Brevet FR2468841A1 — publié le 19810508

"Appareil de chauffage." L'invention concerne un poêle calorifère, destiné au chauffage des flux d'air qui circulent à l'intérieur du poêle. L'appareil comprend une enveloppe et un foyer à ferme- ture, aménagé dans l'enveloppe et équipé de portes de charge ou d'ouvertures analogues. Le foyer est au minimum limité par des parois latérales disposées dans l'enveloppe même, et éventuellement par une paroi arrière. Le poêle est en outre équipé d'un conduit de fumées pour l'évacuation des gaz de fumées et d'un diffuseur de flammes dont le rebord antérieur est recourbé en direction des portes de charge ou ouvertures analogues. Le diffuseur de flammes est placé dans la partie supérieure du foyer, un peu en dessous du conduit de fumées. Le poêle est également équipé d'un ventilateur, dont la tâche consiste à augmenter la circulation diair à travers le poêle. Malgré l'existence d'un grand nombre de poêles divers sur le marché et malgré les multiples projets de poêles de modèles analogues ces derniers temps, le besoin d'un poêle selon le modèle inventé existe bel et bien. Ce poêle devra non seulement faire preuve d'une haute efficacité mais, d'une part, savoir éliminer le risque de fissurations du poêle, surtout à proximité du foyer, d'autre part savoir diminuer ou quasiment éliminer les émissions de gaz toxiques, de substan- ces et autres matières contenus dans les gaz de fumées. Par ailleurs, il sera souhaitable d'éviter l'emploi de matières isolantes dans les poêles et surtout dans les poêles dont le système d'air chaud est commandé par ventilateur. La plupart des poêles du marché actuel nécessite l'emploi de matières isolantes pour éviter de trop hautes tem- pératures sur la surface extérieure du poêle. Lors de l'ins- tallation de ces isolants, le personnel de montage a été vic- time d'éruptions cutanées et de démangeaisons provoquées par la matière isolante. Il a en outre été démontré que lors de la marche du système d'air chaud commandé par ventilateur, des fibres provenant des matières isolantes s'échappent et diffusent dans les pièces chauffées par le poêle. Le conduit de fumées est installé au-dessus du foyer; il est entouré par un manteau supplémentaire, maintenu à une certaine distance. Ce manteau contribue à réchauffer l'air ambiant en circula- tion. De ce fait la température du conduit de fumées est plus élevé et le flux ascendant des gaz de fumées, c'est-à-dire le tirage, est plus fort que lorsqu'il s'agit par exemple d'une cheminée à feu ouvert. L'évacuation à l'extérieur des gaz de fumées est donc plus rapide, tandis que le feu brûle dans ce cas violemment, ce qui signifie à son tour une mauvaise exploitation de l'énergie calorifique du combustible et des gaz de fumées chauds. Mais cela implique surtout une combus- tion partielle,et provoque des émissions à taux élevé de gaz toxiques, substances diverses, etc.. Les poêles du marché actuel sont également sujets à des fissurations, surtout dans les parois du foyer et ceci après une très brève période d'u- tilisation. Ces inconvénients des poêles classiques sont éliminés par le poêle de l'invention. Les avantages de ce poêle sont nombreux. Ainsi, la combustion est ralentie et le feu brûle calmement, tandis que les flammes sont contraintes de tourno- yer dans l'âtre, en étant prolongées par un diffuseur de flammes. La forme donnée au foyer contribue également à mul- tiplier le nombre de flammes. En exploitant mieux la matière de combustion et les flammes on peut réaliser une importante économie de combustible. En même temps, le débit de chaleur est plus élevé qu'avec un poêle classique, à flambée et quan- tité de matière de combustion égales. Dans un poêle classique, les flammes agitées se dirigent rapidement vers le conduit de fumées, o les gaz de fumées s'échappent immédiatement. Le poêle de l'invention permet donc à une certaine quantité de combustible d'engendrer plus d'énergie calorifique pour le chauffage des pièces. Par ailleurs, ce phénomène permet de concevoir le poêle sous petites dimensions, avec un âtre peu spacieux, afin de couvrir des besoins particuliers. La combus- tion lente des matières, l'étendue des flammes et leurs mou- vements calmes, mais surtout leur portée et leur température élevée font que les gaz de combustion toxiques sont brûlés dans l'âtre même. Le poêle de l'invention élimine pratiquement toute émission de gaz toxiques avec les fumées. La mise à profit de l'énergie calorifique provenant des gaz de fumées fait que la température de ces gaz est relativement peu élevée à l'émission. En utilisant le poêle en tant que chemi- née à feu ouvert, c'est-à-dire.-sans fermer les portes de char- ge ou les ouvertures analogues, on obtient un plus grand dé- bit de chaleur rayonnante qu'avec une cheminée ou un poêle classiques. Il est en outre possible d'utiliser le système de circulation d'air chaud en même temps. Sur ce point le poêle selon la présente invention se caractérise par la pré- sence de plissements ou ondulations sur au moins une des pa- rois latérales du foyer ou de la paroi arrière éventuelle. Le diffuseur de flammes ou ses supports adhère à la paroi arriè- re éventuelle et aux parois latérales. Le foyer est ainsi partagé en deux: une partie située au-dessous du diffuseur de flammes servira d'âtre et une partie située au-dessus du diffuseur. Ces deux parties correspondent par un orifice for- mé entre les portes de charge (ou ouvertures analogues) et le rebord antérieur du diffuseur de flammes. Une autre caractéristique de ce nouveaupoêle réside dans le fait que les parois latérales et la paroi arrière éventuelle du foyer sont constituées par un revêtement inté- rieuri Toutes les parois du revêtement comportent des plis ou ondulations. Un autre trait caractéristique du poêle selon la pré- sente invention réside dans le fait que l'enveloppe du poêle est constituée par deux tôles protectrices, de préférence parallèles et entre lesquelles se trouve une couche d'air. D'autres caractéristiques et avantages de ce nouveau poêle apparaîtront au cours de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre un poêle construit selon la pré- sente invention, avec ou sans revêtement intérieur; - la figure 2 montre une coupe transversale selon II-II de la figure 1, le poêle comportant un revêtement dé- terminé; - la figure 3 est une coupe transversale d'un poêle à revêtement selon un deuxième mode de réalisation; les figures 4 - 6 montrent en vue de dessus certaines parties d'un manteau, notamment les parois latérales et la paroi arrière, les côtés inférieur et supérieur - les figures 7 et 8 sont une vue latérale et une vue de dessus d'un manteau avec conduits de fumées et d'air montés et avec un conduit d'air frais partiellement monté. La figure 1 représente un poêle 1 à enveloppe 2. Cette enveloppe (voir également la figure 2) comporte un côté arriè- re 5, des côtés latéraux 6, un côté supérieur 7, un côté avant 8, des portes de charge 9 ou ouvertures analogues, ainsi qu'un support 10. Le support peut être constitué par un jambage, par une structure en tôle avec socle ou par une autre cons- truction. Les côtés mentionnés 5,6,7, 8 consistent en deux tôles protectrices, disposées à une certaine distance l'une de l'autre et de préférence parallèle 3,4. Une tôle métalli- que forme par exemple l'extérieur 3 de l'enveloppe et une tôle d'aluminium 4 l'intérieur. Les faces latérales de la tôle tournée vers l'intérieur du poêle sont réfléchissantes. Entre les tôles protectrices 3,4 se trouve une couche d'air (34). Il n'est pas nécessaire d'utiliser une matière isolante spécia- le pour que les surfaces extérieures du poêle ne s'échauffent pas, car l'expérience montre que ce modèle à tôles protectri- ces doubles procure au poêle un extérieur plus que suffisam- ment frais. L'absence de matières isolantes permet, en plus des avantages déjà mentionnés dans l'introduction, de dimi- nuer le poids du poêle. Le poêle comporte ensuite un foyer 11, qui comporte à son tour des parois latérales 12,12', une paroi arrière 13, 13', un côté supérieur 14 et un côté inférieur 15, 15', plus des pièces frontales 16 éventuelles. On voit sur les figures que le foyer est constitué par un manteau 55, une tôle mé- tallique coudée 45 (voir figure 4), de préférence en une seule pièce, qui forme les parois latérales 12 et la paroi arrière 13, le côté supérieur 14 et le côté inférieur 15 (voir figures 5-6). Ces parois sont assemblées par-soudage en atmosphère d'argon, par exemple, et forment un espace susceptible d'être fermé par des portes de charge ou ouver- tures analogues. Au moins une des parois latérales 12 ou la paroi 2 4 8 8 41 arrière 13 ou de préférence l'ensemble de ces parois comporte des plis ou ondulations 44, ceci pour éviter la fissuration du foyer. Lors du chauffage, les parois bénéficient d'un ef- fet "accordéon", et elles peuvent se dilater à la chaleur sans trop déformer les parois et les joints. Le rebord anté- rieur des parois latérales 12 adhère par des parties 46 mura- les étroites à la partie antérieure du poêle ou de la chape 2. Les autres parties murales se trouvent à une certaine distance de l'enveloppe 2 du poêle, o est aménagé un espace 37 pour la circulation d'air à chauffer. Afin de permettre l'alimen- tation en air frais du feu, un orifice 48 est ménagé dans la paroi inférieure 15. La paroi supérieure 14 présente égale- ment un orifice 47, permettant l'évacuation des gaz de fumées. Cet orifice est raccordé à un conduit de fumée 19. Afin d'obtenir une plus grande sécurité et afin de rendre possible l'échange de certaines pièces sujettes à une usure intense, le foyer 11 ou une partie du foyer,et l'âtre 56 peuvent être équipés d'un revêtement intérieur 17 relié aux parois latérales 12 du manteau 55 par ses bords 18 extrêmes. Selon la figure 2, le revêtement comporte des plis ou ondula- tion 44' correspondant aux plis ou ondulations 44 du manteau. Ses parois latérales 12' et sa paroi arrière 13' sont pourtant disposées à une certaine distance du manteau, afin de permet- tre l'existence d'une couche d'air entre le manteau et le re- vêtement. Le revêtement 17 peut être relié au diffuseur de flammes 20 et s'étendre jusqu'à la paroi du fond 15 ou jus- qu'au cendrier 33. La figure 3 nous montre un revêtement 17 de conception un peu différente. Ainsi, ce revêtement adhère à une ligne de plis 54 sur deux sur les parois latérales 12 du manteau 55. pour laisser dans les intervalles une couche d'air. Les pa- rois arrière du manteau 13 et du revêtement 13' peuvent rece- voir des plis analogues. L'ouverture 21 du diffuseur de flam- mes 20 est ici de forme circulaire. En pratiquant une ouver- ture carrée ou quadrangulaire on peut réaliser une économie de matériau en ce qui concerna la clef de régulation 22. Le diffuseur 20 de flammes ou ses supports adhère étroi- tement à la paroi arrière 13, 13' et aux parois latérales 12, 12', mais n'entre pas en contact avec les portes de charge 9 ou ouvertures analogues le long des parois latérales. Il partage le foyer 11 en une partie inférieure 51 située sous le diffuseur de flammes, destinée à servir comme âtre 56 et en une partie supérieure 52 située au-dessus du diffuseur de flammes. Ces deux parties correspondent au moyen d'un orifice 53, formé entre les portes de charge 9 des ouvertures analo- gues (pièces frontales du poêle) et le bord antérieur 26 du diffuseur de flammes 20. Le diffuseur contraint les flam- mes à tournoyer; elles effectuent ensuite un mouvement rota- toire vers l'âtre 56 en bas, tout en amplifiant et en ralen- tissant leurs mouvements. Un rebord incliné 24 façonné sur le bord antérieur 26 du diffuseur de flammes peut éventuelle- ment contribuer à contraindre les flammes à effectuer un mou- vement descendant et force les gaz de fumée à faire un détour. Un rebord 25 analogue mais recourbé vers le haut peut être utile sur la barre de réglage 23 de la clef de régulation 22. Comme déjà- mentionné, le diffuseur de flammes comporte une clef de régulation 22, qui est utilisée pour démarrer la flam- bée. Ensuite, cette clef est fermée et elle reste fermée lors- que le poêle fonctionne. On obtient des flammes de mouvements amples et calmes, si la clef est laissée légèrement ouverte, mais il s'ensuit évidemment une déperdition de la chaleur, laquelle s'échappe directement par le conduit de fumées 19. Les flammes et les gaz de fumées sont prisonniers de l'âtre 56, situé sous le diffuseur de flammes 20, si la clef de régulation 22 est fermée et si les gaz de fumées communiquent avec la partie supérieure 52 et avec le conduit de fumées uni- quement par l'orifice 53. Le diffuseur de flammes 20. peut être fabriqué en tôle mince à rebords ourlés. Il peut être encastré dans ses supports 50, dans un pli creux de la même taille. La clef de régulation 22 peut être conçue en tant qu'une deuxième tôle ou plaque protectrice, qui peut glisser par dessus le diffuseur de flammes. La paroi supérieure 14 du manteau est située à une certaine distance du côté supérieur 7 de l'enveloppe 2 afin d'aménager entre la chape et le manteau un espace 38 o cir- cule de l'air pour refroidir les surfaces et le conduit de fumées 19. Ainsi, est installée une deuxième enveloppe 32 autour du conduit de fumées. Cette enveloppe, qui commence près de l'enveloppe 2 forme entre sa surface intérieure et le conduit de fumées un canal 39 destiné - la circulation de l'air chauffé dans le poêle. La deuxième enveloppe 32 possède une ou plusieurs sorties 40 pour la circulation de l'air réchauffé. Ces sorties peuvent communiquer avec la tuyauterie afin de transporter l'air chauffé vers d'autres pièces. Pour mieux refroidir le conduit de fumées et pour mieux exploiter l'énergie calorifique, le conduit de fumées peut être équipé de brides saillantes 49 sur toute sa longueur (voir figure 8). L'air à chauffer est aspiré vers le poêle soit par des orifices naturels dans le support 10 du poêle, soit par des ouvertures spécialement aménagées dans la partie inférieu- re du poêle, (voir les flèches 41). Ensuite, l'air passe par la face extérieure du manteau 55, en se réchauffant au contact des parois latérales 12, de la paroi arrière 13 éventuelle, de la paroi supérieure 14 et également de la paroi du fond 15. Ensuite, l'air absorbe également la chaleur de la face exté- rieure du conduit de fumée et finit par sortir réchauffé, dans *une autre pièce ou dans des tuyaux raccordés. Afin d'obtenir un flux d'air plus rapide ou un flux d'air plus volumineux pour le réchauffage,- on installe un ventilateur 27. Le ventilateur est de préférence installé horizontalement un peu en dessous du fond 15 de l'âtre dans l'enveloppe ou dans le support 10 du pâle. Selon les principes de l'invention, le nombre de tours du ventilateur 27 est pré- réglé. Le ventilateur est également équipé d'un dispositif de commande 28, comprenant un élément capteur 29, qui enregis- tre la température de l'air ambiant du poêle 1, une carte- circuit 30 à fonctions de commande électronique classiques, ainsi qu'un bulbe ou thermomètre 31 installé dans l'âtre 56 ou entre la tôle réflectrice et l'âtre. Il enregistre la tem- pérature du feu. De cette façon, le ventilateur peut régler la circulation d'air et maintenir une température donnée ou prédéterminée constante ou pratiquement constante, dans la pièce o se trouve le poêle 1. Sans le dispositif de commande, on obtient trop facilement une température trop élevée sou- vent désagréable dans la pièce. Le dispositif de commande ar- rête le ventilateur lorsque le feu est éteint. Entre le conduit de fumée 19 et la deuxième enveloppe 32 sont aménagés un ou plusieurs conduits d'air frais 35. Ils communiquent avec l'extérieur et vont jusqu'au fond 15 de l'aire ou même en dessous de ce fond-. Ils aboutissent par l'intermédiaire d'une clef de régulation 36 dans le foyer 11 devant l'être 56. On peut également permettre à l'air frais de déboucher sous l'être et d'atteindre le feu par en des- sous. La clef 36 est actionnée par un dispositif de manoeuvre 37. Ainsi, l'air frais est préchauffé. Les flèches 42 montrent le chemin parcouru par l'air frais vers le feu. Les gaz de fumées passent par l'orifice 53 devant le diffuseur de flammes 20 et devant la partie supérieure 52 du foyer 11 et s'échappent par'le conduit de fumées 19 (voir flèches 43). Il est possible d'apporter des modifications au poêle décrit dans le cadre de l'invention. Ainsi la forme donnée à l'extérieur du poêle peut différer selon qu'il s'agit d'un poêle d'angle, d'un poêle encastré ou d'un poêle central. Le foyer peut être de forme différente: le foyer et par consé- quent le manteau et le revêtement peuvent ne pas comporter de paroi arrière; dans ce cas les parois latérales se raccordent suivant un angle aigu. Les parois latérales peuvent encore avoir une forme à angles multiples ou encore une forme circu- laire. En utilisant un revêtement intérieur plissé selon les principes de l'invention, il n'est pas exclu de concevoir un poêle à manteau sans plis ou ondulations. Le ventilateur peut être commandé par thyristor, à un nombre de tours préréglé. Les plissements peuvent être de forme différente, par exemple en forme de vagues. Le poêle décrit ne constitue donc qu'un exemple purement illustratif et non pas limitatif. 24-5Q841 R E V E N D I C A T I O N S 1.- Poêle destiné au chauffage de l'air qui y circule et comprenant une première enveloppe (2); un foyer (11) dis- posé dans cette enveloppe et comportant des charges (9) et ouvertures analogues, et limité au moins par des parois laté- rales (12,12') disposées dans l'enveloppe et éventuellement par une paroi arrière (13, 13'); un conduit de fumées (19) pour l'évacuation des gaz de fumées; un diffuseur de flammes (20), qui comporte un rebord antérieur (26) recourbé en di- rection des portes de charge (9) ou ouvertures analogues; ainsi qu'un ventilateur (27) conçu pour augmenter le flux de l'air, le poêle susvisé étant caractérisé par le fait qu'au moins une des parois (12,12', 13, 13') comporte des plis ou ondulations (44, 44') et que le diffuseur de flammes (20) ou ses supports (50) adhère à la paroi arrière (13,13') éventuelle et aux parois latérales (12,12') mais se trouve à quelque distance des portes de charge (9) ou ouvertures analogues et partage ainsi le foyer (11) en un espace infé- rieur (51), situé en dessous du diffuseur de flammes (20) et destiné à servir d'être (56) et en un espace supérieur (52) situé au-dessus du diffuseur de flammes (20), les espaces supérieur et inférieur (51 et 52) communiquant par un orifice (53) formé entre les portes de charge (9) ou par un orifice (53) formé entre lès portes de charge (9) ou ouvertures ana- logues et le rebord antérieur (26) du diffuseur de flammes (20). 2.- Poêle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois (12,12', 13, 13') font partie d'un manteau (55) installé à l'intérieur de l'enveloppe (2), ce manteau comportant, en plus des parois latérales (12) et de la paroi arrière (13) éventuelle, des parois supérieure et inférieure (14, et 15) ainsi que des pièces frontales (16) éventuelles. 3. - Poêle selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les parois latérales (12) et la paroi arrière (13) éventuelle sont pourvues d'un revêtement intérieur (17), lequel comporte des plis ou ondulations (44') qui correspon- dent principalement aux plis ou ondulations (44) des parois latérales, et de la paroi arrière éventuelle, ledit revête- ment intérieur (17) se trouvant soit à une certaine distance des parois latérales (12) et de la paroi arrière (13) éventuel- le, soit partiellement en contact avec ces parois, le revête- ment dans ce dernier cas, n'adhérant aux parois que le long d'une ligne de plis (54) sur deux, par exemple. 4.- Poêle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois (12',13') consistent en un revêtement intérieur ( 17), disposé dans l'âtre (56) ou dans le foyer (11). 5.- Poêle selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que les parois (12,12', 13, 13') comportent des plis ou ondulations (44 et/ou 44'). 6.- Poêle selon les revendications 2, ou 3, caracté- risé par le fait que les parois latérales (12) et la paroi arrière (13) éventuelle consistent en une tôle métallique coudée (45), de préférence d'une seule pièce qui adhère par ses parties murales (46) relativement étroites à la partie avant du poêle (1), les autres parois se trouvant à une cer- taine distance de l'enveloppe (2) du poêle, de même que la paroi supérieure (14) qui, dans ce cas, peut inclure certai- nes des pièces frontales (16) mentionnées. 7.- Poêle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que: une deuxième enveloppe (32) est disposée autour du conduit de fumées (19) faisant saillie de l'enveloppe (2), cette deuxième enveloppe étant destinée à former entre sa sur- face intérieure et le conduit de fumées un conduit (39) servant au flux d'air circulant dans le poêle et qu'il faut chauffer, ladite deuxième enveloppe comportant un ou plusieurs orifices de sortie (40) pour l'air réchauffé. 8.- Poêle selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, entre le conduit de fumées (19) et la deuxième enveloppe (32), un ou plusieurs conduits d'air frais (35) sont formés et communiquent avec l'extérieur, ces conduits s'étendant en dessous du fond (15') de l'âtre ou du foyer et aboutissant dans le foyer (11) devant l'âtre (56). 9.- Poêle selon les revendications 1 ou 7, caractérisé par le fait que le nombre de tours du ventilateur (27) est préréglé et que ce ventilateur est équipé d'un dispositif de commande (28) comprenant un élément capteur (29), qui enregis- tre la température de l'air à l'extérieur du poêle (1), une carte-circuit (30) comportant les fonctions de commande néces- saires,ainsi qu'un thernxZ[-tre(31) disposé à proximité de l'âtre (56) et qui enregistre la température du feu. - Poêle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que: l'enveloppe (2) du poêle (1) consiste en deux t8les protectrices (3 et 4) disposées à une certaine distance l'une de l'autre et de préférence parallèles, entre lesquel- les se forme une couche d'air (34) calorifuge.