Brevet FR2671167A1 — publié le 19920703

La présente invention a pour objet un procédé, et les dispositifs permettant sa mise en oeuvre, destinés à créer dans un conduit de fumée, le tirage nécessaire et suffisant pour permettre à une cheminée à feu ouvert de fonctionner normalement, le dit tirage étant indépendant de l'air de la pièce où la dite cheminée se trouve, tout en lui assurant un parfait fonctionnement même, et surtout, en présence d'une ventilation mécanique contrôlée maintenant une légère dépression dans le local, ce qui tend généralement à créer un contre tirage dans le conduit. Ce procédé permet également de remédier avec les mêmes dispositifs au disfonctionnement d'une cheminée à feu ouvert existante dite " qui fume" quelques soient les raisons provocant ses refoulements de fumée. Autrefois, là ou se trouvait une telle cheminée, principalement une grande cheminée de campagne, il était nécessaire, pour obtenir dans la pièce un air à peu près respirable, de laisser une fenêtre ouverte ce qui lui permettait de fonctionner en tirage naturel à la façon d'une cheminée extérieure dite aujourd'hui "barbecue" (fig. 13, mais avec les inconvénients qui en résultent sur le plan du confort. Depuis quelques années, un aspirateur électrique placé en tête de souche tente, le plus souvent vainement, de créer par dépression une ascendance dans le conduit de fumée (fig 2). Il s'agit là de l'utilisation dévoyée de tourelles de ventilation conçues pour > non pas créer mais accélérer, le renouvellement d'air de divers locaux: cuisines, laboratoires, ateliers... qui, eux, sont ouverts sur l'extérieur. Certains autres procédés imaginés pour satisfaire à des besoins industriels visant à accélérer la circulation de fluides dans des canalisations grâce à des injections d'air dans le fluide à l'aide de buses placées le plus souvent près de la sortie des conduits, ont fait l'objet de quelques tentatives d'adaptation à la cheminée à feu ouvert, mais cela toujours sans résultat (fig. 3). Dans la pratique, lorsque le conduit est assez largement dimensionné, certaines cheminées d'ouverture relativement petite réussissent à fonctionner normalement grâce a un phénomène naturel qui veut que la colonne d'air qui se situe dans le conduit se coupe en deux lames circulant en sens inverse: l'air chaud en montant et l'air froid, de compensation7 en descendant (fig. 4).Ce phénomène présente un premier inconvénient qui réside dans le fait que l'air chaud ascendant n'est autre que l'air ambiant de cette pièce, préalablement chauffé, ce qui occasionne une perte de calories dispendieuse et désagréable sur le plan du confort, ainsi qu'un second inconvénient qui réside dans le fait que ce phénomène à pour effet de réduire de moitié la section utile du conduit de fumée aggravant ainsi le rapport qui doit exister entre la section du conduit et l'ouverture de l'âtre, imposant l'installation de petites cheminées ce qui n'est jamais souhaité dans le cas de cheminées à feu ouvert. Tous les dispositifs actuellement connus et cités plus haut n'ont pour résultat que d'accélérer mécaniquement ce phénomène naturel. Le procédé suivant l'invention permet de remédier à ces inconvénients. A cet effet il tient compte du phénomène physique évident et incontournable qui veut que "pour extraire d'un volume clos une certaine quantité d'air il soit indispensable d'y en faire entrer autant par ailleurs". Or il se trouve que les cheminées à feu ouvert fonctionnent en général l'hiver, dans des locaux totalement clos. Tenant compte de ceci, le procédé permet de satisfaire à deux exigences qui sont: - créer à l'intérieur du conduit et sur toute sa hauteur une circulation ascendante continue sans qu'il soit fait appel à l'air de la pièce et sans qu'il y ait saturation du conduit afin que puisse se réaliser la seconde exigence, à savoir:: - obtenir à la base du conduit une dépression suffisante qui puisse permettre l'absorbtîon et l'entrainement, par le flux ascendant, des fumées qui prennent naissance dans l'âtre lors de la pyrolise partielle du bois de combustion comme illustré en fig. 5 représentant shématiquement l'aménagement de l'invention dans un conduit, le procédé consistant à mettre et à maintenir en mouvement ascendant l'air contenu dans le conduit de fumée sans faire appel à l'air contenu dans la pièce où se trouve la dite cheminée. Ceci est obtenu en disposant dans l'avaloir de la cheminée, et impérativement à la base du conduit de fumée, un diffuseur et en racordant celui-ci par une tuyauterie à un coffret d'insufflation placé à l'extérieur, le dit coffret contenant une turbine électrique chargée de pulser de l'air dans le diffuseur. La fig. 6 représente à plus grande échelle le diffuseur respectivement en 1/2 vue de face, en coupe suivant a - a' et en 1/2 vue de dessus. La fig. 7 représente, en situation, l'ensemble du dispositif selon l'invention. La fig. 8 représente la réalisation d'une variante. En référence à ces dessins le dispositif comporte: - un coffret d'aspiration (1) en tôle inox, en fonte d'aluminium ou en toute autre matière stable et inaltérables comportant une turbine électrique (2) d'un débit proportionnel à la section et à la longueur du conduit de fumées une grille d'entrée antimoustiques (3), un embout de sortie (4), une borne de raccordement électrique (5) et des pattes de fixation (6). - un diffuseur fonctionnant suivant le principe des double cônes inversés de Venturi qu'il met en oeuvre deux fois en cascade (fig. 6). Ce diffuseur réalisé en inox ou en fonte d'aluminium est composé d'un double cône inversé primaire d'insufflation (8) surmonté d'un double cône inversé secondaire (9) de plus grande section terminé à sa base par une jupe (10) en forme de carter servant à définir une chambre d'aspiration autour du double cône inversé primaire (8) et comportant des pattes (il) percées permettant la fixation de l'appareil dans l'avaloir de la cheminée. Dans ce diffuseur l'axe du double cône secondaire (9) est incliné d'environ 25 sur l'axe du double cône primaire (8) afin, d'une part, de diriger l'air insufflé de façon la plus propice et d'autre part d'éviter la chute de cendre ou suie dans le double cône primaire et par suite dans la tuyauterie qui y est raccordée au risque d'obstruer cette dernière. Ce diffuseur (7) est alimenté en air insufflé à la base du cône convergent du double cône primaire (8). Cet air comprimé en (A) dans l'étranglement de ce double cône primaire se détend en (B) dans l'évasement de son cône divergent en créant une aspiration en (C) à la sortie du dit double cône primaire à l'intérieur de la jupe d'aspiration (10) qui enveloppe le double cône primaire où il se charge d'une partie des fumées émises par le foyer. Cet air chargé traverse en suite le double cône secondaire (9) situé à la suite et au-dessus du double cône primaire.Il y pénètre par la base dans le cône convergent et se comprime dans l'étranglement du dit double cône secondaire en (D) puis se détend en (F) dans l'évasement de son cône divergent de sortie en créant une seconde aspiration en (E) à la sortie de l'appareil à l'intérieur même du conduit de fumée à la base de celui-ci en se chargeant du reste des fumées. - une tuyauterie assurant la liaison entre ces deux éléments comprenant, Si nécessaire, un premier tube (12), léger, par exemple en matière plastique rigide, ou souple suivant le trajet à lui faire suivre, d'un diamètre compatible avec le débit de la turbine, assujetti, d'une part à l'embout de sortie (4) du boitier (1), et d'autre part à un second tube (13) d'un diamètre identique, situé en partie chaude, réalisé par exemple en tuyau souple en acier inox hélicoidal, assujetti par vissage à la base du double cône primaire d'insufflation (8) du diffuseur (7). Selon des variantes non illustréesw et suivant le cheminement imposé à l'air insufflé, le tube plastique (12) peut ne pas être nécessaire, mais s'il l'est, il peut être encastré dans la maçonnerie ou derrière un doublage isolant, voir même remplacé partiellement ou totalement, par un vide de section compatible ménagé derrière une corniche ou derrière une plinthe. Il est entendu que dans ce cas, cette partie de conduit doit être réalisée sur toute sa longueur, ainsi qu'aux raccord dans ses extrémités, de manière à éviter toute déperdition d'air. Dans le cas où, pour des raisons techniques ou de réglements, l'installation du coffret d'aspiration (l) ne peut se faire à l'extérieur, il est possible de disposer ce coffret du côté intérieur (fig. 8). Dans ce cas la grille d'entrée (3) doit se présenter en ventouse directement dans le trou ménagé dans le mur. A titre indicatif, dans le cas où la pose du coffret (1) n'est pas réalisable sur un mur de périphérie elle peut l'être en quelque lieu que ce soit à condition que celui-ci soit très correctement ventilé, tel que cave, vide sanitaire, grenier, voir même dans une gaine de ventilation basse d'une pièce aveugle. Le dispositif selon l'invention est spécialement destiné à permettre le fonctionnement des cheminées à feu ouvert construites dans une pièce d'un local équipé de la ventilation mécanique contrôlée. REVENDICATIONS l) Procédé destiné à créer dans un conduit de fumée sur lequel est raccordé une cheminée à feu ouvert, un tirage suffisant pour permettre à cette cheminée de fonctionner normalement, notamment lorsque la pièce où se trouve cette cheminée est maintenue en légère dépression par une ventilation mécanique contrlée, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre, et à maintenir, en mouvement ascendant l'air contenu dans le conduit de fumée sans faire appel à l'air contenu dans la pièce ou se trouve la dite cheminée, en disposant dans l'avaloir de la cheminée et impérativement à la base du conduit un diffuseur raccordé par une tuyauterie à un coffret d'insufflation. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication caractérisé en ce qu'il est constituée d'un diffuseur (7) comportant deux double cônes inversés (8) (9), suivant le principe de Venturi superposés, le double cône primaire (8) est placé en partie basse du diffuseur (7) et est entouré d'une jupe (10) qui se raccorde dans sa partie haute à la partie basse du double cône secondaire (9) situé au dessus du primaire (8). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'axe intérieur du double cône inversé secondaire (9) est incliné sur l'axe intérieur du double cône inversé primaire (8). 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un coffret d'insufflation (1) raccordé au diffuseur (7) par une tuyauterie (12) (13) et que le dit coffret est pourvu d'une turbine électique (5) destinée à pulser dans le diffuseur de l'air prélevé directement à l'extérieur. 5) Cheminée à feu ouvert caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif selon les revendications 2 > 3 et 4.