Brevet FR2300870A1 — publié le 19760910

La présente invention concerne un foyer de cheminée ouvert, notamment pour des pièces d'habitation, comportant un volume ou chambre de foyer, un socle, des parois latérales, une paroi arrière, un couvercle avec capteur de fumées, ainsi qu'un système de canalisations d'air logé dans les parois en vue d'assurer l'échauffement de l'air frais et de l'air ambiant. Pour améliorer le chauffage d'une pièce, il est connu d'utiliser des foyers de cheminée ouverts du type précité, dans lesquels la chaleur de rayonnement du feu et l'air chaud qui est chauffé dans le système de canalisations sont utilisés pour le chauffage de la pièce. Du fait qu'on a tendance a compenser, autant que possible d'une façon contrôlée, à l'aide d'air froid la dépression se produisant dans la pièce sous l'effet du feu et du tirage dans la cheminée, on relie l'ensemble du système de canalisations du foyer de cheminée à une zone d'alimentation en air frais, de telle manière que de l'air frais soit aspiré à partir de l'extérieur de la pièce par la dépression et soit réchauffé dans le système de canalisations.Cependant, lorsque pour des raisons quelconques, la dépression régnant dans la pièce subsiste à cause d'une fuite d'air (par exemple à cause d'une fenêtre ou d'une porte ouverte), on peut échauffer également l'air ambiant avec ce foyer de cheminée. Il est également possible de faire intervenir un système d'alimentation mixte utilisant de l'air frais et de l'air ambiant. Un inconvénient des foyers de type connu consiste en ce qu'il n'utilise pour la canalisation de l'air ambiant que partie lement le système de canalisation servant à l'alimentation en air frais, de sorte que l'air ambiant ne peut balayer qu'une partie de la surface disponible pour échauffer l'air frais, ce qui réduit la capacité d'utilisation de la chaleur disponible dans le foyer. Dans un système à alimentation mixte, l'air frais est en outre moins échauffé qu'autrement car l'air ambiant évacue une partie de la chaleur. Les foyers de cheminée de type connu sont également d'une construction compliquée, de sorte que cela rend très difficile une fabrication rationnelle. Le prix élevé qui en résulte limite leur domaine d'utilisation. Lorsqu'il se produit des dommages, il n'est pas possible d'effectuer une réparation simple. L'invention a pour but de réaliser un foyer de cheminée du type précité qui présente une grande simplicité de construction et qui permette par conséquent une fabrication rationnelle. Ii doit autant que possible être exempt d'entretien mais il doit cependant permettre une réparation facile en cas de dommages. Pour résoudre ce problème, l'invention a pour objet un foyer de cheminée ouvert du type précité qui est caractérisé selon l'invention en ce qu'il est prévu des canaux de tirage ascensionnel qui sont séparés des points d'alimentation en air frais et en air ambiant et qui comportent une embouchure communie dans la pièce. Avantageusement, les canaux de tirage ascensionnel sont agencés de telle manière que l'air frais puisse être échauffé dans la paroi arrière et l'air ambiant dans les parois latérales. Cela permet de chauffer fortement l'air frais froid sur la paroi arrière chaude et d'utiliser les parois latérales pour le chaufface cie l'air ambiant. Cela procure également des avantages de construction car la paroi arrière ou bien une paroi latérale du foyer peut être placée avantageusement contre une paroi extérieure de la pièce où le captage de l'air frais peut être réalisé plus facilement. Ainsi, par exemple, dans le cas d'une paroi latérale du foyer, on peut prévoir un évidement ménagé dans la zone de la paroi arrière et permettant l'alimentation en air frais.Par contre, on peut disposer sur le côté frontal du foyer des points d'alimentation en air ambiant pour les canaux de parois latérales, c'est-à-dire dans une zone oU ils sont libérés dans chaque cas, la sortie commune de l'air est disposée pour la merle raison avantageusement dans le côté frontal. De préférence, il est prévu une chambre de mélange en avant de cette zone de sortie et dans laquelle débouchent les canaux d'air frais et dair ambiant. La nette séparation des canaux d'air frais et d'air ambiant, notamment en coopération avec une chambre de mélance placée en amont de la zone de sortie, permet un mode de construction très simple à partir d'éléments préfabriqués qui peuvent chacun être agencés sous la forme d'un élément de nature étagé, comme cela sera précisé de façon plus détaillée dans la suite. A l'aide d'un système de commande approprié comportant un volet ou un organe similaire, on peut commander à volonté ou automatiquement la distribution de la fraction d'air frais et dair ambiant, auquel cas on peut utiliser par exemple des moyens de commande réagissant à une dépression et/ou des moyens de commande thermostatiques. Lorsquton agence la chambre de mélange précitéesous la forme d'un post-réchauffeur commun pour les deux courants d'air et lorsqu'elle est délimitée par exemple par rapport au volume de foyer par un capteur métallique de fumées qui permet un bon échange de chaleur, il est possible d'utiliser la chaleur de façon très efficace. Lorsqu'il se produit une stagnation de l'air, on utilise moins de chaleur sur la paroi correspondante, ce qui peut conduire à la formation de fumées plus chaudes qui permettent ensuite de céder dans le post-réchauffeur plus de chaleur à l'autre courant d'air. On peut ainsi remédier à l'inconvénient des systèmes connus de canalisation dans lesquels il n'est pas possible d'assurer une telle compensation. Alors que les foyers de cheminée connus présentent des périodes de démarrage allant d'une heure jusqu'à une valeur permettant d'obtenir une bonne fourniture d'air chaud,il est suffisant, dans un foyer de cheminée agencé selon l'invention, de prévoir dans la plupart des cas une demi-heure. La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à on exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 est une vue en perspective d'un foyer de cheminée ouvert selon l'invention; - La figure 2 est une vue en plan du foyer de la figure 1; - La figure 3 est une coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2; et - La figure 4 est une vue en perspective "éclatée" de ce foyer ouvert. Il est à noter que les~différents éléments fabriqués en béton léger réfractaire peuvent comporter, en plus des cavités indiquées, également d'autres cavités pour réduire le poids et/ou pour obtenir des épaisseurs de parois aussi uniformes que possible. De telles cavités, qui ne servent ni à canaliser l'air ou les fumées ni à relier les éléments, ont été supprimées d'une façon attentionnelle afin de ne pas réduire la clarté du dessin. I1 est en outre à noter que, dans la représentation de la figure 2, le récipient à cendres 16 et des moulures 17, qui ne sont pas indiqués sur la figure I, ont été également supprimés pour améliorer la vue d'ensemble. Quelques parties n'ont pas été représentées à l'échelle correcte de façon à permettre une meilleure compréhension de certaines caractéristiques. Le foyer de cheminée représente se conspose essentiel lement des éléments suivants réalisés en béton léger et placés les uns au-dessus des autres : l'élément de base 1' servant de partie inférieure pour le socle 1 et l'élément réfractaire 1 placé dessus, les deux éléments centraux 2, 2' essentiellement identiques placés l'un au-dessus de l'autre de manière à former respectivement une paroi latérale 3, 4 ainsi que la paroi arrière 5 du foyer 6, et l'élément de recouvrement 7 s'appuyant sur l'élément 2t et qui est obturé partiellement à sa partie supérieure par l'élément de captage de fumées 8 comportant l'ouverture de tirage 9.Dans les quatre angles extérieurs de chacun des éléments 1', 1",2, 2t et 7, sont prévus des canaux 10 qui sont particulièrement bien visibles sur la figure 4 et qui, comme le montre la figure 3, peuvent être remplis de béton armé après la mise en place des éléments l'un sur l'autre en vue de relier ces éléments. Ce mode de fabrication présente l'avantage particulier de réduire la hauteur de construction de différents éléments et d'éviter des parties en dépouille. Lorsqu'on considère les différents éléments représentés sur la figure 4, on voit -qu'ils comportent généralement des cavités les traversant ou bien au moins des cavités ouvertes vers le bas, ce qui facilite particulièrement leur fabrication. Sur la figure 1, est représentée une grille décorative 11 qui est placée devant une ouverture de sortie d'air 12 ménagée dans l'élément 7 sous la forme d'un évidement dans le côté frontal et qui est également visible sur la figure 4. Pour former un support avant de la matière combustible brûlant le cas échéant sur la grille 13 du foyer 6, il est prévt une barre décorative 17 visible seulement sur la figure 1. La grille 11 remplit, en plus de l'effet décoratif, la fonction d'éviter un contact direct avec la hotte de captage de fumées 14, qui est agencée dans l'élément 16. Dans l'élément 1' complètement inférieur, il est prévu de part et d'autre d'un évidement 15 pour le bac à cendres 16 (visible seulement sur la figure 1) des orifices d'entrée d'air 18 servant à l'alimentation en air ambiant. La partie supérieure de ces orifices 18 pénètre jusque dans l'élément 1". Ces orifices sont reliés par des conduits latéraux 19 ou canaux de tirage d'air ambiant 20 qui s'étendent dans les éléments 1', 1", 2, 2' et par conséquent les parois latérales 3 et 4 du bas vers le haut puis débouchent dans une chambre de mélange 21 située entre l'élément 7 et le capot 14. Sur le côté arrière des éléments 1' et 1", sont prévus de larges évidements 22 servant à capter l'air frais et qui sont reliés à une ouverture menagée dans la paroi extérieure de la pièce (non représentée). A l'aide des saignées 23, il est également possible, le cas échéant, d'établir une liaison latérale d'alimentation en air frais par enlèvement des parties 24 des éléments 1' et 1". Les ouvertures 22 sont prolongées en haut directement par les canaux de tirage 25 qui sont disposés dans la paroi arrière 5 (éléments 2 et 2") et qui débouchent en haut dans la chambre de mélange 21.Quand le registre 26 visible sur la figure 3 est ouvert, et lorsqu'une dépression s'établit dans la pièce chauffée par le feu engendré dans la cheminée, on obtient, au bout d'une courte période de chauffe, la condition dtéquilibre consistant en ce que l'air frais 27 s'écoulant dans le sens des flèches longues pénètre de la zone d'alimentation 22 dans les canaux 25 où il est échauffé, il s'élève verticalement, balaie la hotte de captage de fumées 14 où il est échauffé et s1 écoule en direction de l'ouverture 12 en traversant la grille Il de manière à pénétrer dans la pièce.L'air ambiant pénètre en 18 puis il passe dans les tuyaux de liaison 19 pour parvenir dans les canaux 20 où il est échauffé, il s'élève ensuite de manière à passer dans la chambre de mélange 21 autour du capot 24 où il est encore échauffé et il parvient également par l'intermédiaire de l'ouverture 12 et de la grille ll dans la pièce. Dans la chambre de mélange 21, se produit naturellement un mélange des courants d'air 27 et 28 et il peut s'établir un équilibre thermique. Le dessin n'est pas correct pour le reste de la figure 4 du fait que, dans 11 opération de mélange décrite-ci-dessus, il ne peut pas se produire de sortie séparée de l'air frais 27 et de l'air ambiant 28 par l'ouverture 12. Dans ce mode de réalisation, il faudrait seulement prévoir sur le dessin un autre symbole pour représenter l'air mélangé. Lorsque l'écoulement d'air frais 27 est complètement ou partiellement étranglé par la fermeture du registre 26, les fumées codent moins de chaleur à la paroi arrière 5 (qui n'est pas refroidie par l'air frais, ou qui ne l'est pas suffisamment fortement) elles peuvent alors échauffer plus fortement la hotte de captage de fumées 14. On peut ainsi obtenir un plus fort échauffement de l'air dans la chambre de mélange. On pourrait également établir le processus inverse par étranglement de l'écoulement de l'air ambiant 28. (Egalement pour des questions de clarté de dessin, on n'a pas représenté de registre d'étranglement de l'écoulement de l'air ambiant.) En choisissant de façon appropriée la section droite de la chambre de mélange 21, on peut régler la proportion des deux courants d'air dans le mélange à l'aide de deux registres suspendus chacun d'un côté, montés sur le même arbre ou bien commandés autrement d'une façon synchrone. On peut, pour effectuer un réglage de ce genre ou autre, prévoir une commande à dépression et/ou une commande thermostatioue. Cette dernière commande pourrait être agencée de la même façon que dans des véhicules à moteurs refroidis par air.Dans le cas d'une commande à dépression, on peut utiliser un registre équilibré et facile à manoeuvrer. Cependant, on n'a pas à craindre des incidents qui se produiraient autrement car, après enlèvement de la grille 11, le volume 21 est parfaitement accessible de sorte qu'il est possible d'effectuer aussi bien le nettoyage et la réparation que le remplacement des moyens de commande. Dans des foyers de cheminée de types connus, de tels registres sont pratiquement inaccessibles. On doit, four effectuer leur réparation, détruire des parties des rieurs. Dans des cas où l'on ne peut pas assembler les différents éléments sur le chantier mais où le foyer de cheminée terminé de montage est livré dans la condition d'assemblage indiqui sur la figure 1, il est possible d'agencer les extrémités supérieures des armatures 100 (figure 3) prévues à la partie supérieure de l'élément 7 comme des points de suspension. Naturellement il est possible, et généralement nécessaire pour des raisons d'esthétique, d'adapter un foyer cle cheminée du type précité, par des revêtements, au profil désiré pour le local. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R. E V E N D I C A T I O N S 10) Foyer de cheminée ouvert, notamment pour des pièces d'habitation, comportant un volume de foyer, un socle, des parois latérales, une paroi arrière, un couvercle avec capteur de fumées ainsi qu'un système de canalisation9d'air logé dans les parois en vue d'assurer l'échauffement de l'air frais et de 11 air ambiant, caractérisé en ce qu'il est prévu des canaux (25, 20) de tirage ascensionnel séparés des points d'alimentation (22, 18) pour l'air frais (27) et l'air ambiant (28), ces canaux débouchant par une ouverture commune (12) dans la pièce. 20) Foyer de cheminée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans la paroi arrière (5), au moins un canal de tirage (25) reliant le point d'alimentation en air frais (22) au point de sortie (12) et, dans les parois latérales (3, 4), au moins un canal de tirage (20) reliant au moins un point de captage d'air ambiant (18) à la zone de sortie (12). 30) Foyer de cheminée suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les canaux de tirage précités (20, 25) débouchent, en amont de l'ouverture d'embouchure (12) dans la pièce, dans une chambre de mélange (21) qui est ménagée a' l'intérieur du couvercle (7). 40) Foyer de cheminée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de mélange (21) est agencée sous la forme d'un réchauffeur d'air commun pour l'air frais (27) et l'air ambiant (28). 50) Foyer de cheminée selon-l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la chambre de mélange (21) est séparée du volume de foyer (6) par une partie métallique de captage de fumées (14). 60) Foyer de cheminée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les points de captage d'air (18, 22) sont ménagés dans un socle (1) et la zone de sortie d'air (12) est placée dans la pièce au-dessus du volume de foyer (6). 70) Foyer de cheminée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de commande (26), notamment des registres pouvant être actionnés ensemble, pour régler les quantités d'air frais et d'air ambiant. 80) Foyer de cheminée selon l'une quelconque des revendications 1 a' 7, caractérisé en ce qu'il est composé d'éléments préfabriqués placés l'un sur l'autre et agencé de manière a comporter au moins un socle (1) sur lequel est placé au moins un élément (2) formant les parois latérales (3, 4) et la paroi arrière (5) du volume de foyer (6), ainsi qu'au moins un couvercle (7) en béton léger, ces éléments étant reliés entre eux de manière à constituer un châssis porteur dans lequel sont ménagés les différents canaux de tirage, et en ce qu'il est prévu, pour obturer supérieurement le volume de foyer (6), une hotte métallique de captage de fumées (14) qui est prévue dans le couvercle (7), la chambre de mélange (21) étant disposée entre la hotte (14) et le couvercle (7) comportant ltorifice de sortie (12).