Brevet FR2529637A1 — publié le 19840106

L'invention a pour objet une gaine destinée spécialement mais non exclusivement à être placée entre la sortie de l'avaloir des cheminées à âtre et le premier bois- seau du conduit de fumée. Dans les cheminées classiques, il existe à cet endroit un clapet monté pivotant autour d'un axe horizontal entre une position de fermeture et une position d'ouverture du tirage Ce clapet et son axe sont installés soit direc- tement dans la maçonnerie à la naissance du conduit de fumée après l'avaloir, soit dans un simple cadre métallique noyé dans la maçonnerie. Ce clapet classique est manoeuvré manuellement pour son ouverture et pour sa fermeture Or, pour des raisons évidentes de sécurité, on ne doit fermer le clapet que lorsque le feu est complètement éteint Comme, après une veillée, le feu ne s'éteint en réalité que pendant la nuit, on a tendance à laisser le clapet ouvert de sorte que, après extinction du feu, l'air chaud de la pièce est évacué par la cheminée et que l'air froid du matin y pénètre très facilement. L'invention a pour but principal d'apporter une gaine à clapet dont le clapet peut être manoeuvré à la main si on le désire, mais peut aussi fonctionner automatiquement à l'ouverture et surtout à la fermeture; autrement dit, le clapet d'une gaine conforme à l'invention est mis automati- quement en position de fermeture quand le feu s'est éteint dans l'&tre ou dès qu'il s'est fortement refroidi au point de s'éteindre prochainement. Une gaine conforme à l'invention comprend un cadre conçu pour contenir et guider en rotation les parties extrêmes d'un axe auquel est fixé un clapet de fermeture un logement est-ménagé sur un côté au moins de ce cadre en dehors du volume balayé par le clapet; un dispositif de commande automatique comprenant un vérin sensible à la chaleur contre l'action d'un ressort de rappel est disposé dans ce logement et accouplé avec une partie extrême de l'axe du clapet afin de faire pivoter ce dernier dans le sens de l'ouverture par suite d'un échauffement et dans le sens de la fermeture par suite d'un refroidissement. Tout vérin sensible à la chaleur, suffisamment expensible quand il est échauffé, peut être utilisé dans une gaine conforme à l'invention On trouvera un exemple d'un tel vérin sensible à la chaleur, et pouvant servir dans la présente gaine, en se reportant au ler certificat d'addition français No 81 13404 Mais d'autres vérins peuvent convenir aussi ainsi qu'on le montrera plus loin. De préférence, la gaine de l'invention comprend deux cadres à axes géométriques confondus, espacés en sens axial, et coopérant l'un avec l'autre de façon à limiter entre eux un volume annulaire, rectangulaire, dont l'un des côtés constitue le logement du dispositif de com- mande automatique. L'un des cadres, de préférence le cadre inférieur en position d'utilisation de la gaine, sert au montage du clapet; il est avantageux de choisir comme logement du dispositif de commande un des côtés du volume annulaire o se trouve une des parties extrêmes de l'axe du clapet. Cette partie extrême de l'axe a un profil non de révolution et elle est accouplée, par simple emboîtement, avec une barrette tournante dont une aile au moins est engagée dans une fente d'un élément coulissant Ce dernier est poussé dans le sens de l'ouverture du clapet par le vérin sensible à la chaleur et dans le sens de la fermeture du clapet par le ressort de rappel. De préférence, l'élément coulissant est muni d'un câble permettant de le tirer à sa position d'ouverture du clapet quand le vérin n'est pas échauffé. De préférence encore, il est prévu un moyen de verrouillage du clapet en position d'ouverture quand l'élément coulissant a été déplacé à l'aide du câble et il est prévu aussi, dans un exemple de réalisation de l'invention, que le vérin sensible à la chaleur possède une course supérieure à la course d'ouverture du clapet, ce qui lui permet de rendre inactif le moyen de verrouillage afin que, pendant le refroi- dissement l'élément coulissant referme le clapet. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le dispositif de commande automatique comprend un chariot glissant sur lequel est monté et guidé en déplacement l'élé- ment coulissant Ce dernier élément présente une fente dans laquelle est engagée une aile de la barrette de manoeuvre de l'axe du clapet; il est relié au chariot glissant par un ressort et une palette de verrouillage actionnée par un ressort est disposée entre le chariot et l'élément coulissant pour verrouiller ce dernier par rapport au chariot, quand cet élément occupe sa position d'ouverture du clapet De plus, le chariot glissant est muni à une extrémité d'un câble de traction et à l'extrémité opposée il est appuyé contre un vérin sensible à la chaleur sous l'effet d'un ressort de rappel Ce chariot a une course supérieure à celle de l'élé- ment coulissant quand il est poussé par le vérin qui s'échauf- fe et, pendant cette course, il repousse la palette de verrouillage à une position de repos, de sorte que, pendant le refroidissement du vérin, le ressort de rappel ramène le chariot et l'élément coulissant à leur position de repos qui correspond à la fermeture du clapet. On donnera maintenant uniquement à titre d'exemple, et sans intention limitative, une description d'un mode préféré de réalisation de l'invention et d'une variante du dispositif de commande automatique On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: là figure 1 est une vue de dessus en perspective, avec une partie arrachée, d'une gaine conforme à l'inven- tion, le clapet étant en position de fermeture, la figure 2 est une vue analogue à la précédente avec le clapet en position d'ouverture, la figure 3 est une vue agrandie du dispositif de manoeuvre automatique du clapet monté dans la gaine des figures 1 et 2, la figure 4 est une vue de côté du dispositif de la figure 3,. -j la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une variante du dispositif de manoeuvre selon l'invention, les figures 6 et 7 sont des vues analogues à la figure 5, montrant le dispositif de manoeuvre à deux positions différentes de fonctionnement Une gaine 1 conforme à l'invention comprend un premier cadre 2 dans lequel un clapet 3 est monté pivotant autour d'un axe 4 entre une position de fermeture (figure 1) et une position d'ouverture (figure 2) Cette gaine 1 comprend encore un second cadre 5 identique au cadre 2 et espace de ce dernier en sens axial le long de leur axe géométrique commun, de manière à ménager entre eux un volume 6 Sur les figures l et 2 un des petits côtés du second cadre 5 est arraché pour montrer le volume 6 Ce dernier est ouvert sur le passage o se trouve le clapet 3 Les deux cadres 2 et 5 sont sulrposes et renosent l'un sur l'autre par leur bord pe 7 ': b 4 rque extrieur 7 T De cette façon, on obtient une gaine facile à construire et à mettre en place au- dessus de l'avaloir d'une cheminée; en même temps on dispose d'un -volume 6 dans lequel on trouve facilement un logement pour un dispositif 8 de manoeuvre automatique du clapet 3, du c 8 té droit ou;. gau O tle. Il est évident que la gaine 1 pourrait être consti- tuée d'une autre manière pour présenter un logement destiné à recevoir le dispositif 8; l'existence d'un volume annu- laire rectangulaire 6 n'est pas nécessaire à la réalisation du logement du dispositif 8 o Avec l Jexemple de réalisation décrit ici, on choisit comme logement un des côtés o est guidée en rotation une des parties extrêmes de l'axe 4 du clapet 3. On donne à cette partie extrême un profil non de révolution, en y faisant apparaître deux méplats opposes, par exemple, de façon à l'accoupler facilement, par simple emboitement,avec un arbre-9 (figures 3 et 4-) portant une barrette à deux ailes 10 A Dans cet arbre 9 est ménagée une encoche 11 l apte à recevoir l'extrémité méplate de l'axe 4. Cette encoche 11 est visible seulement sur les figures 3 et 4 Dans l'exemple illustré par ces figures, une seule aile 10 A est engagée dans une fente 12 d'un élément coulis- sant 13 Dans l'exemple illustré par les figures 5 à 7, les deux ailes 10 A sont engagées dans la fente 12 de l'élément coulissant 13 Ce dernier est monté, pour coulisser, à l'intérieur d'un corps fixe de guidage 14 et il est soumis d'une part à la poussée d'un vérin 15 sensible à la chaleur qui le déplace à une position dans laquelle la barrette 10 met le clapet 3 en position d'ouverture, d'autre part à la force antagoniste d'un ressort de rappel 16 qui tend à ramener cet élément coulissant 13 à une position dans laquelle la barrette 10 met le clapet 3 en position de fermeture. Un cable 17 est attaché à l'élément coulissant 13 soit directement comme dans l'exemple des figures 5 à 7, soit indirectement comme dans l'exemple des figures 3 et 4, afin que l'on puisse, en tirant à la main sur ce câble 17, mettre le clapet 3 en position d'ouverture. On se reportera maintenant plus spécialement aux figures 3 et 4 pour décrire un exemple préféré de réalisa- tion d'un dispositif 8 de commande automatique du clapet 3. Le corps fixe 14 présente deux parois latérales opposées 14 A, 14 B entre lesquelles l'axe 9 est supporté pour pouvoir tourner de 90 au moins Dafis ces parois 14 A, 14 B, sont creusées une première paire de 18 de rainures longi- tudinales de guidage et une seconde paire 19 de rainures longitudinales; ces deux paires 18 et 19 sont espacées l'une de l'autre en sens longitudinal. Les rainures 18, 19 servent à guider en coulisse- ment un chariot glissant 20 qui a une extrémité 21 à laquelle est attaché le-câble 17 et à laquelle est accrochée une extrémité du ressort de rappel 16 L'autre extrémité de ce ressort 16 est accrochée au corps fixe 14 La seconde extré- mité 22 du chariot 20 est appuyé par l'effet du ressort 16 contre un vérin 15 sensible, à la chaleur composé de deux unités montées en série et soutenues par le corps fixe 14. Dans le chariot 20 sont ménagées deux paires suc- cessives de rainures longitudinales 23, 24 dans lesquelles est tenu et guidé en coulissement l'élément coulissant 13. Deux ressorts de traction 25 disposés symétriquement de part et d'autre de l'élément coulissant 13 relient ce dernier à l'extrémité 21 du chariot glissant 20 à laquelle est fixé le câble 17. Entre les parois 14 A, 14 B est fixé un axe trans- versal 26 autour duquel est montée libre en rotation une palette de verrouillage 27 qui a une première extrémité 27 A destinée à rencontrer une face d'arrêt 13 A prévue sur l'élé- ment coulissant 13 La palette 27 a une seconde extrémité 27 B destinée à être rencontrée et repoussée par une came 28 prévue sur une paroi longitudinale 29 qui fait partie du chariot 20 Un ressort de rappel 30 enroulé autour de l'axe 26 applique la première extrémité 27 A contre l'élément 13. En position de repos du dispositif décrit ici, visible sur les figures 3 et 4, le vérin 15 est en état de rétraction et les ressorts 16 et 25 retiennent le chariot glissant 20 et l'élément coulissant 13 à l'extrémité de leur course proche du vérin 15 Une aile 1 OA de la barrette est engagée dans la fente 12 de lélément coulissant 13, le clapet 3 étant en position de fermeture. Il existe aussi entre les parois latérales 14 A, 14 B, une broche transversale fixe 31 qui sert de butée à la barrette 10 quand celle-ci a pivoté suffisamment dans le sens horaire indiqué par une flèche F sur la figure 4 pour que le clapet 3 se trouve à sa position de pleine ouverture. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant. Dans l'un ou l'autre exemple de réalisation, quand le vérin 15 est échauffé et se dilate, il pousse l'élément coulissant 13,contre l'effet du ressort de rappel 16, direc- tement dans le cas de l'exemple des figures 5 à 7, indirec- tement par l'intermédiaire du chariot glissant 20 dans le cas de l'exemple des figures 3 et 4. Dans le cas des figures 5 à 7, la fente 12 a une partie extrême 12 A élargie à la dimension de la barrette 10 avec une face terminale inclinée selon la position de celle- ci qui correspond à la fermeture du volet Ensuite une rampe 12 B agit pendant le déplacement de l'élément 13 sur une aile 10 A pour faire pivoter la barrette 10 et la mettre en position d'ouverture du volet 3, après quoi la fente 12 présente une partie allongée 12 C rétrécie en largeur à l'en- combrement de la barrette 10 après pivotement de 900 La partie rétrécie 12 C maintient sur toute sa longueur la barrette et le volet 3 en position d'ouverture. Dans le cas des figures 3 et 4, quand le vérin 15 se dilate, le chariot 20 est repoussé le long d'une première course pendant laquelle l'élément coulissant 13 est entraîné par l'intermédiaire des ressorts 25 Pendant ce mouvement, la barrette 10 est manoeuvrée par le déplacement de la fente 12. Après une rotation de 90 qui ouvre le clapet 3, cette barrette rencontre la broche fixe 31 de sorte que l'élément 13 est arrêté en déplacement Le chariot 20 peut être poussé plus loin que le vérin 15, pendant que les ressorts 25 s'allongent grâce aux rainures longitudinales 23, 24 qui lui permettent une course morte par rapport à l'élément 13. Le vérin 15 est choisi pour produire cet effet d'ou- verture automatique du clapet 3 quanda la température dans la gaine 1 passe de 25 à 35 C. Pour obtenir un meilleur tirage de la cheminée, dès l'allumage, on peut ouvrir manuellement le volet 3 en agissant sur le câble 17 auquel est accrochée une chaînette 32 munie d'une poignée 33 (figures 1 et 2) Quand on tire sur le câble 17, dans l'exemple des figures 5 à 7, on déplace directement l'élément coulissant 13 et la fente 12 provoque par sonprofil l'ouverture du volet 3 Dès que le vérin a été échauffé à 350 C (température qui est atteinte rapidement dans la gainé 1) le vérin 15 maintient l'élément 13 et le déplace même plus loin en s'échauffant davantage, le clapet 3 étant tenu en état d'ouverture. Dans l'exemple des figures 3 et 4, une traction sur le cable 17 provoque le déplacement du chariot 20 et de l'élément 13 par l'intermédiaire des ressorts 25 jusqu'à ce que la came 28 rencontre l'extrémité 27 B de la palette de verrouillage 27 dont l'extrémité 27 A a alors la possi- bilité de pivoter et de se placer devant la face d'arrêt 13 A de l'élément 13 On peut lâcher le câble 17; le clapet 3 reste en état d'ouverture puisque l'élément coulissant 13 ne peut pas revenir en arrière à cause de la palette de verrouillage 27 qui le retient Ensuite, quand le vérin s'échauffe, il rencontre le chariot 20 et le pousse au- delà de cette position pendant que les ressorts 25 s'allon- gent et que les rainures 23, 24 glissent par rapport à l'élément 13 Pendant ce mouvement la came 28 dépasse la branche 27 B. Quand le feu s'éteint, le vérin 15 se refroidit et se rétracte et le ressort de rappel16 remet l'élément coulissant 13 à sa position initiale de fermeture du clapet 3. Dans le cas des figures 5 à 7, le ressort 16 est un ressort de compression qui se détend; quand la face inclinée de la partie extrême 12 A recontre une aile 1 OA de la barrette 10,elle la fait pivoter de 90 et ferme le clapet 3 - Dans le cas des figures 3 et 4, le ressort 16 est un ressort de traction qui se resserre; quand l'élément coulissant 13 est rencontré et entraîné par l'extrémité ter- minale des rainures 231, 24, la came 28 rencontre la branche 27 B de la palette 27 et elle fait pivoter cette dernière contre son ressort de rappel 30 dans un sens qui éloigne l'extrémité opposée 27 A de l'élément coulissant 13 Ce dernier accompagne donc le chariot 20 à sa position initiale visible sur la figure 4, en fermant le clapet 3. On remarquera que grâce à sa faculté d'ouvrir et de fermer automatiquement, en manoeuvrant un clapet, un conduit de passage dtun gaz se chauffant et se refroidissant, la gaine de l'invention n'est pas limitée à l'utilisation pré- férée qui a été décrite ci-dessus On peut installer la gaine de l'invention dans tout conduit de passage d'un gaz qui doit pouvoir circuler librement en cas d'élévation de la température comme dans les serres horticoles pendant les heures d'ensoleillement, ou dans les gaines de vide- ordures en cas d'échauffement ou encore dans le conduit des trappes d'évacuation des fumées en cas d'incendie, etc, la gaine ayant l'avantage de refermer seule le conduit après refroidissement, ce qui est particulièrement utile non seulement dans les serres mais dans la plupart des usages. REVENDICATIONS 1 Gaine à clapet ( 3) pour conduit de gaz se chauffant et se refroidissant Comprenant un premier cadre e) dans lequel est monté pivotant l'axe ( 4) du clapet ( 3), caraetérisé en ce qu'un logement ( 6) est ménagé sur un ceté de ce cadre ( 2) pour contenir un dispositif ( 8) de manoeuvre automatique du clapet ( 3), ce dispositif ayant un corps fixe ( 14) qui contient un vérin ( 15) sensible à la chaleur agis- sant sur l'axe ( 4) pour ouvrir le clapet ( 3) en s'échauffant et un ressort de rappel ( 16) agissant sur l'axe ( 4) pour fermer le clapet ( 3) pendant le refroidissement. 2 Gaine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un deuxième cadre ( 5) disposé coaxia- lement au premier cadre ( 2) et espacé en sens axial de celui- ci pour ménager avec lui un volume annulaire rectangulaire ( 6) dont un c 8 té sert de logement au dispositif ( 8). Gaine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux cadres ( 2,5) sont superposés et reposent dans un plan par leurs;borb périphériquese Ktérieurs( 7), le 2 Q volume annulaire ( 6) étant ouvert sur le passage contenant le clapet ( 3). 4 Gaine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif ( 8) de manoeuvre automatique est placé sur un des-côtés du cadre ( 2) o une partie extrême de l'axe ( 4) du volet (D) est guidée en rotation. Gaine selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite partie extrême de l'axe ( 4) a un profil non de révolution et ele est accouplée en rotation, par simple embo Stement, avec un axe ( 9) supporté dans le corps fixe ( 14) du dispositif ( 8) et portant une barrette tournante ( 10) dont une aile ( 10 A) au moins est engagée dans une fente ( 11 d'un élément coulissant ( 13) monté déplaçable à l'intérieur du corps fixe ( 14) sous l'effet du vérin ( 15) ou du ressort de rappel ( 16). il 6 Gaine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la fente ( 12) a un profil avec une partie élargie ( 12 A) à face terminale inclinée, une rampe inclinée ( 12 B) agissant sur une aile ( 10 A) de la barrette ( 10), une partie allongée et rétrécie ( 12 C) maintenant la barrette ( 10) en position d'ouverture du clapet ( 3). 7 Gaine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément coulissant ( 13) est monté coulissant grâce à des rainures de guidage ( 23,24) dans un chariot glissant ( 20) auquel il est relié par des ressorts ( 25), ce chariot ( 20) étant monté glissant grâce à des rainures de guidage ( 18,19) dans le corps fixe ( 14) et étant appliqué par le ressort de rappel ( 16) contre le vérin ( 15) sensible à la chaleur, une broche ( 31) montée fixe dans le corps fixe ( 14) servant de butée pour limiter la rotation de la barrette ( 10) en position d'ouverture du clapet ( 3) pendant le glissement du chatiot ( 20) par rapport à l'élément coulissant ( 13). 8 Gaine selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un câble ( 17) est fixé à l'élément coulissant ( 13) et le vérin 15) a une course supérieure à la course dudit élément ( 13) nécessaire à l'ouverture du clapet ( 3). 9 Gaine selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un câble ( 17) est fixé à l'extrémité ( 21) du chariot ( 20) opposée à son extrémité ( 22) appliquée contre le vérin ( 15), tandis qu'une palette de verrouillage ( 27) est montée pivotante à l'intérieur du corps fixe ( 14) sous l'effet d'un ressort de rappel ( 30), cette palette ( 27) étant apte à immobiliser l'élément coulissant ( 13) contre l'effet des ressorts ( 25) et étant repoussée hors de cette position par une came ( 28) faisant partie du chariot glissant ( 20), ce dernier ayant une course supérieure à la course de l'élément coulissant ( 13) nécessaire à l'ouverture du clapet ( 3).