Brevet FR2483574A1 — publié le 19811204

Dans les cheminées a feu @uvert, la combustion du bois dans le foyer be nécessite qu'une faible quantité d'air. Par contre, au-dessus du feu, il se forme un panache de fumée qui entraîne une quantité d'air considerable avant de pénétrer dans la hotte d'évacuation des fumées. @e débit d'air ainsi entraîné atteint couramment plusieurs centaines de litres par seconde. Ce panache de fumée, formé des gaz de combustion et de l'air entraîné doit être évacue en totalité au travers de la hotte et, du foyer, faute de quoi les habitants ségournant dans les locaux risquent d'être gravement incommodés. Dans les cheminées traditionnelles, l'air nécessaire à la formation du panache de fumée est, en majeure partie, prélevé dans la pièce où se trouve la cheminée. il suffit, pour ssen cohvaincre, de placer devant l'ouverture de telles cheminées une cigarette allumée pour constater que la fumée qu'elle produit est entraînée dans la hotte par le flux d'air plus ou moins chaud provenant de ia pièce. L'air, ainsi prélevé dans la pièce, est remplacé par de l'air froid provenant de l'extérieur de l'habitation, ce qui induit un refroidissement de la pièce et de l'habitation Il en résulte une baisse de rendement de la cheminée par rapport à ce qu'il serait si l'air déjà chaud de la pièce n'était pas rejeté a l'extérieur La cheminée aura, en effet, réchauffé par rayonnement l'air de la pièce pour le voir être rapidement évaucé. Dans les cheminées conventionnelles, l'essentiel de l'air formant le panache, et donc évacué a l'extérieur, provient de la piece et est remplacé en majeure partie par de l'air provenant de l'extérieur et et pénétrant dan la pièce au travers des ouvertures telles me les Joints de portes ou de fenêtres, es orifices de ventilation ou les fuites accidentelles. Il en est de même dans le cas où les cheminées sont munies de prises d'air débouchant directement dans le foyer, mais de dimensions beaucoup trop faibles, ou lorsque de l'air pénètre dans la pièce après avoir transité dans un changeur de chaleur. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient Pour cela, il convient d'alimenter le panache de fumée de manière prépondérante avec de l'air extérieur, de telle sorte que seule une trës minime quantité d air provenant de la pièce pénètre dans le conduit au travers de la hotte Pour @éaliser ce mode de fonctionnement, les conditions suivantes sont nécessaires - l'air de combustion et de formation du panache doit pénétrer directement depuis l'extérieur dans le foyer sans avoir été, au préalable, mélangé à l'air de la pièce - les ouvertures, ou plus précisément la section minimale du conduit d'admisslon de l'air de combustion et de formation du panache doivent être de grande section, nettement supérieure à la somme des sections des ouvertures naturellement présentes dans la pièce comme les joints de portes et-de fenetres et les orifices de ventilation en particulier. La section minimale de ce conduit doit, par ailleurs, être du même ordre de grandeur que celle du conduit de fumée - la vitesse d'entrée de l'air dans le foyer doit être la plus faible possible. Pour ce faire, on doit prévoir de grandes sections d'entrée de l'air frais dans le foyer et des dispositifs permettant de rendre homogène la vitesse d'entrée dudit air frais dans le foyer. - le dispositif d'admission d'air frais doit, par ailleurs, ne pas induire de nuisances telles que la projection de cendres dans la pièce. Il sera donc préférable d'éviter que les prises d'air débouchent à la base du foyer ou sous le.foyer. Leur arrivée sera préférablement située sur les parois latérales de la cheminée ou autour de ia hotte .-L?invention a pour objet une cheminée à feu ouvert disposée dans une pièce comprenant un foyer (18), surmontée d'une hotte (7) débouchant dans un conduit de fumée (4) alimentée par un circuit d'air frais extérieur (17), caractérisée en ce que le circuit d'air frais presente une section minimale de passage au moins égale à la moitié de la section minimale du conduit de fumee (4), que ledit circuit d'air frais est élargi jusqu'à un seuil (19) an travers duquel il débouche sur la périphérie du foyer sous une section au moins égale à celle du conduit de fu mée, ledit seuil étant muni d'un moyen (9) de répartition homogène du flux d'air frais à son entrée dans le foyer. Selon certaines caractéristiques, le moyen d'homogénéisation du flux (9, d'air frais est constitué d'aù moins une tole perfo- ree Le circuit d'air frais (17) débouche dans le foyer (183 au travers d'un seuil de passage ménagé entre la notte principale (7' et une hotte auxilIaIre (8) disposée sur sa périphérie Selon d autres caracteristiques, la cheminée comporte un air cuit de réchauffage (16) de l'air intérieur de la pièce, ce circuit étant en contact avec les parties chaudes offertes par le foyer et les gaz de combustion Le circuit de réchauffage de l'air intérieur de la pièce comporte une prise d'air périphérique au contact de la-sole (13) du foyer, un circuit (14) adosse au fond du foyer, le rejet de l'air chaud se faisant la partie haute {15) dudit circuit Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré dans les dessins joints. La figure 1 représente une vue partielle en perspective / schématique de face d'une cheminée selon l'invention. La figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale de la cheminée selon la figure 1 Dans les figures, on a désigné par 18 le foyer d'une chemi- nee d'une pièce adossée à un mur extérieur 1. Le foyer 18 comporte une sole 13 destinée à recevoir un combustible, plus particulièrement des bûches de bois non représentées. La cheminee est munie d'une hotte 7 d'évacuation des produits de combustion, reliée à un conduit de fumée 4 débouchant à l'extérieur de l'habitation. Elle comporte, par ailleurs, un circuit 17 d'alimentation en air frais provenant de l'extérieur au travers dlune prise d'air 3, d'un distributeur 5, d'un conduit vertical 6, d'un espace compris entre la hotte d'évacuation 7 et une hotte auxi- liaire B situee à sa périphérie et dlun seuil 19 de sortie de l'air à la. périphérie du foyer au travers d'une tôle perforée 9. La section minimale du conduit 17 est égale à celle du conduit de fumée La section du seuil lui est deux fois supérieure. Le trajet de l'air frais est matérialisé par les flèches F1. Elle comporte enfin un circuit de réchauffage 16 de l'air de la pièce, passant au travers de la sole 13, après être passé dans l'ouverture 12 située à la base avant du foyer, puis dans le conduit vertical 14, pour ressortir en 15 au travers d'ouvertures latérales ménagées dans la partie supérieure du circuit de réchauffage. Le trajet de l'air réchauffé est matérialisé par les flèches F2. Le fonctionnement de la cheminée est le suivant : Le feu présent dans la cheminée engendre dans la pièce une dépression due au fait que les gaz chauds présents dans le circuit sont moins denses que l'air extérieur. L'air extérieur pénètre dans le foyer par l'intermédiaire du conduit 17. La grande dimension de ce conduit 17, qui est telle que sa section minimale soit égale à celle du conduit de fumée 4 lui permet de transiter un débit d'air important, pratiquement egal dans une habitation classique, dont les portes et les fenètres sont fermées, à celui qui transitera dans le conduit de fumée. L'organe répartiteur 9 du flux d'air frais et la grande sec tion de l'ouverture du seuil 19 font que l'air frais extérieur pénètre dans le conduit à très faible vitesse, n'induit pas de perturbations dans le fonctionnement du foyer et ne se mélange que très peu à l'air de la pièce. Dans ces conditions, l'essentiel de l'air nécessaire à. la combustion et à la formation du panache de fumée ne fait que transiter dans le foyer. Il ne refroidit par conséquent pas la piece dans laquelle fonctionne la cheminée, contrairement aux dispositions classiquement utilisées. Par ailleurs, la cheminée dispose de l'échangeur de chaleur 16. Cet échangeur échauffe directement l'air de la pièce et se comporte donc comme un moyen de chauffage conventionnel et n'a aucune influence sur le fonctionnement de la chemine. L'ensemble de ces dispositions con5titde un dessin de cheminée dont le rendement thermique est notablement supérieur à celui des dispositif s classiques Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation du dispositif tel que décrit ci-dessus, certains moyens pouvant être remplacés par d'autres ayant une fonction équivalente. C'est ainsi qu'en variante, la prise d'air frais 3 peut être situe entre le sol de l'habitation 11 et une dalle porteuse 10 avant de pénétrer dans le distributeur 5. REVENDICATIONS 1. Cheminée à feu ouvert disposée dans une pièce, comprenant un foyer (18), surmontée d'une hotte (7) débouchant dans un conduit de fumée (4) alimentée par un circuit d'air frais extérieur (17), caractérisée et ce que le circuit d'air frais présente une section minimale de passage au moins égale à ia moitié de la sec- tion minimale du conduit de fumez (4). que ledit circuit d'air frais est élargi Jusqu'à un seuil (19) au travers duquel il débouche sur la périphérie du foyer sous une section au moins égale à celle du conduit de fumée, ledit seuil étant muni d'un moyen (9) de répartition homogène du flux d'air frais à son en- trabe dans le foyer. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen (9) d'homogénéisation du flux d'air frais est constitué d'au moins une tôle perforée. 3, Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caracté- risé en ce que le circuit d'air frais (17) débouche dans le foyer (18) au travers d'un seuil de passage ménagé entre la hotte principale (7) et une hotte auxiliaire (8) disposée sur sa périphérie. 4* Dispositif selon l'une des revendications I à 3 caracté- risé par le fait que la cheminée comporte un- circuit de réchauf- fage (16) de l'air intérieur de la pièce, ce circuit étant en contact avec les parties chaudes offertes par le foyer et les gaz de combustion. ;. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le circuit de rechauffage (16) de l'air de la pièce comporte une' prise d1air périphérique au contact de la sole (13) du foyer, un circuit (14) adossé au fond du foyer, le rejet de l'air chaud se faisant à la partie haute (15) dudit circuit.