Brevet FR2577305A1 — publié le 19860814

Foyer fermé pour cheminée à haut rendement calorifique fonctionnant feu ouvert ou fermé et pouvant être lié au renouvellement d'air des locaux et au réchauffement de l'air ambiant ou extérieur. - La présente invention concerne les cheminées de toute nature dont le foyer est utilisé pour assurer la combustion de combustibles divers et notamment de bois. - L'invention vise plus spécialement les équipements dits "foyers fermés" destinés à être mis en place dans le foyer de telles cheminées établies à l'intérieur de locaux. - Ces équipements dits "foyers fermés" connus visent plus particulièrement à réduire la consommation de combustible et à assurer une bonne combustion mais n'assument pas à ce jour une fonction de récupération optimale des calories produites. D'autre part, ces équipements présentent de nombreux inconvénients : unique solution de récupération de chaleur (air ambiant ou air extérieur), porte vitrée rapidement encrassée, mauvaise adaptation aux diverses installations de chauffage existantes, refoulement des fumées en fonctionnant à feu ouvert. L'invention vise : à s'affranchir des inconvénients ci-dessus, à augmenter considérablement le rendement calorifique en améliorant les caractéristiques techniques et en lui associant une fonction de générateur d'air chaud efficace qui peut astre liée au réchauffement de l'air ambiant et au renouvellement d'air des locaux. - L'invention vise aussi à économiser la main-d'oeuvre d'installation, en permettant à un non professionnel la pose simple et rapide de cet équipement dans toute cheminée existante et à plus forte raison dans une cheminée à réaliser. Et ce, grace aux nombreux accessoires nécessaires aux divers modes de raccordement et aux finitions latérales d'encadrement. - L'appareil, objet de l'invention, est constitué d'un bloc autonome préfabriqué, composé d'un foyer hermétique à double paroi fermé par une glace amovible dont la combustion est alimentée par l'air ambiant et dont la récupération des calories produites peut être assurée indifféremment par de l'air ambiant ou par de l'air neuf extérieur, pulsé ou aspiré mécaniquement ou non. - Le "foyer fermé" suivant l'invention et un mode d'exécution préféré est tout d'abord caractérisé par ses diverses solutions de fonctionnement * Simple fonction de réchauffement d'air ambiant lorsque les perforations hautes et basses sont obstruées par les plaques 6' et 5'. Le seul raccord extérieur étant le conduit d'évacuation des fumées fixé sur la collerette 7. L'air ambiant exempt de fumées, destiné à être réchauffé est admis dans l'appareil à travers les grilles basses réglables 1 et 2 par l'aspiration résultant de la différence de pression atmosphérique entre la source d'air frais et l'échangeur récupérateur de chaleur 10.Cet air emprunte alors le circuit hermétique établi entre les deux enveloppes 12 et 13 de l'appareil constituant un système d'échangeur récupérateur de chaleur et comportant un dispositif de chicanes 9, 16 et 17 qui allonge le parcours d'air et les surfaces d'échange pour augmenter son réchauffement avant d'entre évacué dans le local par les grilles hautes réglables 3 et 4 de l'appareil. * Avec pose de conduits flexibles sur les collerettes hautes 6' cet air chaud peut être diffusé dans d'autres locaux et éventuellement par un procédé de ventilation forcée. Les grilles hautes réglables 3 et 4 permettent à loisir d'obtenir toute ou partie de cet air chaud dans le local même. * Avec, sur la collerette 5', pose de conduit flexibles relié à l'extérieur, les solutions précédentes peuvent être jumelées au réchauffement d'air frais extérieur. Si les grilles basses 1 et 2 sont fermées, uniquement l'air frais extérieur sera réchauffé et distribué dans ce local ou dautres locaux de façon mécanique ou non. * Par la simple adjonction de conduits supplémentaires et un procédé de ventilation forcée, cheminée et renouvellement d'air peuvent être réunis dans le même investissement. L'air frais extérieur est ainsi aspiré ou insufflé entre les parois étanches de l'appareil à une vitesse assez forte pour que les coefficients d'échange de chaleur entre air et plaques soient importants. Cet air peut ensuite être distribué par des gaines ou conduits dans les les locaux. L'air vicié est aspiré dans les locaux à la même vitesse et expédié, à l'extérieur, dans une serre ou d'autres locaux de service. * Dans le cas précédent, les calories de l'air vicié extrait peuvent être cédées à l'air frais admis dans un échangeur. Cet équipement sera alors lié à une ventilation mécanique double flux avec récupérateur de chaleur. * Les systèmes à admission d'air extérieur peuvent être aussi combinés avec tout autre procédé actif ou passif de réchauffement d'air : effet de serre, mur trombe, capteur solaire... Les divers modes de fonctionnement restent toujours valables quand on fonctionne à feu ouvert, c'est-à-dire lorsque la porte vitrée 14 est otée pour privilégier le chauffage d'agrément au chauffage efficace. - Pour répondre aux diverses solutions ci-dessus, le foyer fermé est d'autre part caractérisé en ce qu'il comprend * Une double admission d'air pour la combustion : une admission centrale réglable où l'air ambiant est aspiré à travers les perforations du tiroir à cendres 8 et pénètre dans le foyer par les perforations 20 de la plaque foyère, et deux admissions réglables 18 et 19 situées dans les parties basses et latérales d'encadrement de façade de l'appareil. * Des perforations basses 21 d'admission d'air ambiant dans l'encadrement de la porte vitrée 14 destinées à assurer le désenfumage automatique de la vitre et donc d'éviter son encrassement. L'air propre aussi aspiré à travers ces perforations peut s'élever en lèchant la face interne de la vitre pour constituer un écran protecteur. * Une plaque d' anti-refoulement 22 montée en retombée de bandeau et articulée en ses parties supérieures latérales sur l'encadrement 15, qui grace à un simple poussoir 23 se met automatiquement en position verticale quant la porte vitrée s'ouvre, et se soulève quand elle se ferme. Cette plaque réduisant l'ouverture du foyer dans sa partie supérieure quand on ouvre la porte ou quant on a un fonctionnement à foyer ouvert, évite la propagation de fumée dans le local et représente donc un élément important pour le confort et l'agrément. * Une boîte à fumée 11 où l'évacuation des substances combustibles est freinée par la chicane 27. Ce qui a pour effet de-récupErer la plus grande quantité des calories produites par leur combustion. * Unmodérateur de tirage 24 dans la boite à fumée il où un volet obturateur réglable par une poignée extérieure 25 pivote autour d'un axe horizontal. * Des ailettes latérales hautes et basses 26 autour de l'encadrement 15 destinées à recevoir diverses finitions telles que grilles ou panneaux décoratifs pour s'adapter aux diverses cheminées. - D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'invention apparaitront clairement à l'aide de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs et suivant un mode d'exécution préféré, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. * La figure 1 est une vue en perspective de la paroi intérieure 12 du foyer et de la botte à fumée 11 qui vient s'adapter dans son encoche supérieure. Nous pouvons repérer : les perforations basses 20 sur la plaque foyère qui permettent aux cendres de descendre dans le tiroir et à l'air ambiant nécessaire à la combustion de pénétrer en position centrale ; les ailettes de transmission de chaleur 16 qui augmentent la surface d'échange dans la double paroi et constituent un dispositif de chicanes permettant d'allonger le parcours d'air à réchauffer ; et le volet obturateur réglable 24 dans la boîte à fumée, véritable modérateur de tirage. * La figure 2 est une vue en perspective de la paroi extérieure 13 du foyer dans laquelle vient s'emboiter la paroi intérieure 12. Nous pouvons repérer : les ailettes basses 9 qui supportent la paroi intérieure et qui présentent les mêmes avantages déjà cités, des ailettes horizontales 16 ; les ailettes horizontales 17 identiques aux 16 ; les ailettes d'encadrement 26 qui permettent la pose de diverses finitions les plaques 5 et 6 et les collerettes 5' et 6' qui peuvent s'ajuster au choix sur les perforations hautes de récupération d'air réchauffé, ou basses d'admission d'air à réchauffer ; la collerette 7 qui vient s'adapter sur le rebord de la perforation haute de la boîte à fumée 11 à travers la perforation supérieure d'évacuation de fumée. * Les figures 3 et 4 représentent respectivement les coupes transversale et frontale verticales du bloc autonome préfabriqué, objet de l'invention. Nous pouvons repérer : la chambre de circuits 10 pour échange et récupération de chaleur ; la botte à fumée 11, le tiroir à cendres 8, les ailettes verticales 9 et horizontales 16 et 17, la porte vitrée 14 et l'encadrement 15. * La figure 5 est une vue en perspective éclatée des divers éléments de façade. Nous pouvons repérer : la porte vitée amovible 14 et les perforations basses 21 pour le désenfumage automatique de la vitre ; le tiroir à cendres 8 dont la poignée sert aussi à régler l'admission d'air ambiant pour la combustion à travers les perforations, à l'aide d'un clapet perforé coulissant ; les grilles basses réglables 1 et 2 d'admission d'air ambiant à rchauffer ; l'encadrement 15 et ses admissions basses réglables 18 et 19 d'air ambiant pour la combustion ; la plaque d'anti-refoulement 22 et son poussoir 23 ; les grilles hautes réglables 3 et 4 de sortie d'air réchauffé. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. R ENDICATIONS 1. "Foyer fermé" destiné à être monté dans une cheminée dont le foyer est utilisé pour assurer la combustion de combustibles divers et notamment de bois, caractérisé en ce qu'il est composé d'un foyer hermétique à double paroi (12 et 13), fermé par une glace amovible (14) dont la combustion est alimentée par de l'air anbiant ou extérieur au local, pulsé ou aspiré mécaniquement ou non à travers une chambre de circuits d'air (10) pour échange et récupération de chaleur. 2. "Foyer fermé" selon la revendication 1, caractérisé en ce que son fonctionnement peut être lié au renouvellement d'air frais ou chaud des locaux ou du local. 3. "Foyer fermé" selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il permet à un non professionnel sa pose simple et rapide dans toutes les cheminées, et ce, grace aux nombreux accessoires fournis ; nécessaires aux finitions latérales décoratives (26) et aux divers modes de raccordement selon le fonctionnement retenu (5, 5', 6, 6', 7). 4. "Foyer fermé" selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il peut fonctionner à feu fermé ou ouvert grace à sa glace amovible (14) et à sa plaque d'anti-refoulement de fumée (22) qui réduit automatiquement l'ouverture du foyer en partie haute quand la porte vitrée est ouverte ou otée. 5. "Foyer fermé" selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sa glace est automatiquement désenfumée grace à un système d'admission d'air ambiant dans sa partie basse (21). Cet air en s'élevant le long de la face interne de la glace constitue un écran protecteur léchant continuellement sa surface et repoussant les fumées. 6. "Foyer fermé" selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte une boîte à fumée (11) destinée à freiner l'évacuation des substances gazeuses combustibles et à récupérer la plus grande partie des calories produites. 7. "Foyer fermé" selon l'une des revendications 1 à G caractérisé en ce qu'il qu'il comporte dans sa boîte à fumée un volet obturateur (24), véritable modérateur de tirage, réfilable manuellement par une poignée extérieure (25). 8. "Foyer fermétz selon lune des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte une double admission d'air pour la combustion : une admission centrale réglable manuellement où l'air est aspiré à travers les perforations du tiroir à cendres (e) et pénètre dans le foyer par les perforations ou a grille de la plaque foyère (20) ; et des admissions latérales réglables manuellement de part et d'autre de la partie basse et horizontale de l'encadrement (18 et 19). Ces admissions permettent une régulation simple du tirage, une excellente combustion et un allumage rapide. 9. 'Foyer fermé" selon l'une des revendications i à 8 caractérisé par ses diverses solutions d'admission d'air à réchauffer : une sous foyer (5') et deux en façade de part et d'autre du tiroir à cendres (1 et 2). Les admissions en façade sont manuellement règlables et l'admission sous foyer peut etre branchée à un conduit ou obstruée par une plaque fournie (5), selon le mode de fonctionnement retenu. 10. "Foyer fermé" selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé par ses diverses solutions de sorties d'air : deux sorties en façade sur la partie haute du foyer réglables manuellement (3 et 4), et deux sorties au dessus du foyer de part et d'autre de la boîte à fumée (6'). Ces dernières peuvent être branchées à des conduits ou obstruées par une plaque fournie (6), selon le mode de fonctionnement retenu.