Brevet FR2292931A1 — publié le 19760625

La présente invention a trait au domaine des cheminées à hottes et concerne spécialement un nouveau dispositif métallique monobloc destiné à etre introduit au fond et au-dessus du foyer d'une cheminée et jouant le rôle à la fois d'échangeur calorifique de l'air et de conduit pour les fumées. Elle a également pour objet un procédé de réalisation d'une cheminée munie de cette ossature métallique. On sait que, dans l'instsllation des cheminées à hottes pour appartements et/ou habitations individuelles, construites in situ de toutes pièces ou par assemblage d'éléments préfabriqués, la problème de la répartition des circuits d'air tant pour la combustion que pour les échanges thermiques entre les diverses parois est un des plus difficiles et délicats à résoudre. Il importe en effet d'établir les conditions optimum d'un compromis entre une combustion correcte, un tirage suffisant de la cheminée et une déperdition minimum de chaleur lorsque le foyer n'est pas allumé. Pour parvenir à ces résultats on a déjà proposé, depuis de nombreuses années, de prévoir à l'intérieur de la hotte, juste au-dessus du foyer, un dispositif dénommé avaloir constitué par une tablette anti-refoulante de forme incurvée vers le haut de la hotte.Cet avaloir, combiné à l'utilisation d'une trappe de réglage d'évacuation des fumées et, selon certains perfectionnements, à la mise en oeuvre d'une chambre de dépresslon, à circulation d'air entre la hotte et l'avaloir, permet d'obtenir généralement des conditions favorables pour le fonctionnement de la cheminée. Touterois, et notamment dans les cheminées modernes qui ont une taille plus restreinte que les cheminées anciennes, il se produit au voisinage du foyer, en particulier dens le radier qui supporte les matériaux de combustion et dans le contre-coeur orthogonal i et @@ller, de fréquents et importants chocs thermiques et surchauffes qui provoquent à la longue des détériorations dans ces perois. Or, on ne parvient au refroidissement de ces éléments qu'au prix de constructions tres sophistiquées destinées à établir des circuits d'air entre une ou plusieurs chambres de réchauffage.Malgré le coût élevé de mise en place de ces systèmes, on parvient rarement à distribuer, dans la pièce où est installée la cheminée, un air chaud ayand récupéré le maximum des calories dégagées par la combustion et le rayonnement des parois chaudes de l'âtre. L'invention permet d'obvier aux difficultés précitées et apporte une solution rationnelle et efficace au double problème du tirage et des circulations d'air dans une cheminée. île propose en effet un dispositif, de construction et de pose faciles et rapides, qui permet a la fois de réchauf- fer parfaitement l'air frais, capté à la base de la cheminée, par échange calorifique avec les parois chaudes de l'âtre ; de distribuer l'air chaud obtenu, à l'extérieur du manteau de la hotte et de régler le tirage en fonction du volume des fumées dégagées par la combustion. Le nouveaus dispositif selon l'invention est constitué par un ensemble métallique monobloc comprenant la combinaison d'un premier élément creux et plat, rectangulaire destiné à ce palcer derrière le contre-coeur, et d'un second élément, également creux, à double paroi, en forme de tronc de pyramide qui comporte, outre un avaloir et un registre de réglage d'évacuation des fumées, deux sorties latérales d'air chaud et une sortie centrale de fumées, le premier élément étant fixé au second par soudure ou analogue d'un de ses petits cotés au grand côté arriere de la base du trone de pyramide, de façon telle que l'air puisse circuler librement depuis le premier élément jusque dans le second. Les deux éléments sont conçus de telle sorte qu'ils contiennent chacun une chemise ou enveloppe où l'air frais, introduit à la base du dispositif, circule librement et rapidement et, après avoir récupéré les calories de combustion et rayonnement des parois chaudes de l'âtre, sort directement dans la piece d'habitation sur deux côtés opposés du manteau qui habille la hotte. En pratique, le premier élément est constitué par des plaques métalliques planes maintenues entre elles, par soudure ou analogue, à une certaine distance, sur les grands co tés du rectangle, le petit cot inférieur laissé ouvert sur toute sa longueur étant destiné à l'aspiration d'air frais alors que le petit coté opposé, également ouvert, caiiiuuique avec l'enveloppe du second élément pyramidal.Cette enveloppe est également constituée de plaques métalliques conformées, soudées entre elles à une certaine distance de façon à laisser un espace pour le cheminement de l'air. la distance et l'es- pace précités doivent être d'au moins deux centimètres pour obtenir des résultats convenables et sont de préférence com Pris entre trois et six centimètres. L'élément à section pyramidale comporte dans sa partie interne, c 'est-à-dire celle ouverte sur le foyer de la cheminée, d'une part un avaloir et d'autre part par un registre de réglage d'évacuation des fumées. Ces organes sont réalisés de façon connue en soi et ne font pas partie de l'invention. Par exemple, l'avaloir est obtenu en donnant à certaines parois métalliques internes de ladite enveloppe une conformation concave, de concavité tournée vers le haut, de façon à jouer le role de déflecteur ou organe anti-refoulant pour les courants accidentels de gaz descendants. Le registre de réglage comporte la combinaison d'une plaque ou trappe qui coopère avec les parois concaves de l'avaloir et d'une tige de manoeuvre de cette trappe constituée par exemple par une crémaillère dont les dents peuvent s'accrocher, d à la position voulue, sur une barre transversale soudée sur les deux petits cotés de la base pyramidale. Selon une caractéristique de l'invention, les deux sorties latérales d'air chaud sont disposées de part et d'autre du sommet du tronc de pyramide et sont constitues, de pré férence, par un ajustage en forme de gaine, soudé 8 pe de l'élément pyramidal et dans lequel vient s'engager, à l'autre extrémité un tiroir ou clapet de fermeture muni d'une ouverture coulissante qui peut cotre manoeuvrés directement par l'utilisateur de la cheminée.Chaque gaine et sont tiroir correspondant peuvent avoir toutes formes et dimensions appropurées; il est cependant commode de prévoir une forme de parallélépi- pède rectangle qui est particulièrement apte à une bonne étan- chéité et de réalisation peu conteuse. Quant à la sortie centrale destinée au passage de fumées et gaz de combustion, elle est bien entendu constituée par le pourtour des extrémités supérieures des parois internes de l'enveloppe et revét une forme de section carrée ou rectangulaire sur laquelle peut etre fixée une découpe en métal destinée à border convenablement lesdites extrémités. Tous les éléments constitutifs du dispositif selon l'invention sont métalliques, par exemple en tole épaisse et/ou en fonte (notamment pour le registre de réglage d'évacuation des fumées) et sont assemblés entre eux par tout moyen connu par exemple par soudage électrique par points ou oxyacétylénique. L'ensemble, qui est donc de réalisation peu couteuse, peut avoir toutes dimensions adaptées à celles de la largeur et hauteur désirées pour le foyer. La pose est extrêmement facile et rapide et l'on peut bien entendu adpater à l'extérieur tous les éléments classiques des cheminées traditionnelles ou modernes tels que manteaux, tablettes, frontons, linteaux reposant sur des corbeaux, Jambages et talons en tous matériaux, éventuellement décorés. L'invention sera mieux comprise par la description d'un mode de réalisation, non limitatif, du nouveau disposi- tif > par référence zux dessins annexés sur lesquels - les figures i et k illustrent des vues générales, en perspective, respectivement de l'extérieur et de l'intérieur, de ltensemble monobloc selon l'invention, - la figure 3 montre une vue en perspective, éclatée, des principaux éléments du meme dispositif installé au-dessus du foyer d'une cheminée et sur laquelle on a représenté par des flèches le mouvement des circulations d'air et de gaz et fumées de combustion. - la figure 4 donne le détail d'une sortie latérale d'air chaud montée sur l'élément de forme pyramidale tronquée, - la figure 5 montre une vue générale des éléments extérieurs d'une cheminée dans laquelle on a introduit l'ossature métel ligue selon Invention et et où l'on peut voir la porte de sor- tie latérale d'air chaud sur le côté du manteau de hotte, au-dessus dc la t blette qui surplombe le fronton de cheminée. L'ensemble métallique monobloc comprend essentiellement : l'élement plat rectangulaire 1 constitué de plaques métalliques soudées qui ménagent entre elles un espace creux ouvert sur les deux extrémités des petits cotés à savoir l'ex- trémité inférieure 2 et l'extrémité supérieure ) ; l'élément 4 en forme de tronc de pyramide dont les parois internes et externes menaient entre elles une envéloppe creuse 5 qui communique avec l'extrémité supérieure 3 de l'élément plat 1. Cet élément 4 est muni à l'intérieur d'un avaloir 6 de forme recourbée vers le haut sur lequel vient se refermer un registre ou trappe de fermeture 7 à l'aide d'une tige ou barre crantée 8 dont les dents s'accrochent sur la barre transversale 9.A son extrémité supérieure, cet élément 4 est muni de deux ajutages ou gaines latérales 10 soudées sur l'enveloppe 5 et communiquent avec elle ; dans chaque gaine peut coulisser un tiroir 11 muni d'une porte d'ouverture 12, qui sera visible de 1 'extérieur lorsque la hotte de la cheminée sera revetue de son manteau d4coratif 13, comme on peut le voir sur la figure 5. L'extrémité supérieure de l'élément 4, laquelle sert de guide pour les fumées et gaz de combustion lorsque la trappe 7 est ouverte, est généralement bordée par une découpe métal- lique 14, de section carrée ou rectangulaire, qui s'encastre dans le conduit de fumées prévu pour la cheminée. La mise en place de l'ossature métallique dans la rélisation d'une cheminée selon l'invention s'effectue, comme le montre 18 figure 3, en disposant l'élément plat et creux de de façon verticale sur le fond 15 du foyer, l'élément pyramidal 4 reposant alors à la fois sur les rebords supérieurs de 15 et sur ceux du retour 16 du foyer et pouvant etre fixé dans le conduit et la cheminée par scellage de la découpe 14 sur les parois de ce conduit.L'élément i joue donc le rôle de contre-coeur pour l'être ; a cet effet, il peut comporter, Si désiré, des motifs décoratifs ou bien il peut recevoir, en appuis toute plaque de fonte travaillée. irons de la réalisation du manteau 13 recouvrant la hotte (voir figure 5) on prévoit latéralement deux ouvertures appropriées destinées a l'in- troduction des tiroirs 11 dans les gaines 1U soudées sur l'élé- ment 4. Les mouvements et circulations de l'air et des gaz et fumées de combustion dans la cheminée sont représentés par des flèches, respectivement simples et doubles, sur la figu- re 3. L'air rais puisE á l'extérieur, en sous-sol ou en vide sanitaire aéré, est capté, par exemple en 17, à la base de la cheminée sous le radier 18, plis dirigé selon la flèche sim Ple en pointillés 19 au sein de l'élément 1 , cet air circule selon la flèche pointillée 20 dans l'enveloppe 5 de l'élément pyramidal, après avoir été réchauffé par échange thermique au contact des parois internes de l'ossature métallique chauffés par la combustion du matériau 21 brG1é sur le radier 18 ; l'air chaud s'échappe en 22 par les gaines latérales 10 et se répand dans la pièce d'habitation par ouverture des volets 12 manoeuvrables sur les parois latérales externes du manteau 13 de la hotte. Ils vont aux fumées et gaz de-combustion, ils cheminent verticalement selon les flèches doubles 23 et s'échappent par l'ouverture centrale 24 dans le conduit de fumées (non représenté) lorsque le registre de réglage 7 est ouvert, ceci après avoir réchauffe les parois internes de élément creux et de l'enveloppe 5 de l'élément pyramidal 4. Ainsi, grâce à cette judicieuse circulation d'air procurée par le dispositif selon l'invention, les parois de maçonnerie qui entourent le foyer ainsi que le contre-coeur éventuellement disposé contre l'élément creux 1 ne subissent aucune surchauffe, ce Qui permet de prolonger notablement leur durée de vie. Simultanément, on récupère, par échange thermique, le maximum des calories dégagé par la combustion du matériau 2l pour fournir, grace aux portes 12, dans la pièce où est disposée la cheminée un important apport de chaleur. REVENDICATIONS 1 / Dispositif métallique distiné à la fois à ré chauffer l'air frais, à distribuer l'air chaud et à permettre l'évacuation des fumées dans une cheminée à hotte, ce dispo- sitif étant c a r a c t é r i s é en ce qu'il est constitué par un ensemble monobloc combinant un premier élément creux et plat, rectangulaire destiné à se placer derrière le contre coeur, et un second élément, également creux, à double paroi, en forme de tronc de pyramide qui comporte, outre un avaloir et un registre de réglage d'évacuation des fumées de types connus deux sorties latérales d'air chaud et une sortie centrale de fumées, le premier élément étant rixé au second par soudure ou analogue d'un de ses petits côtés au grand coté arrière de la base du tronc de pyramide, de façon telle que l'air puisse circuler librement depuis le premier élément jusque dans le second. 2 / Dispositif selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que le premier élément est constitué par des plaques métalliques maintenues entre elles, par soudure ou analogue, à une certaine distance, sur les grands cotés du rectangle, le petit coté inférieur, laissé ouvert sur toute sa longueur, étant destiné à l'aspiration d'air frais qui cir cule ensuite par communication entre le petit coté supérieur et le second élément creux. 3 / Dispositif selon la revendication -, c a r a c t é r i s é en ce que le second élément est constitué par des plaques métalliques, conformées de maçon appropriée, soudées entre elles à une certaine distance de façon à constituer une enveloppe ou chemise permettant le cheminement de l'air jusqu'aux deux sorties latérales. 4 f Dispositif selon les revendications 2 et 3, c a r a c t é r i s é en ce que la distance entre les plaques est au moins égale à deux centimètres. 5 / Dispositif selon la revendication 3, c a r a c t é r i s é en ce que les deux sorties latérales d'air chaud sont disposées de part et d'autre du sommet du tronc de pyramide et sont constituées, chacune, par une gaine soudée, à l'enveloppe dudit élément et par un tiroir ou clapet de fermeture qui s'engage dans la gaine et dont ia porte coulissable peut etre manoeuvrée directement de l'extérieur par l'utilisateur de la cheminée. 60/ Cheminée à hottes munie du dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 5 et dans laquelle l'air frais extérieur, capté sous le radier du foyer, circule dans le premier élément creux et l'enveloppe du second élément pyramidal en se réchauffant au contact des parois chauffées par la corir- bustion puis est libéré dans le local par l'intermédiaire des tiroirs coulissants installes sur les parois latérales du manteau décoratif qui recouvre la hotte. 70/ Procédé de réalisation d'une cheminée à hotte c a r a c té r i s é en ce que, après avoir confectionné l'âtre de fanon connue, on met en place au-dessus de ce dernier le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, en disposant le premier élément creux verticalement, comme con- tre-coeur ou appui de contre-coeur, au fond de l'âtre, le second élément pyramidal étant fixé, par Sa sortie centrale, dans le conduit de la cheminée, puis en ce que l'on pose, selon tout procédé connu, l'ensemble des éléments extérieurs décoratifs de la cheminée en prévoyant sur les faces latérales du manteau deux ouvertures destinées à l'introduction des deux tiroirs coulissants du dispositif en cause.