth are extinguished, this avoids letting a cold air flow into the room to be heated, if one inadvertently forgot to close the inlet flap d 'fresh air.

On va maintenant décrire un mode de réalisation de l'invention présenté à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
Fig. 1 est une vue en perspective d'une cheminée d'appartement conforme à l'invention
Fig. 2 est une coupe verticale de la cheminée de la
Fig. 1
Fig. 3 est une coupe horizontale de la Fig. 2, suivant III-III.We will now describe an embodiment of the invention presented by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which
Fig. 1 is a perspective view of an apartment fireplace according to the invention
Fig. 2 is a vertical section of the chimney of the
Fig. 1
Fig. 3 is a horizontal section of FIG. 2, according to III-III.

La cheminée contient un foyer 1, qui est limité parune paroi dorsale verticale 9 et par trois parois latérales constituées par des glaces 10-12. Une grille de foyer 2 est prévue, pour recevoir les matières combustibles et pour retenir les charbons ardents. Le système comporte, en outre, une grille à cendres 3, sous laquelle est disposé un cendrier 5. Les gaz chauds sont évacués par le haut du foyer 1, dans un conduit de fumée 18. L'une, au moins, des trois glaces latérales 10-12 peut coulisser verticalement vers le haut ou vers le bas, dans des rainures verticales de guidage 14,16. De préférence, ce dispositif de coulissement est prévu pour les trois glaces latérales 10-12. Derrière la paroi dorsale 9, est ménagé pour l'air chaud, au moins un canal de passage 34, qui s'étend verticalement vers le haut derrière la paroi dorsale 9.Ce canal 34 communique en bas avec un ventilateur 30, disposé dans une chambre de mélange 32. A cette chambre de mélange 32, aboutit, d'un côté, un canal d'arrivée d'air frais 7 et, de l'autre côté, à un canal d'air ambiant 8, provenant de la pièce ot est installée la cheminée. Les deux canaux 7,8, sont coaxiaux, au moins dans la zone de leurs orifices qui débouchent dans la chambre de mélange 32 (Figs 1 et 3). The chimney contains a hearth 1, which is bounded by a vertical back wall 9 and by three side walls formed by windows 10-12. A hearth grate 2 is provided for receiving combustible materials and for retaining hot coals. The system further comprises an ash grate 3, under which an ashtray 5 is disposed. The hot gases are evacuated from the top of the hearth 1, in a smoke duct 18. One, at least, of the three windows side 10-12 can slide vertically upwards or downwards, in vertical guide grooves 14,16. Preferably, this sliding device is provided for the three side windows 10-12. Behind the back wall 9, at least one passage channel 34 is provided for the hot air, which extends vertically upwards behind the back wall 9. This channel 34 communicates below with a fan 30, arranged in a mixing chamber 32. At this mixing chamber 32, leads, on one side, a fresh air inlet channel 7 and, on the other side, an ambient air channel 8, coming from the room ot the chimney is installed. The two channels 7, 8 are coaxial, at least in the region of their orifices which open into the mixing chamber 32 (Figs 1 and 3).

A l'endroit de l'orifice de chacun de ces deux canaux 7, 8, est ménagée une échancrure en forme de V, 27. Dans cette échancrure 27, se trouve un volet de réglage 26, ayant débattement de 90 environ, et qui peut pivoter sur un axe horizontal 29 disposé à la base de l'échancrure 27 (Fig. 2). Un dispositif de commande à moteur 28 permet de faire pivoter le volet de réglage 26, à l'intérieur de l'échancrure en V. On peut ainsi étrangler ou interrompre com plètement l'arrivée de ltair provenant de l'un ou l'autre des deux canaux 7, 8.Lorsque le volet de réglage se trouve sensiblement en position verticale médiane, comme schématisé sur la Fig. 1, l'orifice du canal d'air frais 7 et celui du canal d'air ambiant 8 sont ouverts sensiblement dans la même proportion, et les débits correspondants des deux canaux 7, 8, dans la chambre de mélange 32 sont alors égaux. La chambre de mélange 32 contient un ventilateur 30, et constitue ainsi une chambre en surpression 6, dont les parois sont écartées des parois externes 4 de la cheminée (Figs 1 et 3), et qui est etanche à l'égard des gaz de combustion. L'air entre par un orifice d'aspiration 31 du ventilateur 3G, pour être refoulé vers le haut dans le canal de départ d'air chaud 34, dans le sens des flèches de la
Fig. 2.L'air réchauffé passe alors dans un échangeur de chaleur, disposé au-dessus du linteau 23, où l'air subit un échauffement supplémentaire sous l'effet des gaz de combustion qui sortent de la cheminée. L'air chaud passe alors dans les canaux 20, qui aboutissent aux orifices grillagés de sortie 22, pour s'écouler dans la pièce de séjour ou est installée la cheminée, ou dans les pièces que l'on veut chauffer.At the location of the orifice of each of these two channels 7, 8, a V-shaped notch, 27, is formed. In this notch 27, there is an adjustment flap 26, having a displacement of approximately 90, and which can pivot on a horizontal axis 29 disposed at the base of the notch 27 (Fig. 2). A motor control device 28 makes it possible to pivot the adjustment flap 26, inside the V-shaped notch. It is thus possible to completely throttle or interrupt the arrival of the air coming from one or the other. of the two channels 7, 8. When the adjustment flap is substantially in the middle vertical position, as shown diagrammatically in FIG. 1, the orifice of the fresh air channel 7 and that of the ambient air channel 8 are open in substantially the same proportion, and the corresponding flow rates of the two channels 7, 8, in the mixing chamber 32 are then equal. The mixing chamber 32 contains a fan 30, and thus constitutes an overpressure chamber 6, the walls of which are spaced from the external walls 4 of the chimney (Figs 1 and 3), and which is impervious to the combustion gases . The air enters through a suction port 31 of the 3G fan, to be discharged upwards into the hot air outlet channel 34, in the direction of the arrows of the
Fig. 2.The heated air then passes through a heat exchanger, placed above the lintel 23, where the air undergoes additional heating under the effect of the combustion gases which leave the chimney. The hot air then passes through the channels 20, which terminate in the screened outlet orifices 22, to flow into the living room where the chimney is installed, or into the rooms which one wishes to heat.

Le volet de réglage 26 est commandé par un moteur 28, qui agit sur un arbre associé au volet, pour faire pivoter celui-ci dans le sens de la flèche A, ou suivant la fleche B dans le sens opposé (Fig. 3), afin d'amener le volet dans une position intermédiaire choisie, suivant la proportion d'air frais et d'air ambiant que l'on veut introduire dans la chambre de mélange 32. Le moteur 28 est asservi électriquement à deux thermostats 36, 38, qui sont disposés en des endroits différents, de préférence dans le canal de débit d'air chaud 34. D'habitude, on peut régler l'un des deux thermostats pour une température d'environ 400 C, en rE- glant l'autre thermostat pour une température de 600 C environ. Les deux thermostats 36, 38, commandent, en outre, la mise en marche et l'arrêt du ventilateur 30.Lorsque le thermostat 36 constate une température de 400 C environ, il déclenche la mise en marche du moteur 28 du volet de réglage 26, pour faire pivoter ce volet qui obturait jusqu'alors l'orifice du canal d'arrivée d'air frais 7, et amener le volet sensiblement dans la position mediane représentée sur la Fig. 1, de manière à faire arriver à la chambre de mélange un débit d'air comportant pour moitié de l'air frais et pour moitié de l'air ambiant. En même temps, le thermostat 36 déclenche la mise en marche du ventilateur 30, qui passe à une première vitesse de réglage, pour assurer un débit d'air d'environ 150 m3/heure, par exemple. The adjustment flap 26 is controlled by a motor 28, which acts on a shaft associated with the flap, to rotate the latter in the direction of arrow A, or according to arrow B in the opposite direction (FIG. 3), in order to bring the shutter into a chosen intermediate position, according to the proportion of fresh air and ambient air which it is desired to introduce into the mixing chamber 32. The motor 28 is electrically controlled by two thermostats 36, 38, which are arranged in different places, preferably in the hot air flow channel 34. Usually, one of the two thermostats can be adjusted for a temperature of about 400 C, by setting the other thermostat for a temperature of about 600 C. The two thermostats 36, 38 also control the starting and stopping of the fan 30. When the thermostat 36 finds a temperature of approximately 400 ° C., it triggers the starting of the motor 28 of the adjustment flap 26 , in order to pivot this shutter which until then closed the orifice of the fresh air inlet channel 7, and bring the shutter substantially into the middle position shown in FIG. 1, so as to cause the mixing chamber to have an air flow comprising half of the fresh air and half of the ambient air. At the same time, the thermostat 36 triggers the starting of the fan 30, which switches to a first adjustment speed, to ensure an air flow rate of approximately 150 m 3 / hour, for example.

Lorsque l'autre thermostat 38 constate ensuite que l'air débité dans le canal 34 a atteint une température de 600 C environ, il agit sur le ventilateur 30, pour le faire passer à un second régime assurant un débit d'air de 350m3/ heure, par exemple. Lorsque la température baisse dans l'en- ceinte du foyer 1, il en résulte un processus inverse de manoeuvre et de réglage pour le volet pivotant 26 et pour le ventilateur 30. On assure ainsi une régulation automatique du débit d'air chaud, en empêchant un débit d'air froid dans la pièce à chauffer, lorsque les matières combustibles et les braises sont éteintes. When the other thermostat 38 then finds that the air delivered in the channel 34 has reached a temperature of about 600 C, it acts on the fan 30, to switch it to a second speed ensuring an air flow of 350m3 / hour, for example. When the temperature drops in the enclosure of the hearth 1, this results in a reverse process of operation and adjustment for the pivoting shutter 26 and for the fan 30. This thus ensures automatic regulation of the flow of hot air, in preventing a cold air flow in the room to be heated, when combustible materials and embers are extinguished.

Quand la cheminée de chauffage n'est pas en service, on coupe l'alimentation du système de commande électrique, et le volet d'air 26 ferme l'orifice d'arrivée d'air frais. I1 subsiste alors seulement un système de surveillance de la température, utilisable, par exemple, lorsque la cheminée sert de rôtissoire, pour assurer la mise en marche du ventilateur lorsque le thermostat détecte une température d'environ 600 C. When the heating chimney is not in use, the power to the electrical control system is cut off, and the air shutter 26 closes the fresh air inlet orifice. I1 then remains only a temperature monitoring system, usable, for example, when the chimney is used as a roasting pan, to ensure that the fan starts when the thermostat detects a temperature of about 600 C.

On peut prévoir un coffret de commande à boutons-poussoirs, pour faire fonctionner la cheminée suivant divers régimes. Par exemple, en été, le ventilateur 30 peut servir uniquement à assurer une circulation de renouvellement d'air frais, l'orifice d'arrivée de la conduite d'air frais étant ouvert a cet effet, pour permettre une climatisation de la pièce de séjour où est installée la cheminée. One can provide a control box with push buttons, to operate the chimney according to various regimes. For example, in summer, the fan 30 can only be used to provide fresh air renewal circulation, the inlet opening of the fresh air pipe being open for this purpose, to allow air conditioning of the room. living room where the fireplace is installed.

Grâce à la configuration symétrique de l'échancrure 27 en forme de V, il est possible de permuter les arrivées d'air frais et d'air ambiant, sans modification technique de l'installation, si une telle disposition est nécessaire, compte tenu de l'architecture des lieux. Thanks to the symmetrical configuration of the V-shaped notch 27, it is possible to switch the fresh air and ambient air inlets, without technical modification of the installation, if such an arrangement is necessary, taking into account the architecture of the place.

Au lieu d'un seul volet de réglage d'air, monté dans une echancrure en forme de V, on peut prévoir sur chaque arrivée d'air frais et d'air ambiant un volet d'étranglement, et commander les deux volets par des mécanismes d'entraîne- ment séparés. Mais ceci demande un système de commande plus onéreux. Instead of a single air adjustment flap, mounted in a V-shaped notch, a choke flap can be provided on each supply of fresh air and ambient air, and the two flaps can be controlled by separate drive mechanisms. But this requires a more expensive control system.

Au lieu de faire déboucher vers le haut l'échancrure 27 en forme de V, on peut orienter cette échancrure vers le bas ou latéralement, en disposant en conséquence l'axe de pivotement du volet de réglage d'air 26. Instead of opening the V-shaped notch 27 upwards, this notch can be oriented downwards or laterally, consequently arranging the pivot axis of the air adjustment flap 26.

De préférence, l'échangeur de chaleur 24 est agencé de telle manière que les gaz chauds de la combustion réchauffent un faisceau tubulaire, à travers lequel passe l'air à chauffer, dans un sens transversal au sens d'écou- lement des gaz chauds qui s'échappent vers le haut, dans des conduits séparés. Preferably, the heat exchanger 24 is arranged in such a way that the hot gases of combustion heat a tube bundle, through which the air to be heated passes, in a direction transverse to the direction of flow of the hot gases. which escape upwards, in separate conduits.

Le débit d'air chaud, au lieu de desservir une seule pièce, peut aussi en desservir plusieurs. Enfin, la chemi- née de chauffage peut aussi être réalisée sans les parois latérales mobiles constituées par des glaces 10, 11, 12. The flow of hot air, instead of serving a single room, can also serve several. Finally, the heating chimney can also be produced without the movable side walls formed by windows 10, 11, 12.

Claims

1. Heating chimney with hot air production, comprising a hearth grate, a smoke evacuation duct, as well as a fresh air inlet duct and an ambient air inlet duct, opening in a mixing chamber with which a fan is associated, characterized in that it comprises at least one air adjustment flap (26) controlled by a motor, and arranged in the mixing chamber (32), or in an inlet duct leading to it; means being provided for automatically adjusting the position of the adjustment flap (26), according to the indications of at least one temperature sensor (36, 38), for adjusting the proportion of the flow of fresh air and the flow of ambient air arriving in the mixing chamber (32), or to interrupt the fresh air supply flow if necessary.

2. Chimney according to claim 1, characterized in that the air adjustment flap (26) is arranged in a V-shaped notch (27), constituted by orifices oriented obliquely, and arranged opposite one of the other on the fresh air inlet duct (7) and on the ambient air inlet duct (8); and in that the air adjustment flap (26) carries at one of its ends a pivot axis (29) disposed at the bottom of the notch in the form of

V (27).

3. Chimney according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises two temperature sensors (36,38), arranged in different places, in the vicinity of the hot air flow duct (34); these two temperature sensors being adjusted to react to different temperatures, and arranged to control the ventilator (30) and a drive motor (28) of the air adjustment flap (26).

4. Chimney according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mixing chamber (32) and the fan (30) are arranged in an enclosure (6), the walls of which are spaced from the outer walls (4) chimney; this enclosure (6) being sealed with respect to the combustion gases, and disposed under the grate of the hearth (3), and constituting a chamber under overpressure, into which open directly and on different sides the inlet duct of fresh air (7) and the ambient air supply duct (8).