Brevet FR2488372A1 — publié le 19820212

La présente invention concerne un dispositif limi- teur de tirage pour l'échappement des gaz de combustion d' un foyer, comportant un registre disposé dans une entrée d'air secondaire de l'échappement, monté & pivotement sur 5 un axe et qui, sous l'action de la pression différentielle résgnant à l'endroit qu'il occupe, est déplaçable contre un couple de rappel d'une position de fermeture vers une posi- tion d'ouverture. On connaît déjà des dispositifs limiteurs de tirage 10 de ce type. Ils servent à régler le tirage dans le par- cours d'échappement des fumées à la valeur optimale pour le processus de combustion, compte tenu du fait qu'un ti- rage trop vif dans le canal d'échappement entraînerait un excès d'air comburant trop important. Par l'arriv&e d'air 15 frais à l'entrée d'air secondaire, on peut diminuer le ti- rage dans le canal d'échappement et, de ce fait, amener la quantité d'air comburant qui convient le mieux au pro- cessus de combustion. Etant donné que le tirage à l'échappement s'établit 20 en fonction de paramètres variables, par exemple la tempé- rature ambiante ou celle de la cheminée, l'apport d'air frais à travers l'entrée d'air secondaire ne peut être ré- glé à une quantité fixe, valable une fois pour toutes; il faut au contraire qu'il soit régulé, afin d'obtenir un ti- 25 rage sensiblement constant. On connaît déjà des tentatives faites en vue de maintenir à une valeur à peu près constante le tirage à l'échappement, quelles que soient les variations des para- mètre ci-dessus. Il s'est avéré toutefois que les disposi- 30 tifs limiteurs de tirage imaginés à cet effet sont d'une efficacité insuffisante, la valeur de consigne établie pour le tirage ou, en d'autres termes, pour la dépression dans la zone du foyer, n'étant pas respectée, même appro- ximativement, notammssent dans le cas d,'un fort tirage de la 35 cheminée. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispo- sitif limiteur de tirage du m&me type, mais conformé de 2488372 2 façon à pouvoir maintenir à une valeur constante le tirage et, de ce fait, la dépression dans la zone du foyer, et ce, pour une plage étendue des paramètres de fonctionne- ment variables précités. 5 A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, le couple de rappel est à peu près constant ou diminue sur au moins une partie de la course d'ouverture du registre. On s'est aperçu que les insuffisances du comporte- ment des dispositifs limiteurs de tirage connus reposent 10 sur le fait que le couple de rappel y augmente au fur et à mesure que le registre se rapproche de sa position d'ou- verture. Or, dans la position d'ouverture, ou dans celle d'ouverture maximale, la force qui agit sur le registre pour le faire pivoter vers sa position ouverte a sa valeur 15 la plus faible, aussi bien en ce qui concerne sa composan- te provenant de la différence de pression statique que pour ce qui est de celle liée aux conditions d'écoulement. Il en résulte dans les dispositifs connus que le registre ne peut toujours effectuer qu'une partie de sa course th6o- 20 rique d'ouverture, puisque la force de rappel augmente et la force d'ouverture diminue au fur et a mesure que le re- gistre s'éloigne de sa position de fermeture, avec pour conséquence que la dépression dans la zone du foyer ne res- te pas constante, mais augmente de façon indésirable en 25 même temps que le tirage dans la cheminée. Dans le dispositif limiteur selon l'invention, le couple de rappel n'augmente pas avec la course d'ouverture du registre, mais il reste constant ou diminue, de sorte que le registre peut, avec la force d'ouverture statique 30 et dynamique disponible, s'ouvrir plus largement que cela n'a été possible jusqu'ici. On a constaté qu'il était possible d'obtenir un com- portement particulièrement avantageux dans le sens d'une approche de la constance absolue du tirage agissant au foyer lorsque le couple de rappel est à peu près constant pen- dant une première partie de la course d'ouverture, contigile à la position de fermeture, puis diminue pendant une secon- 2488372 de partie de cette course, contigie à la position d'ouver- ture. L'agencement selon l'invention n'est pas avantageux seulement en raison de la constance du tirage agissant 5 dans la zone du foyer, mais il l'est aussi parce que le couple de rappel a sa valeur maximale dans la position de fermeture du registre. Cette valeur maximale du couple de rappel en position de fermeture permet de maintenir le re- gistre bien fermé jusqu'à ce que le tirage agissant au 10 foyer atteigne une valeur nominale à déterminer. Lors d'un tirage faible, inférieur à cette valeur nominale le re- gistre ne peut donc se mettre à osciller, comme c'est le cas dans les dispositifs connus. Alors que dans ces der- niers le registre ne peut cesser d'osciller aussi long- 15 temps que la valeur du tirage de la cheminée est inférieu- re à la valeur réglée au registre pour le tirage au foyer, l'agencement selon l'invention permet d'éviter dans une large mesure les oscillation* du registre dans cette pla- ge de valeurs, de sorte que ce dernier n'oscille plus, à 20 la rigueur, que lorsque la valeur du tirage de la cheminée correspond approximativement à celle réglée au registre. Dans une forme d'ex6cution avantageuse du disposi- tif selon l'invention, le couple de rappel agissant en po- sition de fermeture et celui agissant en position d'ouver25 ture peuvent, dans une large mesure, être réglés indépen- damnent l'un de l'autre. Cette mesure présente l'avantage qu'on peut, d'une parts régler dans la position de ferme- ture du registre une certaine valeur de seuil, à laquelle le registre commence à s'ouvrir, et, d'autre part, faire 30 en sorte qu'il y ait encore, en position d'ouvertures un couple de fermeture qui, suivant la fonction de régulation désirée, peut être réglé à une valeur aussi faible que possible. On a ainsi une possibilité de compenser les tolé- rances, ce qui est particulièrement nécesaire lorsque le 35 couple de rappel est produit par gravité et dépend donc de la position de montage et des cotes de fabrication. Le dispositif limiteur de tirage selon l'invention 2488372 peut être, en principe, réalisé avec des ressorts de rap- pel. Il existe des ressorts de rappel avec une caractéris- tique approximativement horizontale, par exemple sous la forme de ressorts à gaz. On peut, par des éléments de m&- 5 canismes, obtenir des agencements de ressort dont la carac- téristique a une pente descendante, par exemple par le choix des sommets de schéma de l'agencement. Lorsque le registre est conformé en volet à mouve- ment pendulaire, pivotant sur un axe sensiblement horizon- 10 tal, on peut obtenir un rappel par gravité. Dans ce cas, l'idée qui est à la base de l'invention peut être facile- ment mise en pratique en plaçant à peu près au niveau de l'axe de pivotement le centre de gravité du volet et des éléments qui l'accompagnent dans son mouvement et lui sont 15 accouplés en position de fermeture. Lorsque le registre, partant de sa position de fermeture, se rapproche de sa position d'ouverture, le dit centre de gravité décrit une trajectoire circulaire et la distance horizontale qui le sépare de l'axe de pivotement diminue suivant une fonction 20 cosinusoldale, avec pour conséquence que le couple de rap- pel diminue au fur et à mesure de la course d'ouverture du registre. Dans cette forme d'exécution, on peut obtenir le ré- glage du couple de rappel agissant en position de fermetu- 25 re de façon simple, par un agencement dans lequel la posi- tion du centre de gravité est réglable horizontalement. On peut, d'autre part, obtenir le réglage du couple de rappel agissant dans la position d'ouverture par un agencement dans lequel la position du centre de gravité -considérée 30 dans la position fermée du registre - est réglable verti- calement. Les deux possibilités de réglage peuvent être obte- nues de façon particulièrement simple en disposant un poids de réglage sur un bras sensiblement horizontal lors- 35 que le registre est en position de fermeture, poids dont la position est réglable le long du bras, et en montant ce dernier sur le registre de façon qu'il puisse pivoter re- 2488372 5 lativement à lui et autour de son axe de pivotement et puisse être immobilisé dans la position désirée, l'axe de pivotement du bras ne devant pas obligatoirement correspom- dre exactement à celui du registre, mais coïncidant avan- 5 tageusement avec lui pour des raisons de simplification de la construction. Pour que le dispositif soit d'une utilisation plus comiode, il est recommandé que le bras s'étende en direction du local, afin que le poids de réglage soit facilement 10 accessible. Le registre est avantageusement conformé de façon que lorsqu'il passe de la position de fermeture à celle d'ouverture, il ne libère, dans l'entrée de l'air secon- daire, un passage pour cet air que sur un seul côté de I' 15 axe de pivotement. Ceci va à l'encontre des dispositifs limiteurs de tirage connus, dans lesquels il se forme lors de l'ouverture du registre un passage pour l'air secondai- re de chaque côté de l'axe de pivotement. L'inconvénient de cet agencement connu est que l'écoulement de l'air se20 condaire produit une situation de "surface portante" qui augmente la force de rappel à mesure que l'ouverture de- vient plus grande. Dans le dispositif selon l'inventions ce phénomène est évité comme indésirable pour le maintien d'un tirage constant dans la zone du foyer. 25 On peut en principe obtenir que le passage ne se forme que sur un seul côté de l'axe de pivotement en pla- çant ce dernier dans la zone d'un bord de l'entrée de 1' air secondaire. Mais on se heurte alors éventuellement à des difficultés pour remplir la condition suivant laquelle 30 le centre de gravité du registre doit être situé au niveau de l'axe de pivotement en position de fermeture. Pour cet- te raison, dans une forme d'exécution-préférée de registre rappelé par gravité en position de fermeture, dont l'axe de pivotement se trouve à l'intérieur de la périphérie de 35 l'entrée de l'air secondaire, la partie de l'entrée qui se trouve de l'autre côté du dit axe est constamment fer- mbe par un écran tridimensionnel lié au registre. Cet é- 2488372 6 cran peut être formé, par exemple, par un segment d'un cy- lindre dont l'axe coïncide à peu près avec l'axe de pivo- tement et dont le rayon est égal a la distance entre cet axe et un des bords qui délimitent l'entrée de l'air se- 5 condaire. Le segment de cylindre peut être accolé au re- gistre par sa face plane, parallèle à l'axe. S'il est mon- té à l'endroit convenable, il peut remplir en outre la fonction d'amener le centre de gravité du registre à l'en- droit conforme à l'invention, par exemple en étant placé, 10 au moins partiellement, contre la plus petite de deux parties de grandeurs différentes du registre, séparées 1' une de l'autre par l'axe de pivotement, servant ainsi de contrepoids à la plus grande partie du registre dans le sens du réglage désiré de la position de ce dernier. 15 Pour un réglage fin de la position du centre de gravités il est recommandé que le poids de réglage soit beaucoup plus petit que le contrepoids, afin que le régla- ge du centre de gravité se fasse avec une course relativement grande et donc plus facile à régler du poids de ré- 20 glage. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositifs 25 Fig. 1 est une vue en perspective d'un dispositif limiteur de tirage selon l'invention; Fig. 2 est une vue de côté suivant la flèche II de fig. 1, le registre étant en position de fermeture; Fig. 3 est une vue similaire a celle de fig. 2, 30 montrant le registre en position partiellement ouverte. A la figure 1, le cadre d'un dispositif limiteur de tirage est désigné par la référence générale 10. Ce cadre est monté dans une entrée d'air secondaire, qui peut être prévue par exemple dans une paroi d'une cheminée, mais é- 35 galement située dans un conduit de fumée entre le foyer et la cheminée. Le côté du dispositif tourné le courant des gaz de combustion est désigné par la lettre A, tandis 2488372 7 que B désigné le côté local, c'est-à-dire celui tourné vers le local o est situé le foyler. Sur le cadre 10 est monté un axe de pivotement 14, 5 à une distance du bord inférieur 16 de ce cadre qui est supérieure à celle qui le sépare du bord supérieur 18. L' axe 14 est monté libre en rotation dans des paliers 20 solidaires du cadre. Il est relié à un volet ou registre 22 en deux points 24. Le contour extérieur du volet 22 10 correspond au contour intérieur du cadre 10. Comme le mon- tre la figure 29 le bord inférieur 16 du cadre forme une butée pour le volet 22, de sorte que celui-ci ne peut, à partir de sa position de fermeture représentée à la figure 2, pivoter que dans un sens, celui des aiguilles d'une mon- 15 tre dans les figures. Sur le volet 22, dans la partie de celui-ci située au-dessus et immédiatement au-dessus de l'axe de pivote- ment 14, est fixé un écran tridimensionnel 26, qui est for- mé par un demi-cylindre plein en métal. La configuration 20 pleine de ce demi-cylindre et le choix d'un métal comme ma- tériau contribuent A amener le centre de gravité S de 1' ensemble pivotant à peu près au niveau de l'axe de pivote- ment 14, malgré la position excentrée de ce dernier. Le demi-cylindre 26 remplit donc, outre la fonction d'un écran 25 tridimensionnel, dont il sera parlé plus loin, celle d'un contrepoids. Sur l'axe de pivotement 14 est montée une douille 28 munie d'un alésage transversal 30. L'axe de pi- votement 14 traverse cet alésage avec un ajustement frot- tant, de sorte que la douille 28 peut pivoter relatifement 30 à l'axe 14, mais rente dans la position angulaire qu'on lui a donnée. Dans la douille 28 est montée une tige filetée 32. Sur cette tige, sont montés deux poids de réglage 34, 36, qui sont déplaçables par vissage et dévissage dans la direction de la double flèche 38 et jouent l'un pour l'au- 35 tre le rôle d'un contre-écrou. Si, par suite du tirage dans la cheminée, une dé- pression règne sur le côté A du dispositif, il s'établit entre cette dépression et la pression qui règne dans lezeo- 2488372 8 cal B une différence, la pression différentielle agissant dans le sens de la flèche et faisant pivoter le volet 22 dans le sens des aiguilles d'une montre vers sa position d'ouverture. Au cours de ce pivotement, le centre de gra- 5 vité de l'ensemble volet-écran 22, 26 décrit une trajec- toire en arc de cercle désignée par la référence 40. On peut voir à la figure 2 -que la position du cen- tre de gravité S qui y est représentée ne subit qu'une très faible modification en ce qui concerne la distance 10 qui la sépare de l'axe 14 dans un plan horizontal, distan- ce qu'un pivotement du volet 22 ne fait que très légère- ment augmenter jusqu'à ce que le centre de gravité se trou- ve exactement au niveau de l'axe 14. A partir de là, la distance horizontale entre le centre de gravité et l'axe 15 de pivotement diminue. Cela signifie que le couple de rap- pel qui agit sur le système de volet par suite de la gra- vité diminue à mesure qu'augmente l'amplitude du pivote- ment du registre vers sa position d'ouverture. Le couple de rappel qui maintient le volet 22 pres- 20 se contre le bord inférieur 16 du cadre 10 dans la posid -tion représentée à la figure 2 est fonction de la position des poids de réglage ;4, à6. Plus on déplace vers la gau- che de la figure 2 ces poids de réglage, plus le centre de gravité se déplace vers la gauche et s'éloigne ainsi de 25 l'axe de pivotement 14, augmentant ainsi en proportion le couple de rappel qui agit sur le volet 22 et tend à le ra- mener en position de fermeture. A la figure 3, le volet 22 est représenté en posi- tion d'ouverture partielle. On peut voir que le centre de 30 gravité S s'est déplacé vers le haut et vers la droite, de sorte que le couple de rappel qui tend à faire pivoter le volet 22 en direction du bord inférieur 16 du cadre a dimi- nué. Si l'on veut modifier ce couple de rappel ce couple de rappel, on peut le faire en faisant pivoter la douille 35 28 vers le haut ou le bas relativement à l'axe de pivote- ment 14. On peut obtenir ainsi que le volet 22, lorsqu'en poursuivant son pivotement, il se rapproche de l'horizonta- 2488372 9 le, reste encore soumis à un couple de rappel, ce couple étant toutefois aussi faible que possible. Avec le dispositif limiteur de tirage selon l'invention, on n'utilise certes pas la totalité de l'ouvertu- 5 re du cadre 10 pour l'admission d'air secondaire dans 1' échappement des gaz de combustion, une partie de cette ou- verture étant toujours obturée par l'écran 26 (fig. 1 et 3)" Mais on peut, d'autre part, ouvrir beaucoup plus le volet 22 que dans les dispositifs connus du même type, a- 10 vec pour conséquence qu'il est plus facile à loger lorsque la place est réduite et qu'on peut ainsi réaliser des éco- nomies de matériaux et donc d'argent. Il est également possible et extrêmement intéressant de déplacer l'axe de pivotement 14 vers la droite de la fi- 15 gure 2 sans rien changer au reste de la constructions et de donner au segment de cylindre une courbure moins pronon- cée. Lorsque la distance qui sépare l'axe de pivotement 14 du plan du cadre 10 dans un plan horizontal est égale à celle qui le sépare du bord supérieur 18, dans un plan 20 vertical, un pivotement du volet de 90 dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la position représentée à la figure 2 a pour effet de libérer entièrement l'ouver- ture du cadre 10. 2488372 10 - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif limiteur de tirage pour le parcours d'échappement des gaz de combustion d'un foyer, comportant un registre disposé dans une entrée d'air secondaire du 5 parcours d'échappement, monté à pivotement sur un axe et qui, sous l'action de la pression différentielle régnant à l'endroit qu'il occupe, est déplaçable contre un couple de rappel d'une position de fermeture vers une position d'ou- verture, caractérisé en ce que le couple de rappel est à 10 peu près constant ou diminue sur une partie au moins de la course d'ouverture du registre. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le couple de rappel est à peu près constant pendant une première partie de la course d'ouverture, con- 15 tigUe à la position de fermeture, puis diminue pendant une seconde partie de la course, contigie à la position d'ouverture. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la re- vendication 2, caractérisé en ce que le couple de rappel 20 agissant en position de fermeture et celui agissant en po- sition d'ouverture sont dans une large mesure réglables indépendamment l'un de l'autre. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, dans lequel le registre est conformé en vo- 25 let à mouvement pendulaire (22), pivotant sur un axe sen- siblement horizontal (14) et rappelé par gravité à sa po- sition de fermeture, caractérisé en ce que le centre de gravité (S) du volet et des éléments qui lui sont accou- plés et l'accompagnent dans ses mouvements est placé à peu 3o prés au niveau de l'axe de pivotement (14) lorsque le vo- let (22) est en position de fermeture. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le centre de gravité (S), considéré dans la position de fermeture du volet, est réglable dans la di- 35 rection horizontale pour régler le couple de rappel qui a- git dans la position de fermeture. 6.- Dispositif selon la revendication 4 ou la re- 2488372 11 vendication 5, caractérisé en ce que le centre de gravité (S), considéré dans la position d'ouverture du volet (22), est réglable dans la direction verticale pour régler le couple de rappel qui agit dans la position d'ouverture. 5 7.- Dispositif selon la revendication 5 et la re- vendication 6, caractérisé en ce que sur un bras (32) sen- siblement horizontal lorsque le volet est en position de fermeture est monté un poids de réglage (34,36) déplaçable dans le sens de la longueur du bras et en ce que ce der- 10 nier peut pivoter autour de l'axe de pivotement (14) du volet relativement à celui-ci et être immobilisé dans la position désirée. 8.- Dispositif selon la revendication 79 caractéri- sé en ce que le bras (32) s'étend en direction du local 15 o est situé le foyer. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce que le volet qui consti- tue le registre est conformé de façon que lorsqu'il passe de la position de fermeture à celle d'ouverture il ne se 20 forme dans l'entrée d'air secondaire (10) un passage que sur un côté de l'axe de pivotement (14). 10.- Dispositif selon la revendication 9', dans le- quel l'axe de pivotement (14) du volet (22) est disposé à l'intérieur de la périphérie de l'entrée d'air secondaire 25 (10), caractérisé en ce que la partie de cette entrée si- tuée de l'autre côté de l'axe de pivotement (14) reste toujours fermée par un écran tridimensionnel (26) lié au volet (22). 11.- Dispositif selon la revendication 10, caracté- 30 risé en ce que l'écran tridimensionnel (26) est formé par un segment d'un cylindre dont l'axe coïncide approximative- ment avec l'axe de pivotement (14) du volet et dont le rayon est égal A la distance qui sépare l'axe de pivote- ment (14) d'un (18) des bords qui délimitent l'entrée d' 35 air secondaire (10). 12.- Dispositif selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le segment de cylindre (26) est accolé au 2488372 12 volet (22) par sa face plane parallèle à l'axe. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 10 à 12, caractérisé en ce que l'écran (26) est disposée au moins partiellement contre la plus petite de 5 deux parties de grandeurs différentes du volet (22), sépa- rées l'une de l'autre par l'axe de pivotement (14) et sert ainsi de contrepoids à la plus grande partie du volet dans le sens du réglage désiré du centre de gravité (S). 14.- Dispositif selon la revendication 13, caracté- 10 risé en ce que le poids de réglage (34,36) est considéra- blement plus léger que le contrepoids (26).