Brevet FR2666139A1 — publié le 19920228

CHEMINEE COMPORTANT UN FOYER METALLIQUE FERME, ET CAISSON PREFABRIQUE POUR UNE TELLE CHEMINEE La présente invention concerne une cheminée comportant un foyer métallique fermé, un bandeau horizontal étendant sur au moins une face de la cheminée, une hotte décorative s'étendant vers le haut à partir du bandeau, et un tuyau à fumées s'étendant à l'intérieur de la hotte à partir du foyer fermé. L'invention concerne également un caisson préfabriqué pour délimiter une chambre de convection au-dessus d'un foyer fermé dans une cheminée de ce genre. A l'heure actuelle, les cheminées d'appartement sont souvent équipées d'un foyer fermé formé par une cassette métallique, appelée communément "insert", qui comporte en général des parois doubles entre lesquelles passe un circuit d'air qui rejette de l'air chaud dans le local où se trouve la cheminée. Un inconvénient de cette construction est que la chaleur dissipée par les surfaces extérieures de la cassette, ainsi que par le tuyau à fumées qui en sort, est recueillie par la partie haute de la cheminée, c'est-à-dire l'intérieur de la hotte décorative. On peut évidemment ménager des ouvertures dans la hotte pour que l'air chaud qui s'y trouve s'échappe dans le local. Cependant, dans la plupart des cas il est souhaitable que cette hotte ne s'échauffe pas trop, afin d'éviter que son aspect se dégrade à la longue.On doit alors appliquer contre ses faces intérieures et contre le plafond une couche thermiquement isolante, lors de l'installation de la cheminée. Cette opération est délicate, les matériaux utilisés sont difficiles à travailler et leur tenue dans le temps n'est pas garantie car, suivant le t-ype de foyer, la température peut atteindre plus de 200"C à l'intérieur de la hotte. Si la hotte ou l'isolation se détériore, à la longue il peut y avoir un risque d'incendie. La présente invention à pour but de créer une cheminée permettant d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus, tout en assurant une récupération optimale de la chaleur et en simplifiant les travaux d'installation. Dans ce but, une cheminée selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte, au-dessus du foyer fermé, une chambre dite de convection, ouverte vers le bas et s'étendant au moins partiellement à l'intérieur de la hotte, cette chambre appartenant à un circuit d'air qui passe le long de surfaces extérieures du foyer fermé et qui comporte au moins un conduit de sortie raccordé à un orifice supérieur de la chambre de convection, et en ce que la chambre de convection est définie, à l'intérieur de la hotte, par un ou plusieurs éléments préfabriqués qui sont séparés de la hotte. Le foyer fermé peut avantageusement contenir un circuit de récupération de chaleur à air qui est indépendant dudit circuit d'air. De préférence ledit circuit d'air comporte au moins un conduit de sortie qui relie la chambre de convection à une bouche de sortie ménagée à travers une paroi de la hotte. D'autre part, le tuyau à fumées s'étend de préférence verticalement à travers la chambre de convection et comporte éventuellement dans cette chambre une virole métallique démontable. La cheminée peut comporter au moins un pilier latéral supportant le bandeau, et ledit circuit d'air peut passer dans un intervalle entre ledit pilier et le foyer fermé. Dans une première forme de réalisation particulière, la chambre de convection est délimitée vers le haut par un caisson préfabriqué en une pièce, ouvert vers le bas et comprenant un plafond et des parois verticales ou inclinées. De préférence, au moins l'une desdites parois du caisson préfabriqué repose sur le bandeau. Au moins l'une desdites parois du caisson préfabriqué peut reposer sur un pilier latéral. Dans une autre forme de réalisation particulière d'une cheminée comportant deux piliers latéraux raccordés à une cloison arrière, la chambre de convection est délimitée par un jeu d'éléments préfabriqués comprenant deux jambages verticaux disposés respectivement entre les piliers latéraux et le foyer fermé, une paroi arrière verticale disposée devant ladite cloison arrière et jointe aux deux jambages, une paroi avant disposée au-dessus du bandeau et jointe aux deux jambages, et un couvercle formant un plafond de la chambre et reposant sur les deux jambages, ce couvercle étant pourvu d'orifices pour le tuyau à fumées et pour des conduits de sortie du circuit d'air. Un caisson préfabriqué selon l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'une ou plusieurs pièces moulées en béton ou en un matériau céramique, le caisson étant ouvert vers le bas et ayant extérieurement la forme d'un parallélépidède ou d'un tronc de pyramide, ce caisson comportant un plafond pourvu d'un orifice pour un conduit de fumées et d'un ou plusieurs orifices pour des conduits de sortie d'air. L'invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de deux exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une première forme de réalisation d'une cheminée selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue éclatée en perspective d'un jeu d'éléments préfabriqués destinés à une seconde forme de réalisation de la cheminée, et - la figure 4 est une vue schématique en coupe horizontale d'une cheminée comportant les éléments préfabriqués de la figure 3. La cheminée illustrée par les figures 1 et 2 comporte, de manière connue, deux piliers latéraux parallèles 1 raccordés à une cloison arrière 2, une sole réfractaire 3 s'étendant entre les piliers 1 et supportant un foyer métallique fermé 4, un bandeau horizontal 5 porté par les piliers 1 et s'étendant sur la face avant et sur les deux faces latérales de la cheminée, et une hotte décorative 6 posée sur le bandeau 5 et jointe à la cloison arrière 2. Les gaz de combustion produits dans le foyer 4 s'échappent par un orifice 7 ménagé dans la face supérieure 8 du foyer et raccordé à un tuyau à fumées 9 conduisant à un canal de cheminée 10 situé derrière la cloison 2. Les parois doubles du foyer 4 contiennent un circuit de récupération de chaleur 11 dans lequel de l'air provenant du local ou de l'extérieur circule dans le sens indiqué par les flèches dans la figure 1.Dans cet exemple, ce circuit comprend une sortie supplémentaire sous la forme d'un tuyau à air chaud 12 qui conduit à un étage supérieur en passant à l'intérieur de la hotte 6. Dans cet exemple, le bandeau 5 comprend une poutre extérieure en bois 13, un élément de protection 14 en béton réfractaire qui protège la poutre du côté du foyer et un remplissage en mortier 15 qui lie la poutre 13 à l'élément 14. Cet élément 14 repose sur les deux piliers latéraux 1. Une chambre 20, appelée chambre de convection, est définie au-dessus du foyer fermé 4 par un élément préfabriqué 21 ayant la forme d'un caisson en tronc de pyramide, ouvert vers le bas en regard de la face supérieure 8 du foyer métallique. Le caisson préfabriqué 21 comporte une paroi avant inclinée 22 et des parois latérales verticales 18 et 19 qui ne sont pas en contact avec la hotte 6, une paroi arrière 23 jointe à la cloison 2, et un plafond horizontal 24 percé de plusieurs orifices. Un orifice 25 est destiné au tuyau à fumées 9 qui, comme le montre la figure 2, comprend dans la chambre 20 un embout métallique 26 fixé dans l'orifice 25 et une virole métallique démontable 27 reliant l'embout 26 à un embout de sortie 28 du foyer fermé 4. Le plafond 24 comporte en outre un orifice 29 pour le tuyau à air chaud 12 et deux orifices 30 et 31 pour des conduits de sortie 32 et 33. Dans cet exemple, le conduit 32 mène à une bouche de sortie 34 ménagée dans la hotte pour délivrer de l'air chaud dans le local où se trouve la cheminée, tandis que l'autre conduit 33 mène à un autre local, par exemple un couloir situé derrière la cloison 2. Au-dessus du plafond 24 du caisson 21, les tuyaux et conduits 9, 12, 32 et 33 sont pourvus d'un revêtement extérieur isolant 35 afin de ne pas chauffer la hotte 6. Le caisson préfabriqué 21 peut être fait en deux éléments ou en une seule pièce moulée en béton, mais on peut envisager de le réaliser en d'autres matériaux tels que du béton cellulaire, de la terre cuite, de la tôle doublée d'un isolant thermique, etc. Comme trois de ses côtés reposent sur le bandeau 5, son montage est extrêmement facile et rapide, de sorte que la qualité d'exécution de la cheminée ne dépend pas de la compétence du personnel effectuant le montage.La chambre de convection 20 peut comporter une porte de visite démontable et isolée sur une des trois parois 18, 19, 22 pour permettre une visite des gaines intérieures dans la chambre. Dans le cas où le foyer 4 ne comporte pas de parois doubles, la totalité des gaines d'air chaud 12, 32, 33 sont raccordées uniquement au plafond 24 dans les orifices de sortie 29, 30, 31 prévus à cet effet. La présence de la chambre de convection 20 permet de réaliser dans la cheminée un circuit d'air supplémentaire récupérant la chaleur diffusée par les surfaces extérieures du foyer fermé 4. Dans l'exemple représenté, l'air de ce circuit provient d'un local en sous-sol par une ouverture 37 ménagée dans le plancher 38 sous la sole 3 et il est diffusé, à travers plusieurs orifices 39 de la sole, dans l'intervalle 40 ménagé habituellement entre le foyer fermé 4 d'une part, les piliers latéraux 1 et la cloison arrière 2 d'autre part. L'air échauffé par contact et par rayonnement dans cet intervalle 40 à tendance à monter comme l'indiquent les flèches, puis il est encore échauffé dans la chambre 20 par le rayonnement du foyer 4 et par les tuyaux 9 et 12 avant d'être diffusé dans les locaux habitables par les conduits 32 et 33.Ce circuit est doublement avantageux parce que, d'une part il assure un chauffage supplémentaire de l'air ambiant et, d'autre part il limite l'échauffement des piliers 1, de la cloison arrière 2 et surtout de la hotte 6, laquelle peut rester pratiquement froide et donc être faite de n'importe quel matériau approprié à sa fonction décorative, sans qu'un revêtement intérieur soit nécessaire. La chambre de convection 20 peut convenir également dans le cas d'un circuit d'air chaud dont la circulation est activée par un ventilateur électrique. Au lieu de venir du sous-sol, l'air pourrait arriver à l'intervalle 40 à partir du local où se trouve la cheminée, en passant sous la sole 3 et/ou le long des côtés du foyer 4. Par ailleurs, les mêmes principes de construction et de fonctionnement sont applicables à des cheminées ouvertes latéralement, c'est-à-dire n'ayant pas de piliers latéraux 1 ou n en ayant qu'un seul. Les figures 3 et 4 illustrent une forme de réalisation de l'invention qui fonctionne de la même manière que dans l'exemple précédent, mais qui est construite différemment. Dans ce cas, la chambre de convection 20 est délimitée par un ensemble d'éléments préfabriqués qui ont la forme de plaques et qui sont disposés les uns par rapport aux autres comme le montre la figure 3.Ces éléments comprennent : deux jambages verticaux 41 et 42 qui sont de préférence logés dans des évidements correspondants des piliers latéraux 1, ces jambages reposant sur la sole 3 de la cheminée; une paroi arrière verticale 43 ayant des bords opposés verticaux qui sont insérés dans des rainures 44 des jambages 41 et 42, un couvercle horizontal 45 formant le plafond de la chambre de convection et reposant sur les jambages 41 et 42, et une paroi avant 46 agencée pour reposer sur le bandeau et fermer l'intervalle vertical entre le bandeau et le couvercle 45. Ces éléments peuvent être réalisés en béton ou en tout autre matériau approprié. Les parties antérieures visibles des jambages 41 et 42 peuvent en outre être faites de matériaux décoratifs tels que la terre cuite, la pierre, etc. Pour le passage du tuyau à fumées, le couvercle 45 comporte un orifice 47 pouvant être équipé d'une virole métallique 48. Par ailleurs, il comporte un nombre quelconque d'orifices 49 pour des conduits de sortie d'air similaires aux conduits 32 et 33 de l'exemple précédent. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. Revendications 1. Cheminée comportant un foyer métallique fermé, un bandeau horizontal s'étendant sur au moins une face de la cheminée, une hotte décorative s'étendant vers le haut à partir du bandeau, et un tuyau à fumées s'étendant à l'intérieur de la hotte à partir du foyer fermé, caractérisée en ce qu'elle comporte, au-dessus du foyer fermé (4), une chambre dite de convection (20), ouverte vers le bas et s'étendant au moins partiellement à l'intérieur de la hotte (6), cette chambre (20) appartenant à un circuit d'air qui passe le long de surfaces extérieures du foyer fermé (4) et qui comporte au moins un conduit de sortie (32, 33) raccordé à un orifice supérieur de la chambre de convection, et en ce que la chambre de convection est définie, à l'intérieur de la hotte (6), par un ou plusieurs éléments préfabriqués (21, 41 à 46) qui sont séparés de la hotte. 2. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le foyer fermé (4) contient un circuit de récupération de chaleur (11) à air qui est indépendant dudit circuit d'air. 3. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit d'air comporte au moins un conduit de sortie (32) qui relie la chambre de convection (20) à une bouche de sortie (34) ménagée à travers une paroi de la hotte (6). 4. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tuyau à fumées (9) s'étend verticalement à travers la chambre de convection (20) et comporte dans cette chambre une virole métallique démontable (27). 5. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un pilier latéral (1) supportant le bandeau (5), et en ce que ledit circuit d'air passe dans un intervalle (40) entre ledit pilier (1) et le foyer fermé (4). 6. Cheminée selon la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce que la chambre de convection (20) est délimitée vers le haut par un caisson (21) préfabriqué en une ou plusieurs pièces, ouvert vers le bas et comprenant un plafond (24) et des parois (18, 19, 22, 23) verticales ou inclinées. 7. Cheminée selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'au moins l'une desdites parois (18, 19, 22) du caisson préfabriqué repose sur le bandeau. 8. Cheminée selon les revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'au moins l'une desdites parois (18, 19) du caisson préfabriqué repose sur un pilier latéral. 9. Cheminée selon la revendication 5, comportant deux piliers latéraux (1) raccordés à une cloison arrière (2), caractérisée en ce que la chambre de convection est délimitée par un jeu d'éléments préfabriqués (41 à 46) comprenant deux jambages verticaux (41, 42) disposés respectivement entre les piliers latéraux (1) et le foyer fermé (4), une paroi arrière verticale (43) disposée devant ladite cloison arrière (2) et jointe aux deux jambages, une paroi avant (46) disposée au-dessus du bandeau et jointe aux deux jambages, et un couvercle (45) formant un plafond de la chambre et reposant sur les deux jambages, ce couvercle étant pourvu d'orifices (47, 49) pour le tuyau à fumées et pour des conduits de sortie du circuit d'air. 10. Caisson préfabriqué (21) pour délimiter une chambre de convection (20) au-dessus d'un foyer fermé dans une cheminée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se compose d'une ou plusieurs pièces moulées en béton ou en un matériau céramique, le caisson étant ouvert vers le bas et ayant extérieurement la forme d'un parallélépidède ou d'un tronc de pyramide, ce caisson comportant un plafond (24) pourvu d'un orifice (25) pour un conduit de fumées et d'un ou plusieurs orifices (30, 31) pour des conduits de sortie d'air.