Brevet FR2556820A1 — publié le 19850621

La présente invention concerne une cheminée de chauffage comportant une grille de foyer, un conduit d'évacuation de fumées, ainsi qu'un conduit d'arrivée d'air frais et un conduit d'arrivée d'air ambiant débouchant dans une chambre de melange à laquelle est associé un ventilateur. Dans les cheminées du genre défini ci-dessus, prévues pour produire un débit d'air chaud, on doit résoudre un problême pour régler correctement les proportions du débit d'arrivée d'air frais et du débit d'arrivée d'air ambiant, afin d'assurer de manière optimale l'échauffement du courant d'air, refoulé par la cheminée pour chauffer la pièce desservie, compte tenu de la température du foyer, de la température ambiante de la pièce à chauffer, et de la température extérieure. Dans les systèmes classiques de cheminées de chauffage qui refoulent un courant d'air chaud, on doit assurer dans chaque cas un réglage à la main. Et ceci a pour inconvénient qu'un réglage ainsi effectué dans des conditions variables est assez imprécis, et tend habituellement n'être plus valable qu'à des intervalles de temps assez espacés. Le but de l'invention est de réaliser une cheminée de chauffage du genre défini plus haut,et comportant des moyens automatiques de régulation pour tenir compte de divers paramètres de fonctionnement. Selon l'invention, on obtient ces résultats avec une cheminée du genre considéré, caractérisee en ce qu'elle comporte au moins un volet de réglage d'air, commandé par un moteur, et disposé dans la chambre de mélange, ou dans un conduit d'arrivée aboutissant à celle-ci ; des moyens sont prévus pour ajuster automatiquement la position du volet de réglage, en fonction des indications d'au moins un capteur de température, pour régler les proportions du débit d'air frais et du débit d'air ambiant arrivant dans la chambre de mélange, ou pour interrompre le débit d'arrivée d'air frais. Ainsi, on peut régler d'une manière optimale les pro- portions du débit d'arrivée d'air frais et du débit d'arrivée d'air ambiant, sans être oblige d'effectuer un réglage à la main. En outre, lorsque les matières en combustion ou les brandons du foyer sont éteints, on évite ainsi de laisser pénétrer un courant d'air froid dans la pièce à chauffer, si l'on a oublié par mégarde de fermer le volet d'arrivée d'air frais. On va maintenant décrire un mode de réalisation de l'invention présenté à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 est une vue en perspective d'une cheminée d'appartement conforme à l'invention Fig. 2 est une coupe verticale de la cheminée de la Fig. 1 Fig. 3 est une coupe horizontale de la Fig. 2, suivant III-III. La cheminée contient un foyer 1, qui est limité parune paroi dorsale verticale 9 et par trois parois latérales constituées par des glaces 10-12. Une grille de foyer 2 est prévue, pour recevoir les matières combustibles et pour retenir les charbons ardents. Le système comporte, en outre, une grille à cendres 3, sous laquelle est disposé un cendrier 5. Les gaz chauds sont évacués par le haut du foyer 1, dans un conduit de fumée 18. L'une, au moins, des trois glaces latérales 10-12 peut coulisser verticalement vers le haut ou vers le bas, dans des rainures verticales de guidage 14,16. De préférence, ce dispositif de coulissement est prévu pour les trois glaces latérales 10-12. Derrière la paroi dorsale 9, est ménagé pour l'air chaud, au moins un canal de passage 34, qui s'étend verticalement vers le haut derrière la paroi dorsale 9.Ce canal 34 communique en bas avec un ventilateur 30, disposé dans une chambre de mélange 32. A cette chambre de mélange 32, aboutit, d'un côté, un canal d'arrivée d'air frais 7 et, de l'autre côté, à un canal d'air ambiant 8, provenant de la pièce ot est installée la cheminée. Les deux canaux 7,8, sont coaxiaux, au moins dans la zone de leurs orifices qui débouchent dans la chambre de mélange 32 (Figs 1 et 3). A l'endroit de l'orifice de chacun de ces deux canaux 7, 8, est ménagée une échancrure en forme de V, 27. Dans cette échancrure 27, se trouve un volet de réglage 26, ayant débattement de 90 environ, et qui peut pivoter sur un axe horizontal 29 disposé à la base de l'échancrure 27 (Fig. 2). Un dispositif de commande à moteur 28 permet de faire pivoter le volet de réglage 26, à l'intérieur de l'échancrure en V. On peut ainsi étrangler ou interrompre com plètement l'arrivée de ltair provenant de l'un ou l'autre des deux canaux 7, 8.Lorsque le volet de réglage se trouve sensiblement en position verticale médiane, comme schématisé sur la Fig. 1, l'orifice du canal d'air frais 7 et celui du canal d'air ambiant 8 sont ouverts sensiblement dans la même proportion, et les débits correspondants des deux canaux 7, 8, dans la chambre de mélange 32 sont alors égaux. La chambre de mélange 32 contient un ventilateur 30, et constitue ainsi une chambre en surpression 6, dont les parois sont écartées des parois externes 4 de la cheminée (Figs 1 et 3), et qui est etanche à l'égard des gaz de combustion. L'air entre par un orifice d'aspiration 31 du ventilateur 3G, pour être refoulé vers le haut dans le canal de départ d'air chaud 34, dans le sens des flèches de la Fig. 2.L'air réchauffé passe alors dans un échangeur de chaleur, disposé au-dessus du linteau 23, où l'air subit un échauffement supplémentaire sous l'effet des gaz de combustion qui sortent de la cheminée. L'air chaud passe alors dans les canaux 20, qui aboutissent aux orifices grillagés de sortie 22, pour s'écouler dans la pièce de séjour ou est installée la cheminée, ou dans les pièces que l'on veut chauffer. Le volet de réglage 26 est commandé par un moteur 28, qui agit sur un arbre associé au volet, pour faire pivoter celui-ci dans le sens de la flèche A, ou suivant la fleche B dans le sens opposé (Fig. 3), afin d'amener le volet dans une position intermédiaire choisie, suivant la proportion d'air frais et d'air ambiant que l'on veut introduire dans la chambre de mélange 32. Le moteur 28 est asservi électriquement à deux thermostats 36, 38, qui sont disposés en des endroits différents, de préférence dans le canal de débit d'air chaud 34. D'habitude, on peut régler l'un des deux thermostats pour une température d'environ 400 C, en rE- glant l'autre thermostat pour une température de 600 C environ. Les deux thermostats 36, 38, commandent, en outre, la mise en marche et l'arrêt du ventilateur 30.Lorsque le thermostat 36 constate une température de 400 C environ, il déclenche la mise en marche du moteur 28 du volet de réglage 26, pour faire pivoter ce volet qui obturait jusqu'alors l'orifice du canal d'arrivée d'air frais 7, et amener le volet sensiblement dans la position mediane représentée sur la Fig. 1, de manière à faire arriver à la chambre de mélange un débit d'air comportant pour moitié de l'air frais et pour moitié de l'air ambiant. En même temps, le thermostat 36 déclenche la mise en marche du ventilateur 30, qui passe à une première vitesse de réglage, pour assurer un débit d'air d'environ 150 m3/heure, par exemple. Lorsque l'autre thermostat 38 constate ensuite que l'air débité dans le canal 34 a atteint une température de 600 C environ, il agit sur le ventilateur 30, pour le faire passer à un second régime assurant un débit d'air de 350m3/ heure, par exemple. Lorsque la température baisse dans l'en- ceinte du foyer 1, il en résulte un processus inverse de manoeuvre et de réglage pour le volet pivotant 26 et pour le ventilateur 30. On assure ainsi une régulation automatique du débit d'air chaud, en empêchant un débit d'air froid dans la pièce à chauffer, lorsque les matières combustibles et les braises sont éteintes. Quand la cheminée de chauffage n'est pas en service, on coupe l'alimentation du système de commande électrique, et le volet d'air 26 ferme l'orifice d'arrivée d'air frais. I1 subsiste alors seulement un système de surveillance de la température, utilisable, par exemple, lorsque la cheminée sert de rôtissoire, pour assurer la mise en marche du ventilateur lorsque le thermostat détecte une température d'environ 600 C. On peut prévoir un coffret de commande à boutons-poussoirs, pour faire fonctionner la cheminée suivant divers régimes. Par exemple, en été, le ventilateur 30 peut servir uniquement à assurer une circulation de renouvellement d'air frais, l'orifice d'arrivée de la conduite d'air frais étant ouvert a cet effet, pour permettre une climatisation de la pièce de séjour où est installée la cheminée. Grâce à la configuration symétrique de l'échancrure 27 en forme de V, il est possible de permuter les arrivées d'air frais et d'air ambiant, sans modification technique de l'installation, si une telle disposition est nécessaire, compte tenu de l'architecture des lieux. Au lieu d'un seul volet de réglage d'air, monté dans une echancrure en forme de V, on peut prévoir sur chaque arrivée d'air frais et d'air ambiant un volet d'étranglement, et commander les deux volets par des mécanismes d'entraîne- ment séparés. Mais ceci demande un système de commande plus onéreux. Au lieu de faire déboucher vers le haut l'échancrure 27 en forme de V, on peut orienter cette échancrure vers le bas ou latéralement, en disposant en conséquence l'axe de pivotement du volet de réglage d'air 26. De préférence, l'échangeur de chaleur 24 est agencé de telle manière que les gaz chauds de la combustion réchauffent un faisceau tubulaire, à travers lequel passe l'air à chauffer, dans un sens transversal au sens d'écou- lement des gaz chauds qui s'échappent vers le haut, dans des conduits séparés. Le débit d'air chaud, au lieu de desservir une seule pièce, peut aussi en desservir plusieurs. Enfin, la chemi- née de chauffage peut aussi être réalisée sans les parois latérales mobiles constituées par des glaces 10, 11, 12. REVENDICATtONS 1. Cheminée de chauffage avec production d'air chaud, comportant une grille de foyer, un conduit d'évacuation des fumées, ainsi qu'un conduit d'arrivée d'air frais et un conduit d'arrivée d'air ambiant, débouchant dans une chambre de mélange à laquelle est associé un ventilateur , caractérisé en ce qu'elle comporte au moins un volet de réglage d'air (26) commandé par un moteur, et disposé dans la cham- bre de mélange (32), ou dans un conduit d'arrivée aboutissant à celle-ci ; des moyens étant prévus pour régler automatiquement la position du volet de réglage (26), en fonction des indications d'au moins un capteur de température (36, 38), pour régler la proportion du débit d'air frais et du débit d'air ambiant arrivant dans la chambre de mélange (32), ou pour interrompre au besoin le débit d'arrivée d'air frais. 2. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le volet de réglage d'air (26) est disposé dans une échancrure en forme de V (27), constituée par des orifices orientés obliquement, et disposés en regard l'un de l'autre sur le conduit d'arrivée d'air frais (7) et sur le conduit d'arrivée d'air ambiant (8) ; et en ce que le volet de réglage d'air (26) porte à l'une de ses extrémités un axe de pivotement (29) disposé en bas de l'échancrure en forme de V (27). 3. Cheminée selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisée en ce qu'elle comporte deux capteurs de température (36,38), disposés en des endroits différents, au voisinage du conduit de débit d'air chaud (34) ; ces deux capteurs de température étant réglés pour réagir à des températures différentes, et agencés pour commander le ventilatcur (30) et un moteur d'entraînement (28) du volet de réglage d'air (26). 4. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la chambre de mélange (32)et le ventilateur (30) sont disposés dans une enceinte (6), dont les parois sont écartées des parois extérieures (4) de la che minée ; cette enceinte (6) étant étanche à l'égard des gaz de combustion, et disposée sous la grille du foyer (3), et constituant une chambre en surpression, dans laquelle débouchent directement et sur des côtés différents le conduit d'arrivée d'air frais (7) et le conduit d'arrivée d'air ambiant (8).