Brevet FR2755214A1 — publié le 19980430

Appareil de chauffage à sole munie de moyens d'aération. L'invention concerne le domaine de la conception et de la fabrication des appareils de chauffage. Plus précisément, l'invention concerne le domaine de la conception et de la fabrication des appareils de chauffage à mode de combustion sur sole et présentant une chambre de combustion fermée ou semi-fermée. Dans ce type d'appareils de chauffage, le bois est disposé directement sur la sole et/ou sur des chenets prévus sur celle-ci. Le foyer de ce type d'appareil étant fermé par au moins une porte, l'alimentation en air nécessaire à la combustion du bois est effectuée grâce à des ouvertures prévues sur leur façade, ou sur la porte équipant celle-ci. Les appareils classiques de l'état de la technique sont ainsi généralement pourvus de deux arrivées d'air, à savoir une arrivée d'air basse permettant d'amener dans le foyer de l'air dit "primaire" qui permet d'effectuer la pyrolyse du bois, et une arrivée d'air haute permettant d'amener dans le foyer de l'air dit "secondaire" qui permet de terminer la combustion du bois après pyrolyse. De façon également classique, l'arrivée d'air basse est généralement pourvue de moyens permettant de l'obturer plus ou moins et ainsi de régler l'allure de la combustion. L'arrivée d'air haute est quant à elle fixe ou également réglable. Dans les appareils à chambre semi-fermée, l'arrivée d'air secondaire est assurée par la partie non fermée de la chambre, située en partie haute. Dans le cadre des appareils de chauffage à mode de combustion sur sole, les moyens d'arrivée d'air primaire utilisés présentent l'inconvénient de ne pas guider cet air primaire directement jusqu'au coeur de la combustion. Une grande partie de cet air se transforme alors en air secondaire, ou en air parasite qui ne participe pas au processus de combustion. La combustion du bois devient alors incomplète et l'allure du foyer difficile à régler. L'objectif principal de la présente invention est de proposer des moyens permettant de résoudre ce problème. En particulier, un objectif de l'invention est de décrire un appareil de chauffage de type à combustion sur sole permettant d'optimiser la combustion du bois en amenant de l'air primaire directement ou à proximité immédiate de la zone de combustion. Encore un objectif de la présente invention est de proposer un tel appareil de chauffage présentant des moyens permettant d'améliorer son rendement thermique. Un autre problème posé par les appareils de chauffage de type à mode de combustion sur sole de l'état de la technique est constitué par l'opération d'enlèvement des cendres résultant de la combustion. Jusqu'ici, pour de tels appareils, une telle opération ne pouvait être effectuée qu'en balayant les cendres une fois celles-ci refroidies, et donc en entraînant des risques de salissures à l'extérieur de l'appareil. A ce sujet, on notera que pour les appareils de chauffage à mode de combustion sur grille, il était connu d'employer un réceptacle formant cendrier prévu sous la grille pour réceptionner les cendres et les braises tombant de la grille, ces appareils comprenant par ailleurs une trappe pour l'évacuation du réceptacle en question et permettant de vider régulièrement celui-ci. Toutefois, l'utilisation d'un tel réceptacle est difficile pour les appareils à mode de combustion sur sole dans la mesure où les soles de l'état de la technique se présentent sous la forme d'une structure pleine n'autorisant pas la chute des cendres dans un quelconque réceptacle. Un autre objectif de l'invention est donc de proposer un appreil de chauffage à mode de combustion sur sole présentant des moyens permettant d'évacuer facilement et proprement les cendres issues de la combustion. Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un appareil de chauffage à mode de combustion sur sole et à chambre fermée ou semi-fermée caractérisé en ce que ladite sole présente au moins une ouverture d'aération prévue dans, ou à proximité immédiate de, la zone de combustion, ladite ouverture communiquant avec au moins une bouche d'aération. Ainsi l'invention propose de pourvoir la sole d'un tel appareil de chauffage d'au moins une ouverture reliée à une bouche d' aération, ladite ouverture étant conçue pour permettre l'apport direct d'air primaire dans ou à proximité immédiate de la zone de combustion. Une telle conception va à l'encontre des solutions proposées dans l'état de la technique qui mettaient en oeuvre un apport d'air par une ou plusieurs arrivées d'air (généralement deux) prévues dans la porte ou la façade de l'appareil et n'autorisant un apport d'air qu'en une zone relativement éloignée de la zone de combustion. L'apport d'air primaire par la sole autorisé par la présente invention a pour avantage de permettre l'utilisation de l'intégralité ou de la quasi-intégralité de cet air sous forme d'air primaire, c'est-à-dire de comburant utilisé lors de la pyrolyse du bois. De plus, l'arrivée d'air primaire étant prévue au niveau de la sole, cet air peut se réchauffer en passant sous les braises formée par la combustion du bois et, ainsi participer encore plus efficacement à la pyrolyse. On comprendra que la ou les ouvertures d'aération prévues dans la sole de l'appareil selon l'invention pourront être réalisées selon des formes diverses et variées, l'objectif étant d'amener l'air dans, ou à proximité immédiate de, la zone de combustion. D'une façon préférentielle la ou les ouvertures d'aération prévues sur la sole communiquent avec ladite bouche d'aération par au moins un canal d'aération permettant de guider l'air provenant de celle-ci jusque dans le foyer de l'appareil de chauffage. Selon une variante avantageuse de l'invention, l'appareil de chauffage inclut au moins un chenet destiné à être positionné au-dessus d'au moins une partie de ladite ouverture, ledit chenet étant ajouré sur au moins une de ses faces de façon à laisser circuler l'air provenant de ladite ouverture d'aération. Une telle configuration permet à l'ouverture en question de remplir sa fonction d'aération de la zone de combustion et présente de plus l'avantage d'empêcher que celle-ci soit bouchée par des morceaux de bois ou des braises, puisque cette ouverture est protégée par le chenet qui la recouvre. Selon un tel mode de réalisation, on entend par "chenet ajouré sur au moins une de ses faces", un chenet conçu pour ne pas gêner la circulation de l'air provenant de l'ouverture ou des ouvertures d'aération pratiquées dans la sole de l'appareil de chauffage et qu'il recouvre. Selon une variante préférentielle, le chenet en question pourra être ajouré sur ses faces latérales, par exemple grâce à deux fentes longitudinales, mais l'on pourra aussi envisager d'autres modes de réalisation du chenet. A ce sujet on notera que l'appareil de chauffage sera avantageusement pourvu d'au moins deux ouvertures, chacune de celles-ci étant destinée à être recouverte par un chenet, puisque de façon classique, deux chenets sont généralement utilisées dans les appareils de chauffage à mode de combustion sur sole. Selon un autre mode de réalisation, ladite sole de l'appareil de chauffage présente au moins un élément formant chenet intégré, ladite ouverture d'aération étant prévue dans ledit élément formant chenet. Dans une telle variante de réalisation de l'invention, un ou plusieurs éléments formant chenets, avantageusement deux, sont donc directement formés dans la sole et munis d'au moins une ouverture d'aération. I1 est ainsi possible de se dispenser de l'utilisation de chenets indépendants tels que décrits ci-dessus. On notera que, selon un tel mode de réalisation, il pourra être envisagé de prévoir la bouche d'aération directement sur la porte de l'appareil, de façon à ce que celle-ci vienne en contact lors de la fermeture de l'appareil avec une extrémité ouverte de l'élément formant chenet, afin de permettre l'acheminement de l'air capté au niveau de la bouche d'aération jusqu'à la ou les ouvertures d'aération prévues dans le chenet. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, l'appareil inclut des moyens d'obturation de ladite ouverture et, de façon préférée, ces moyens d'obturation sont réglables afin de pouvoir régler le débit d'air dispensé par la ou les ouvertures d'aération prévues dans la sole. Grâce à de tels moyens, il est possible de régler facilement la surface de l'ouverture qu'ils équipent, celle-ci pouvant ainsi être soit complètement dégagée pour permettre un apport maximal d'air par ladite ouverture et autoriser une combustion vive et rapide du bois, soit plus ou moins partiellement dégagée suivant que l'on souhaite obtenir une combustion plus ou moins vive, soit complètement fermée. L'allure du feu peut ainsi être très facilement et précisément réglée par l'utilisateur, ce qui constitue un avantage par rapport aux appareils de chauffage à foyer fermé de l'état de la technique pour lesquelles les arrivées d'air haute ou basse ne permettent pas de régler efficacement et précisément une telle allure. Les moyens d'obturation, préférentiellement réglables, pourront être réalisés selon plusieurs modes de réalisation. Toutefois, avantageusement, de tels moyens comprennent au moins une trappe reliée à au moins une tige ou tout élément équivalent permettant de manoeuvrer ladite trappe. Dans le cas ou il sera prévu une ouverture sous chaque chenet, selon le mode de réalisation préférentiel décrit ci-dessus, chaque ouverture pourra être équipée d'une trappe manoeuvrable par une tige, chaque trappe pouvant être manoeuvrée de façon indépendante de l'autre trappe. Selon un autre aspect de l'invention, autorisé par la présence d'au moins une ouverture d'aération sur la sole, l'invention propose également des moyens permettant de résoudre le problème évoqué ci-dessus et constitué par l'évacuation des cendres du foyer. Dans le but de résoudre ce problème, l'invention propose d'inclure dans l'appareil de chauffage des moyens d'évacuation des cendres présentes sur ladite sole par ladite ouverture d'aération. De tels moyens pourront par exemple inclure un réceptacle formant cendrier relié à l'ouverture d'aération de la sole et pouvant être vidé une fois plein. Toutefois, préférentiellement, de tels moyens d'évacuation incluent un canal d'évacuation relié à ladite ouverture d'aération et au moins un orifice d'évacuation prévu à une extrémité dudit canal d'évacuation et communiquant avec l'extérieur de l'appareil, ledit orifice étant conçu pour permettre le raccordement d'un dispositif d'aspiration. D'une façon tout à faire originale, les moyens proposés par l'invention permettent ainsi de vider proprement et rapidement l'âtre des cendres présentes sur la sole en les aspirant par l'ouverture ou les ouvertures prévues sur celle-ci. De tels moyens permettent d'éviter tout risque de salissure à l'extérieur de l'appareil, l'embout d'un dispositif d'aspiration pouvant être adapté directement dans l'orifice prévu à cet effet. Enfin, selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention la ou lesdites ouvertures d'aération prévues sur la sole présentent une surface totale S qui est fonction de la puissance dudit appareil de chauffage. Une telle surface pourra être déterminée facilement par l'homme de l'art. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'une mode non limitatif de réalisation de celle-ci, donné simplement à titre d'exemple de mise en oeuvre parmi d'autres, en référence aux dessins selon lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un appareil de chauffage à mode de combustion sur sole et à chambre de combustion fermée selon la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale de l'appareil de chauffage selon la figure 1. En référence aux figures 1 et 2, l'appareil de chauffage selon l'invention représenté comprend une sole 1 et une chambre 2 de combustion fermée par une porte 13. De façon classique cet appareil de chauffage est équipé dans sa partie supérieure d'un déflecteur 14 de l'air chaud et des fumées provenant de la combustion. Selon l'invention, la sole 1 de cet appareil est pourvue de deux ouvertures d'aération 3,3a communiquant chacune, par l'intermédiaire d'un canal 6,6a, avec une bouche d'aération 5 prévue sur la façade avant de l'appareil (une seule bouche d'aération, visible sur la figure 2 est représentée sur les dessins). L'appareil représenté comprend par ailleurs deux chenets 7,7a, se présentant sous forme d'éléments indépendants et pourvus sur chacune de leurs deux faces latérales d'une fente 15. Ces chenets sont, au cours de la combustion, disposés au-dessus des ouvertures 3,3a comme représenté sur les figures 1 et 2. Comme expliqué précédemment, on notera que selon un autre mode de réalisation de l'invention (non représenté), de tels chenets pourront aussi être intégrés dans la sole. Toujours selon l'invention, l'appareil inclut des moyens d'obturation réglables 8 des ouvertures 3,3a. Plus précisément en référence à la figure 2, ces moyens d'obturation réglables incluent, pour chacune des ouvertures 3 et 3a, une trappe 9,9a reliée à une tige 16 manoeuvrable de l'extérieur dudit appareil et permettant d'obturer plus ou moins ladite ouverture. Enfin, l'appareil de chauffage comprend également un canal d'évacuation 1 1 des cendres relié aux ouvertures 3,3a de la sole et muni à l'une de ses extrémités d'un orifice 12 d'un diamètre conçu spécialement pour recevoir l'embout d'un aspirateur domestique. Lors de l'utilisation de l'appareil tel que représenté, le bois est positionné sur et/ou entre les chenets 7,7a au niveau d'une zone de combustion 4. Après allumage du feu, celui-ci est alimenté en air par les ouvertures 3,3a communiquant avec l'extérieur de l'appareil via les canaux 6,6a et les bouches d'aération 5. Cet air transite par les fentes 15 des chenets et arrive donc dans le foyer directement dans la zone de combustion 4. I1 constitue donc, dans sa quasi intégralité, de l'air dit "primaire" participant directement à la pyrolyse du bois. Sur les figures 1 et 2, le trajet de cet air primaire est visualisé par les petites flèches noires. Tout l'air amené dans le foyer par les ouvertures 3, 3a, dont la surface totale S est calculée en fonction de la puissance de l'appareil, participe donc directement à la pyrolyse du bois, ce qui permet d'améliorer le rendement thermique de l'appareil. A ce titre des tests comparatifs de rendement thermique ont été effectués entre un tel appareil et un appareil semblabe (appareil de l'état de la technique) non pourvu des moyens techniques proposés par l'invention mais équipé de façon classique d'une arrivée d'air basse et d'une arrivée d'air haute. Ces tests ont donnés les résultats suivants: Type d'appareil Rendement thermique observé Appareil de l'état de la technique 60 à 65 % Appareil selon l'invention 70 à 75 % Lorsque l'utilisateur souhaite régler l'allure de la combustion, il lui suffit de manoeuvrer les trappes 9,9a par l'intermédiaire des tiges 16 afin d'obturer plus ou moins les ouvertures 3,3a et ainsi doser la quantité d'air primaire arrivant dans la zone de combustion 4. Une fois le feu éteint et les cendres refroidies, l'utilisateur n'a qu'à ôter les chenets 7,7a, à dégager au maximum les ouvertures 3,3a et à brancher le tuyau d'un aspirateur dans l'orifice 12 pour aspirer rapidement et proprement les cendres par les ouvertures 3,3a et le canal 11. Le chemin suivi par les cendres lors d'une telle évacuation est symbolisé sur les figures 1 et 2 par les petites flèches blanches. L'invention présentent donc l'avantage de proposer des moyens permettant d'une part d'améliorer le rendement thermique d'un appareil de chauffage à mode de combustion sur sole et d'autre part d'évacuer proprement les cendres. Le mode de réalisation de l'invention ici décrit n'a pas pour objet de réduire la portée de l'invention. I1 pourra donc y être apporté de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. En particulier, les ouvertures et les chenets pourront être conçus de façon différente de celle indiquée. REVENDICATIONS 1. Appareil de chauffage à mode de combustion sur sole (1) et à chambre (2) fermée ou semi-fermée caractérisé en ce que ladite sole (1) présente au moins une ouverture d'aération (3, 3a) prévue dans ou à proximité immédiate de la zone de combustion (4), ladite ouverture (3,3a) communiquant avec au moins une bouche d'aération (5). 2. Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite ouverture (3,3a) communique avec ladite bouche d'aération (5) par au moins un canal d'aération (6). 3. Appareil de chauffage selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite sole présente au moins un élément formant chenet intégré, ladite ouverture d'aération étant prévue dans ledit élément formant chenet. 4. Appareil de chauffage selon l'une des revendications lou 2 caractérisé en ce qu'il inclut au moins un chenet (7, 7a) destiné à être positionné au-dessus d'au moins une partie de ladite ouverture (6,6a), ledit chenet (7,7a) étant ajouré sur au moins une de ses faces de façon à laisser circuler l'air provenant de ladite ouverture d'aération (3,3a). 5. Appareil de chauffage selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il inclut des moyens d'obturation (8) de ladite ouverture (3,3a). 6. Appareil de chauffage selon la revendication 5 caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation (8) sont des moyens d'obturation réglables permettent de régler le débit d'air dispensé par ladite ouverture (3,3a). 7. Appareil de chauffage selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation (8) réglables comprennent au moins une trappe (9,9a) reliée à au moins une tige (16) permettant de manoeuvrer ladite trappe. 8. Appareil de chauffage selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il inclut des moyens d'évacuation (10) des cendres présentes sur ladite sole (1) par ladite ouverture d'aération (3,3a). 9. Appareil de chauffage selon la revendication 8 caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation (10) incluent au moins un canal d'évacuation (11) relié à ladite ouverture d'aération (3,3a) et au moins un orifice d'évacuation (12) prévu à une extrémité dudit canal d'évacuation (11) et communiquant avec l'extérieur dudit appareil de chauffage, ledit orifice (12) étant conçu pour permettre le raccordement d'un dispositif d'aspiration 10. Appareil de chauffage selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la ou lesdites ouvertures d'aération (3,3a) présentent une surface totale S qui est fonction de la puissance dudit appareil de chauffage.