Brevet FR2506902A1 — publié le 19821203

La présente invention est du domaine des moyens de chauffage domestique et elle a plus particulièrement pour objet un appareil de chauffage destiné notamment à la combustion des combustibles solides, tels que bois ou charbon, du type constitué d'un foyer sensiblement parallélépipédique et d'une enceinte de circulation d'air par convection entourant le foyer, ledit appareil mettant en oeuvre des moyens catalytiques pour parachever la combustion. Un des buts de la présente invention est de proposer une structure d'appareil de chauffage conférant à celui-ci la forme et les dimensions d'une cheminée de type courant dans la première moitié du vingtième siècle, et lui conférant aussi le mode de fonctionnement de telles cheminées à savoir un fonctionnement à feu apparent. Un autre but de la présente invention est de proposer un poêle en forme de cheminée monobloc du genre précité assurant le chauffage des locaux à l'aide de combustible solide avec un rendement maximai. Selon une première caractéristique gé nérale de l'invention, un appareil de chauffage du type précité est principalement caractérisé dans sa structure en ce que ladite enceinte se décompose en trois couloirs de circulation à savoir deux couloirs parallélépipédiques dits latéraux et un couloir, dit d'enveloppe, ayant, suivant un plan coupe vertical perpendiculaire à la face avant du foyer, une forme en U renversé. Plus particulièrement ledit couloir d'enveloppe a, en projection sur plan vertical parallèle à la face avant du foyer, une conformation en T, et lesdits couloirs latéraux, moins élevés que le couloir d'enveloppe, sont logés sous les extrémités de la partie supérieure du couloir d'enveloppe.De préférence le couloir d'enveloppe est pourvu d'une entrée d'air à sa partie inférieure située sous le foyer, et de sorties d'air latérales situées aux extrémités de sa partie supérieure. De préférence lesdits couloirs latéraux étant pourvus chacun d'une entrée d'air à leur partie inférieure, et d'une sortie à leur partie supérieure, lesdites entrées et sorties sont situées sur les faces avant de cesdits couloirs. De préférence le couloir d'enveloppe est traversé, dans sa partie inférieure par un puits vertical d'évacuation des cendres et d'amenée de l'air de combustion et est traversé dans sa partie médiane par un conduit horizontal d'évacuation des fumées. La technique de construction qui sera avantageusement utilisée pour la réalisation d'une telle struc ture en caisson mettra en oeuvre des tôles soudées et/ou boulonnées avec de larges surfaces sur toutes les pièces raccordées, ce qui assurera un très bon échange thermique de l'appa reil Selon une deuxième caractéristique générale de l'invention, le foyer comporte dans sa partie supérieure une tôle de voûte s'étendant sur environ la moitié avant du foyer, et d'un panneau dit à réaction catalytique, articulé par l'intermédiaire d'un tube sur ladite tôle, ledit panneau s'étendant sur la partie complémentaire du foyer, ledit panneau pouvant obturer partiellement la section de passage des fumées du foyer au conduit d'évacuation des fumées. Un tel panneau catalytique permet d'obtenir un rendement exceptionnel de la combustion en favorisant le dégagement de toutes les calories des imbrûlés, étant disposés à la partie haute du foyer sur le passage des gaz après combustion ; il permet également une sortie des fumées à une température assez élevée pour avoir un bon tirage et éviter la condensation. Ce panneau à catalyse qui fait toute la largeur du foyer se relève pour permettre l'allumage et éviter tout encrassement pendant cette phase. En position fonctionnement, l'extrémité repose sur la plaque de fond donnant une inclinaison vers l'avant de la partie radiante afin de diriger plus vers l'avant l'effet de rayonnement du panneau. Suivant une autre caractéristique visant à la performance du panneau précédent, ledit tube d'articulation comporte une partie rectiligne située dans le foyer, ladite partie rectiligne étant percée de trous le long d'une génératrice faisant face au foyer , et d'une partie coudée située à l'extérieur du foyer, ladite partie coudée comportant un clapet disposé de telle sorte qu'il soit ouvert lorsque le panneau est en position d'obturation. De préférence ledit panneau repose, en position d'obturation, le long de son bord arrière contre une plaque de fond séparant la zône de combustion d'une boite de passage arrière des fumées, la longueur du panneau étant plus petite que la longueur de la boite de manière à ménager aux extrémités du panneau des passages ouverts en permanence. Grâce aux dispositions précitées, lors du démarrage de l'appareil, le panneau à catalyse pourra être relevé et les fumées passeront directement du foyer au conduit d'évacuation sans que le tirage ne soit entravé ; dès qu'un certain tirage sera établi dans la cheminée, le panneau à catalyse pourra être rabaissé et dès lors il sera léché par les fumées comportant des imbrûlés, et il parachèvera la combustion de ces derniers ; une arrivée d'air frais nécessaire pour parachever cette combustion sera alors réalisée par le moyen du tube formant pivot ; l'ouverture du ou des clapets ne gênera alors aucunement le tirage, celui-ci étant alors largement suffisant. Suivant une troisième caractéristique générale de l'invention, la face avant du foyer est constituée par une vitre entourée au moins partiellement d'un cadre, le dit cadre étant librement articulé sur un support de cadre monté pivotant sur la face avant de l'appareil. De préférence ledit support de cadre sera sollicité vers la position de fermeture de la face avant par un ressort Ce ressort solidaire de l'axe de pivotement, et par exemple logé dans un montant latéral du bâti, assurera une parfaite fermeture, une ouverture équilibrée et un semi-verrouillage en position ouverte de la vitre comme cela est par exemple connu dans la fermeture des fours de cuisinières. On notera que grâce aux dispositions de l'invention l'appareil de chauffage peut fonctionner aussi bien qu'en porte, ou face avant, fermée, qu'en porte ouverte et que dans ce dernier cas la vitre constitue un pare-étincelles assurant la chute des escarbilles devant le foyer sur un protège-sol qui peut être prévu à cet effet. On notera aussi que le conduit d'évacuation des fumées peut encore sortir verticalement de l'appareil en empruntant la partie ascendante du couloir d'enveloppe et en traversant la partie supérieure de celui-ci. On notera enfin que l'appareil de l'invention peut également être construit pour être utilisé en chauffage central à eau chaude. Dans ce cas le couloir d'enveloppe sera conformé en chaudière avec départ d'eau chaude à la partie haute de préférence latérale et retour d'eau à sa partie basse. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles La fig.l est une illustration en perspective éclatée d'une structure en caisson d'un appareil conforme à l'invention, Lesfig.2 a et b illustrent schématiquement en élévation de face et de profil le caisson, ou couloir central, ou d'enveloppe, de la figure précédente, La fig.3 est une coupe schématique par un plan vertical perpendiculaire à la face avant d'un appareil de l'invention, et La fig.4 est une illustration en perspective du même. Sur les fig.l et 2 l'enceinte entourant le foyer se décompose en trois couloirs de circulation à savoir : deux couloirs parallélépipédiques 51,52, dits latéraux et un couloir central 53, dit encore d'enveloppe. Le couloir d'enveloppe 53 a en projection sur un plan vertical 54 parallèle à la face avant du foyer une conformation en T, comme cela apparaît bien sur la fig.2b ; il a, en projection sur un plan vertical 55 perpendiculaire à la face avant du foyer une forme en U renversé comme cela apparaît sur la fig.2a. L'espace compris entre les ailes du U du couloir d'enveloppe définies respectivement comme partie inférieure 56 et partie supérieure 57, est occupé par le foyer non visible sur ces figures ; les parties inférieure et supérieure sont reliées par une partie médiane verticale 58. On remarque notamment sur la fig.2b comment les couloirs latéraux sont logés sous les ex trémités de la partie supérieure du couloir d'enveloppe. Le couloir d'enveloppe 53 est pourvu d'une entrée d'air 59 à sa partie inférieure et de deux sorties d'air latérales 60 et 61 situées aux extrémités de sa partie supérieure. Les couloirs latéraux 51 et 52 sont pourvus chacun d'une entrée d'air 62 à leur partie inférieure et drune sortie d'air 63 à leur partie supérieure. Le couloir d'enveloppe est traversé dans sa partie inférieure par un puits vertical 64 et dans sa partie médiane d'un conduit horizontal 65. Sur la fig.3 représentant une forme particulière de réalisation du dispositif de l'invention avec un écorché d'une des circulations latérales, montre l'un des deux montants, ou caissons, latéraux 1 et 2 qui sont similaires. L'écorché du montant 1 permet de voir le système de chicanes 3,4,5 décallées dans leurs positions pour permettre le meilleur échange de chaleur avec l'air y circulant. La grille avant 6 est obstruée sur la distance se trouvant entre les chicanes 3 et 5. Ala partie basse de cette grille 6, une partie 7 est également obstruée pour éviter la prise d'air au ras du sol. Sur la partie de la grille 6, entre la paroi intérieure au sol et la chicane 5, il est disposé un filtre 8 auquel l'on a accès en enlevant la grille 6. Par cet écorché, apparaît l'extrémité du tube pivot et d'alimentation en air du panneau catalyse. Ce tube ayant à son extrémité le coude 9 auquel est suspendu le clapet 10 ouvert. En 11 le coude 10 en position d'allumage clapet fermé. La fig.3 fait également apparaitre la porte du foyer fermé d'une vitre 12 logée dans son cadre 13 lui-même axé et pivotant sur son support. Le foyer est garni de briques 14 ; sur le devant du foyer une grille 15 retient les morceaux de bois vers l'intérieur. Le fond est garni d'une plaque de fonte 16. Au-dessus du foyer, une tirette de commande 17 qui sert à manoeuvrer le panneau catalyseur. Le dessus 18 est ouvert à ses deux extrémités et garni par des grilles 19, c'est par ces grilles que sort l'air chaud circulant dessous et derrière le foyer. L'air de cette circulation rentre par la grille 20. En dessous de la grille, le cendrier 21 comporte sur sa partie avant des orifices d'arrivée d'air 22. Celles-ci sont réglables, commandées par la tirette 23. La partie basse de la cheminée est dégagée et sert de stockage du bois. Le fond est garni d'une plaque amovible 24 comportant un protège sol 25 qui peut être un élément séparé de la plaque 24. La fig.4 est une coupe verticale du dispositif précédent, porte de foyer fermée. Cette figure, en plus des éléments de la description de la fig.3, fait apparaître le mode de construction et d'assemblage sans qu'il y ait besoin de plus amples détails. Cette coupe a la particularité de présenter la circulation d'air 26, dessous, derrière et dessus le foyer qui peut, dans un modèle chauffage central à eau chaude, être le réservoir d'eau chaude (dans ce cas en tôle soudée étanche). Dans le passage de cette circulation 26 apparaissent, le passage des cendres 27 du foyer au cendrier et également un tube 28 qui est soudé aux deux parois-et laisse passer le tuyau des fumées 29 qui, plus petit permet ais6- ment de raccorder sur le conduit des fumées. I1 est vissé au bâti par sa collerette 30. L'isolation vers le mur est faite par une tôle d'aluminium 31 qui comporte le moins de ponts thermiques avec le bâti. La disposition du panneau à réaction catalytique 32 pivotant sur son axe formé du tube 33 suivant l'arrivée d'air percé de trous 34. Ce tube est parallèle et jointif à la tôle de voûte 35 à travers laquelle passe la tirette de commande 17. Les traits pointillés 36 représentent le panneau en position d'allumage. Le fond du foyer est garni de briques 37. Sur le passage des cendres du foyer au cendrier, il existe une grille fonte 38 qui est simplement posée. La plaque de fond de foyer 16 vient s'emboiter derrière les briques du fond et entre les briques laterales. En bas, deux bossages 38 et en haut deux arrêtoirs 39 limitent le passage des fumées vers l'évacuation. A la partie basse de la cheminée, la plaque 24 vient se loger dans deux tubes 40 qui passsent dans les parois intérieures des montants latéraux 1 et 2 et permettent de porter la cheminée dans es différents transports et installations. Comme cela a déjà été dit plus haut, un dispositif de l'invention, appelé encore cheminée-poêle peut également être construit pour être utilisé en chauffage central à eau chaude. REVENDICATIONS 1.- Appareil de chauffage constitué d'un foyer sensiblement parallélépipédique et d'une enceinte de circulation d'air par convection entourant le foyer, ledit appareil mettant en oeuvre des moyens catalytiques pour parachever la combustion, caractérisé en ce que ladite enceinte se décompo- se en trois couloirs de circulation, à savoir : deux couloirs parallélépipédiques dits latéraux (51,52) et un couloir, dit d'enveloppe (53), ayant suivant un plan coupe vertical perpendiculaire à la face avant du foyer, une for me en U renversé 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé - en ce que ledit couloir d'enveloppe a, en projection sur plan vertical parallèle à la face- avant du foyer, une conformation en T, et - en ce que lesdits couloirs latéraux sont logés sous les extrémités de la partie supérieure du couloir d'enveloppe; 3.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couloir d'enveloppe est pourvu d'une entrée d'air (59) à sa partie inférieure (56) située sous le foyer, et de sorties d'air latérales (60) 61) situées aux extrémités de sa partie supérieure (57) 4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits couloirs latéraux étant pourvus chacun d'une entrée d'air (62) à leur partie inférieure, et d'une sortie (63) à leur partie supérieure, lesdites entrées et sorties sont situées sur les faces avant de ces dits couloirs ; 5.- Appareil selon la revendication 1, caractérise en ce que le couloir d'enveloppe est traversé, dans sa partie inférieure par un puits vertical (64) d'évacuation des cendres et d'amenée de l'air de combustion et est traversé dans sa partie médiane (58) par un conduit horizontal (65) d'évacuation des fumées 6.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le foyer comporte dans sa partie supérieure une tôle de voûte (35) s'étendant sur environ la moitié avant du foyer, et d'un panneau (32) dit à réaction catalytique, articulé par l'intermédiaire d'un tube (33) sur ladite tôle, ledit panneau s'étendant sur la partie complémentaire du foyer, ledit panneau pou vant obturer partiellement la section de passage des fu mées du foyer au conduit d'évacuation des fumées 7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tube d'articulation comporte une partie rectiligne située dans le foyer, la dite partie rectiligne étant percée de trous (34) le long d'une génératrice faisant face au foyer, et une partie coudée située à l'extérieur du foyer, ladite partie cou dée comportant un clapet disposé de telle sorte qu'il soit ouvert lorsque le panneau est en position d'obtura tion 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en position d'obturation le dit panneau repose le long de son bord arrière contre une plaque de fond (16) séparant la zône de combustion d'une boite de passage arrière des fumées, la longueur du pan neau étant plus petite que la longueur de la boite de ma nière à ménager aux extrémités du panneau des passages ouverts en permanence ; 9.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face avant du foyer est constituée par une vitre (12) entourée au moins partiel lement d'un cadre, ledit cadre étant librement articulé sur un support (13) de cadre monté pivotant sur la face avant de l'appareil ; 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit support de cadre est sollicité vers la position de fermeture par un ressort.