Brevet FR2573517A1 — publié le 19860523

L'invention est relative à un chenet de support des bûches d'un foyer de cheminée à âtre. Elle trouvera tout particulièrement son application dans le domaine du chauffage des habitations domestiquels On connatt l'utilisation de chenets dans les cheminées à âtre alimentées à partir de bûches de bois, destinés à surélever les dites bûches par rapport au sol de la cheminée afin d'améliorer le tirage et la combustion du bois. En effet, au fur et à mesure que la bûche se consume, il y a formation de cendres qui se déposent dans la partie basse de la cheminée. Or, il est indispensable qu'un courant d'air, nécessaire à la combustion, puisse atteindre le coeur du foyer. La surélévation des bûches permet de créer un conduit d'amenée d'air à leur partie inférieure. La confection des chenets actuels ne pose que peu de problemes de fabrication et ils sont généralement réalisés à partir de fers forgés. Avec le renchérissement de l'anergie, les cheminées à bois ces dernières années ont fait l'objet de perfectionnements en vue notamment d'améliorer leur rendement thermique. Il a été établi que dans une cheminee classique, une grande part des calories est évacuée avec les fumées de combustion d'où un médiocre rendement thermique de l'installation. Divers aménagements destinés à récupérer les calories peuvent équiper les cheminées pour en améliorer le fonctionnement. Les dispositifs les plus courants sont des récupérateurs de chaleur constitués par une double cloison de I'âtre, entre lesquels on fait circuler de l'air pulse qui est envoyé dans la pièce à chauffer. L'air, par son contact avec la cloison chauffée par le foyer de l'âtre, absorbe une partie des calories produites par la combustion du bois et sert au chauffage de l'habitation. Il s'agit d'installations qui, sur un plan energétique, donnent satisfaction mais qui comportent néanmoins de nombreux inconvénients. En particulier, en peut citer qu'il s'agit d'un équipement qui doit être installe lors de la constructien de la cheminée et qui ne peut, par conséquent que très difficilement etre adapté sur les constructiens déja existantes. Par ailleurs, il s'ait d'une fabrication cem- plexe et ceûteuse. Basé sur le principe des récupérateurs ie chaleur, des sup ports de foyer de cheminée qui sont des installations autonomes sont proposés sur le marché pour être installés dans les âtres de cheminées existantes sans modification de ces dernieres et qui permettent d'améliorer très sensiblement le rendement thermique de la dite cheminée. Le principe existant consiste à utiliser pour le support des bûches du foyer un caisson ajouré pour assurer le passage de l'air de combustion, dans lequel on fait circuler de l'air pulsé. Durant son passage dans le caisson, l'air s'échauffe puis est rejeté à l'aide d'une bouche frontale dans la pièce à chauffer. Des supports de foyer de cheminée à récupérateur intégré les plus perfectionnés possèdent un circuit aller et retour de l'air chaud c'est-à-dire que le caisson est divisé longitudinalement en deux, l'un des côtés servant pour le passage de l'air depuis la partie frontale vers la partie arrière du support et l'autre côté assure le retour c'est-à-dire depuis la partie arrière jusqu'à la partie frontale de la cheminée. Ce circuit d'air présente cependant un grave inconvénient. En effet, seul le centre du foyer constitue la partie chaude du feu, les parties latérales assurant un support des bûches non embrasees. Par consequent, la partie extérieure de l'air mis en circulation dans le support de foyer à récupérateur n'est pas ou faiblement chauffé durant son passage sous le foyer. Cet air faiblement chauffé est pourtant brasse avec l'air chaud lors de son soufflage dans la pièce à chauffer. Ce mélange affaiblit très sensiblement le rôle joué par le récupérateur de chaleur. Il est en effet souhaitable de pulser à distance un jet d'air chaud afin de réchauffer les parties les plus éloignées de la cheminee, l'environnement immédiat de la cheminée pouvant être chauffé par rayonnement. Le but principal de la présente invention est de présenter un chenêt de support de bûches pour foyer de cheminée à âtre disposant d'un récupérateur de chaleur incorporé à haut rendement qui permet de pulser un jet d'air chaud. Grâce à l'utilisation de la présente invention, il est possible d'obtenir une répartition de la température beaucoup plus homogène dans la pièce dans laquelle est situé l'âtre puisque un jet d'air très chaud peut être dirige à longue distance pour assurer le chauffage des parties les plus éloignées de l'âtre. Le chenet de la presente inventatn pourra être disposé dans les cheminées à âtre existantes sans y apporter aucune modification. Sur un plan esthetique, la présente invention respecte les formes traditionnelles données au chenêt et par conséquent n'altèrent pas le caractère décoratif donne généra9ement par les cheminees à feu de bois. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de -la description suivante qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le chenêt de support des bûches d'un foyer de cheminée à âtre qui trouvera notamment son application dans le domaine du chauf fagedomestique, formé de barreaux creux surélevés à l'intérieur desquels est assurée une circulation forcez d'air qui s'échauffe durant son passage sous le foyer, les volumes intérieurs des barreaux etant reliés par un tube transversal, caractérisé par le fait que la circulation d'air est compartimentee entre les barreaux situés sous la partie chaude du foyer et les barreaux extérieurs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée d'un dessin en annexe. La figure unique represente en coupe partielle une vue en perspective d'un mode preferentiel de réalisation du chenet de la présente invention. La présente invention vise un chenêt de support des bûches d'un foyer de cheminée à âtre. Elle trouvera notamment son application dans le domaine du chauffage domestique dans te cadre des économies d'énergie. On connaît le rôle des chenêts places dans les cheminées à âtre pour feu de bois destinés à surélever les bûches afin de favoriser le tirage par arrivée d'air frais sous le brasier. On peut deplorer qu'avec les installations classiques, une grande partie des calories produites sont entrainées avec les fumées dans le conduit de cheminée et qui sont donc perdues pour le chauffage du local dans lequel est placée la cheminée. Précisément, la presente invention concerne un chenêt doté d'un échangeur de calories intégrées qui permet de récupérer une grande partie des calories produites par la combustion. Contrairement au support de foyer de cheminée existant, la présente invention distingue la partie chaude du foyer vis-à-vis de son environnement où ia température est nettement plus faible. Des essais de mesure thermique ont ete pratiques sur un foyer alimenté par des bûches, ce qui a permis de confirmer que seule la partie centrale du foyer présente une haute température. Cette carac téristique est exploitée avec le chenet de la présente invention afin de créer un soufflage d'air chaud pour homogénéiser la temperature de la piece dans laquelle est placée la cheminée. La figure unique présente, vue en perspective, un mode pré ferentiel de réalisation du chenêt de la présente invention. Le chenêt I comprend un ensemble de barreaux longitudinaux 2 destinés à supporter les bûches, les dìts barreaux étant surélevés par l'intermédiaire de pieds 3. Un dégagement sous le chenêt est de preference réalisé afin d'autoriser la circulation d'air sous le foyer pour constituer un tirage. Les barreaux sont creux et à l'intérieur de ces derniers, on assure une circulation forcée d'air. L'air durant son passage dans les barreaux s'échauffe au contact de ceux-ci puisque les barreaux assurent le support des bûches et par conséquent sont exposés plus ou moins directement à l'action de la flamme. Les volumes intérieurs des barreaux 2 sont relies par l'intermédiaire d'un tube transversal 4 qui, dans le cas présent, est situé dans la partie arrière du chenet 1. Comme cela a ete exposé précédemment, un foyer se distingue par une partie chaude, généralement centrale, et une partie péripherique de plus faible temperature. Selon la caractéristique principale de la présente invention, la circulation d'air dans les barreaux 2 est compartimentée entre les barreaux 5 situés sous la partie chaude du foyer et les barreaux extérieurs 6. Ce compartimentage permet de distinguer le circuit d'air directement exposé aux barreaux les plus chauds, et le circuit d'air parcourant les barreaux 6 du chenêt plus faibles en température. De la sorte, la circulation d'air est réalisée à temperature homogène et aucun mélange air tiède, airchaud, n'est réalisé dans la présente invention ce qui sur un plan entropique est extrêmement favorable. A partir de cette caractéristique, deux circuits d'air sont possibles a circulation d'air peut se faire à travers les barreaux centraux 5 à partir de la prise d'air extérieure 7 vers le tube trans versal 4 et le retour de l'air chauffé est assuré a travers les barreaux latéraux 6 depuis le tube transversal 4 vers les bouches de sortie d'air chaud 8. Dans son circuit, on peut constater que l'ensemble du débit d'air a parcouru les barreaux 5 et par conséquent a été exposé à la partie chaude du foyer et c'est de l'air haute température qui est soufflée par les bouches de sortie d'air chaud 8. L'avantage de ce sens de circulation est une plus grande homogénéité de la température de l'air dans le chenêt. Il est également possible, selon la presente invention, d'envisager la circulation de l'air à travers les barreaux extérieurs 6 en premier lieu à partir des prises d'air extérieures 8 vers le tube transversal 4 puis retour de l'air à travers les barreaux centraux 5 depuis le tube transversal 4 vers la bouche de sortie d'air chaud 7. L'avantage de ce sens de circulation est une plus grande température de l'air chaud en sortie du chenêt. En effet, l'air est préalablement chauffé durant son passage à travers les barreaux 6 puis, à partir d'une temperature donc relativement élevée, est à nouveau échauffée durant son passage dans les barreaux centraux 5. Le chenet de la présente invention est équipe d'un caisson frontal 9 muni des perforations adéquates pour assurer le passage de l'air. Le caisson frontal 9 renferme le ventilateur de circulation formee d'air. De préférence, la prise d'air extérieure 7 est orientée vers la partie inférieure de l'âtre dans laquelle est place le chenet. Cette caractéristique permet de créer un appel d'air sous le chenêt d'où une circulation d'air et une amélioration du tirage de la combustion des bûches. La section de passage de chair dans les barreaux 5 situés sous la partie chaude du foyer peut être différente de celle située dans les barreaux extérieurs 6. Puisque le debit dans les deux compartiments du chenêt 1 est identique , la vitesse de circulation peut ainsi être adaptee aux caractéristiques recherchées. Dans le cas de la présente invention, la section de passage de l'air dans les barreaux centraux 5 situés sous la partie chaude du foyer sera de preférence inférieure à celle située dans les tubes extérieurs 6. De la sorte, la vitesse de circulation de-l'air dans les barreaux centraux 5 est supérieure à celle rencontrée dans les barreaux extérieurs 6. Ceci peut être recherché notamment pour éviter de pulser de l'air trop chaud. Par ailleurs, l'augmentation de sections dans les barreaux extérieurs 6 permet de reduire la perte de charge dans le circuit parcouru par l'air. Afin de réduire la puissance nécessaire pour assurer la circulation de l'air dans le circuit, il est toujours préférable de minimiser les pertes de charge, par contre, il est nécessaire de focaliser le passage de l'air sous la partie chaude du foyer. Sur le plan de la construction, le chenêt dela présente invention se présente sous la forme de tubes cylindriques 5 et 6 dont les extrémités 10 sont cintrées. Ce cintrage permet de surélever le tube transversal 4 et de former un contrefort qui évite que les bûches puissent tomber du chenêt. De préférence, le chenêt 1 comprend sept barreaux 5 et 6 dont les trois barreaux du centre 5 sont places sous la partie chaude du foyer. Dans sa partie avant, le chenêt comprend un caisson 9 frontal qui communique avec les volumes intérieurs des barreaux 2, le dit caisson comportant deux cloisons 11, dont l'une d'entre elles est visible sur la figure unique d'accompagnement, qui délimite les compartiments 12 et 13 reliant respectivement les volumes interieurs des barreaux centraux 5 situés sous la partie chaude du foyer et les barreaux extérieurs 6. Le caisson 9 comprend dans 3X partie inferieure une bouche d'admission d'ir 7 et deux bouches latérales 8 de sortie d'air chaud. Cette aspiration est en général situee devant les chenêts pour éviter d'aspirer de l'air sali par le foyer ainsi que des gaz brûlés qui pourraient être recyclés dans l'habitation. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portee de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1.Chet(1)de suPporLde bûches d'un foyer de cheminée à âtre qui trouvera notamment son application dans le domaine du chauffage, formés de barreaux creux (2) surelevés à l'intérieur desquels est assurée une circulation forcée d'air qui s'echauffe durant son passage sous le foyer, les volumes intérieurs des barreaux étant reliés par un tube transversal (4), caractérisé par le fait que la circulation d'air est compnrtimentee entre les barreaux (5) situes sous la partie chaude du foyer et les barreaux (6) exterieurs. 2. Chenêt selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la circulation d'air se fait à travers les barreaux centraux (5) à partir de la prise d'air extérieure (7) vers le tube transversal (4) et le retour de l'air chauffé est assuré à travers les barreaux extérieurs (6) depuis le tube transversal (4) vers les bouches de sortie d'air chaud (8). 3. Chenet selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la circulation d'air se fait à travers les barreaux extérieurs (6) à partir de la prise d'air extérieure (8) vers le tube transversal (4) et le retour de l'air est assure à- travers les barreaux centraux (5) depuis le tube transversal (4) vers la bouche de sortie d'air chaud (7). 4. Chenêt selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la prise d'air extérieure (7) est orientée vers la partie inferieure de l'âtre. 5. Chenêt selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section de passage de l'air dans les barreaux (5) situés sous la partie chaude du foyer est differente de celle située dans les barreaux extérieurs (6). 6. Chenêt selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la section de passage de l'air dans les barreaux centraux (5) situés sous la partie chaude du foyer est inférieure à celle situee dans les barreaux extérieurs (6). 7. Chenêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les barreaux (2) se présentent sous la forme de tubes cylindriques dont les extrémités (10) sont cintres. 8. Chenêt selon la revendication 7, caractérise par le fait qu'il comprend sept barreaux (2) dont les trois du centre (5) sont places sous la partie chaude du foyer. 9. Chenet selon la revendication 1, caractérisé parle fait qu'il comprend un caisson frontal (9) communiquant avec le volume intérieur des barreaux (2), le dît caisson (9) comportant deux cloisons (11) qui délimitent les compartiments (12) et (13) reliant les volumes interieurs des barreaux centraux (5j situés sous la partie chaude du foyer et ceux des barreaux extérieurs 6. 10. Chenêt selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le caisson (9) comprend dans sa partie inferieure une bouche d'admission d'air (7) et deux bouches latérales de sortie d'air chaud (8).