Brevet FR2764971A1 — publié le 19981224

L'invention est du domaine des dispositifs de combustion à combustible solide, bois notamment, et elle a pour objet un dispositif domestique de combustion associant les modes de combustion "à foyer ouvert" et "à foyer fermé". On connaît des dispositifs de combustion à bois destinés à être insérés dans une cheminée domestique et équipés de moyens de récupération de la chaleur produite, pour chauffer de l'eau notamment. On pourra par exemple se reporter au brevet FR2471553 (MOLLARD) qui décrit un dispositif du genre. L'inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait que leur conception est totalement orientée vers la récupération de la chaleur grâce à des organes secondaires de chauffage, tels qu'un échangeur d'eau, au détriment de leur encombrement, de leur esthétique et d'une exploitation directe par rayonnement de la chaleur, c'est à dire plus globalement au détriment du caractère convivial propre aux foyers ouverts. Pour remédier à cet inconvénient, les concepteurs d'un art antérieur plus récent ont proposé des dispositifs domestiques de combustion à bois associant deux modes de combustion, l'un "à foyer ouvert" pour l'agrément, l'autre "à foyer fermé" pour une exploitation optimale de la chaleur produite. On pourra notamment se reporter aux brevets FR2597197 (CDK INTERATIONAL) et FR 2473157 (KIENZLER) qui décrivent des dispositifs du genre. Ces démarches de l'art antérieur, quoique conciliant agrément et rendement, n'offrent néanmoins qu'un choix stricte entre ces deux modes, ce qui tend à limiter l'utilisation des dispositifs proposés au mode de combustion à foyer fermé pour une exploitation permanente de la chaleur produite. De plus, les moyens récupérateurs de chaleur sont soit insuffisants ,au profit d'un encombrement limité, soit optimum pour un encombrement conséquent. Le dispositif de la présente invention est un dispositif domestique de combustion à bois, du genre de dispositif associant deux modes de combustion, l'un de type "à foyer ouvert" selon lequel le foyer est dégagé à l'air ambiant et est surplombé d'un avaloir communiquant avec un premier conduit d'évacuation des fumées équipé d'un clapet mobile d'obturation, l'autre de type "à foyer fermé" selon lequel le foyer est confiné à l'intérieur d'une enceinte équipée d'au moins une admission d'air et d'un deuxième conduit d'évacuation des fumées. Le but général de la présente invention est de proposer un dispositif du genre susvisé, dont la structure permet à l'utilisateur d'adapter le mode de combustion pour trouver lui-même à tout moment le compromis qu'il souhaite entre les avantages et les inconvénients que procurent un foyer ouvert et un foyer fermé. Un but plus particulier est de proposer un dispositif du genre susvisé, qui offre une rentabilité optimale de la chaleur produite tant en mode de combustion à "foyer ouvert" qu'en mode de combustion "à foyer fermé", ainsi que la possibilité d'une exploitation progressive de la chaleur produite, tant par rayonnement que par des moyens récupérateurs de la chaleur. Dans sa généralité l'invention a consisté à proposer un dispositif du genre susvisé, qui est formé d'un foyer unique équipé de moyens de confinement escamotables, pour un aménagement alternatif du foyer unique en foyer ouvert ou en foyer fermé. Grâce à ces dispositions, l'utilisateur peut par étapes éventuellement successives et maintenant la combustion en cours, adapter l'environnement du foyer pour concilier les avantages entre l'agrément d'un foyer ouvert et le rendement d'un foyer fermé. Selon une forme simple de réalisation des dits moyens de confinement escamotables du foyer, ceux-ci sont formés par un caisson ouvrant dont les parois sont dissociables, pour soit dégager le foyer par une séparation des parois entre elles, soit confiner le foyer par un assemblage des parois entre elles, soit encore pour former une simple ceinture autour du foyer. Selon diverses formes de réalisation des moyens d'ouverture du caisson, ceux-ci sont constitués soit par des moyens d'articulation en pivotement des parois sur la base du foyer et/ou entre elles, soit par des moyens d'escamotage de l'une au moins des parois à l'intérieur d'un soubassement du foyer, soit et de préférence par une combinaison de ces deux moyens. De préférence et pour faciliter la mise en place des parois du caisson, les moyens d'ouverture du caisson comprennent des moyens d'assistance à la manoeuvre des parois qui le composent, notamment constitués par des contrepoids avantageusement logés dans le soubassement. Selon un autre aspect de l'invention, le deuxième conduit d'évacuation des fumées débouche sous le foyer pour produire un mode de tirage inversé tant en mode de combustion "à foyer ouvert" qu'en mode de combustion "à foyer fermé". Il résulte de ces dispositions que le dispositif de l'invention est idoine pour être équipé de moyens récupérateurs de la chaleur produite, tant en mode de combustion à foyer ouvert pour offrir simultanément rendement et convivialité, qu'en mode de combustion à foyer fermé, pour offrir une exploitation maximale de la chaleur produite avec une consommation minimale et continue du combustible. Selon une forme préférée de réalisation mettant à profit la présence du soubassement, celui-ci forme avantageusement un logement pour un cendrier, avec lequel logement communique le foyer par l'intermédiaire d'une plaque ajourée, dite sole, et à l'intérieur duquel logement débouche le deuxième conduit d'évacuation des fumées. Dans le cas préféré où le dispositif est équipé de moyens récupérateurs de chaleur, ceux-ci comprennent le deuxième conduit d'évacuation des fumées, qui est conformé en colonne aplatie s'étendant non seulement verticalement jusqu'à au moins la hauteur de l'avaloir au dessus de la sole, mais aussi transversalement en bordure de la totalité de la face arrière du dispositif. Grâce à ces dispositions, le deuxième conduit d'évacuation des fumées procure une surface optimale de diffusion de la chaleur en provenance des fumées qui le traversent, au moins par rayonnement direct vers l'avant du dispositif, sans pour autant altérer ni l'esthétique générale, ni l'encombrement global du dispositif à l'intérieur d'une cheminée domestique bâtie. Selon cette même démarche avantageuse, les moyens récupérateurs de chaleur comprennent en outre une colonne d'air jouxtant la face arrière du deuxième conduit d'évacuation des fumées, de telle sorte que la chaleur en provenance des fumées soit transmise à la colonne d'air par l'intermédiaire du deuxième conduit d'évacuation des fumées, par convection ou par rayonnement selon la distance qui les sépare, en vue de l'obtention d'air chaud exploitable par les moyens habituels, notamment au moyen de gaines de chauffage ou encore au moyen d'un échangeur d'eau avantageusement logé dans la colonne d'air. On remarquera que grâce au tirage inversé et à l'organisation susvisée des moyens récupérateurs de chaleur, le dispositif de l'invention optimise l'exploitation de la chaleur produite, tant par rayonnement directe que par moyens interposés, tels que réchauffement d'une colonne d'air, sans pour autant altérer l'esthétique de la cheminée ni accroître de manière conséquente l'encombrement hors tout du dispositif par rapport aux dispositifs habituels du type "à foyer fermé". On notera que pour un fonctionnement idoine du dispositif, tant en foyer ouvert avec une évacuation des fumées par l'avaloir, qu'en foyer fermé avec un tirage inversé, il est préférable d'équiper le foyer de deux admissions d'air . Une première admission d'air est destinée à entraîner les fumées vers l'avaloir en mode de combustion à foyer ouvert et est ménagée dans le soubassement, par exemple dans la porte d'accès au logement du cendrier à la manière habituelle ; une deuxième admission d'air est destinée à autoriser le tirage inversé en mode de combustion à foyer fermé et est ménagée dans l'une quelconque au moins des parois du caisson. Selon une forme préférée de réalisation, le deuxième conduit d'évacuation des fumées débouche dans le premier conduit d'évacuation des fumées, au dessus du clapet d'obturation, grâce à quoi l'avaloir peut être obturé par le clapet pour éviter une déperdition de l'air chaud ambiant tout en interdisant une diffusion inopportune des fumées dans l'espace environnant, grâce au tirage inversé. De préférence, le deuxième conduit d'évacuation des fumées est équipé d'un clapet mobile d'obturation pour permettre un réglage du tirage inversé en mode de combustion à foyer fermé. Selon une forme préférée de réalisation, l'ensemble formé par l'avaloir et le premier conduit d'évacuation des fumées est pourvu de deux clapets mobiles d'obturation entre lesquels débouchent le deuxième conduit d'évacuation des fumées. L'un des clapets dit premier est destiné à interdire la dite déperdition de l'air chaud ambiant, tandis que l'autre clapet, dit second est destiné à permettre le réglage du tirage inversé en mode de combustion à foyer fermé. On comprendra par foyer ouvert un foyer totalement dégagé à l'air ambiant, et on notera qu'en position déployée du caisson, selon une forme préférée de réalisation selon laquelle la paroi supérieure est articulée sur la paroi de fond, ces deux parois forment conjointement et avantageusement une plaque de fond décorative, protectrice du deuxième conduit d'évacuation des fumées et diffusante de chaleur par rayonnement. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite de formes préférées de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles: Les fig.1 et 2 sont des vues en perspective d'un dispositif de l'invention selon une forme préférée de réalisation mettant en oeuvre des moyens de tirage inversé, respectivement illustré en mode de combustion à foyer ouvert et en mode de combustion à foyer fermé, les fig.3 et 4 sont des vues schématiques d'un dispositif de l'invention selon une autre forme de réalisation à mode de tirage commun, non préférée, respectivement illustré en mode de combustion à foyer ouvert et en mode de combustion à foyer fermé, les fig.5 à 10 illustrent différents modes d'utilisation du dispositif illustré sur les fig.l et 2 la fig.ll illustre un dispositif tel que représenté sur les fig. 1 et 2, installé dans une cheminée domestique. Sur les figures, un dispositif domestique de combustion est destiné à fonctionner tant en foyer ouvert (fig.1,3,5 à 7 et 11) qu'en foyer fermé (fig.2, 4 et 10). En foyer ouvert les fumées sont évacuées par un avaloir 2 qui communique avec un premier conduit 4 d'évacuation des fumées. En foyer fermé, le foyer est confiné à l'intérieur d'un caisson 10,12,14,16, qui est équipé d'un deuxième conduit d'évacuation des fumées 8. Le caisson est formé de deux parois latérales 10, articulées sur la base du foyer, d'une paroi de fond 12, sur laquelle est articulée une paroi 14 formant couvercle, et d'une paroi avant 16, escamotable dans un soubassement 18 du dispositif. On notera que selon une autre forme de réalisation non représentée sur les figures, l'une quelconque au moins des parois 10,12,14,16 est formée d'un volet à lattes articulées guidé en coulissement le long de rails. I1 apparaît sur les fig.5 à 10, que l'utilisateur dispose d'un foyer unique pour lequel il peut choisir à tout instant le mode de combustion, y compris en cours de combustion, en vue d'exploiter plus ou moins la chaleur produite par rayonnement ou par l'intermédiaire de moyens récupérateurs de chaleurs 8,20,22. Ces dispositions sont particulièrement avantageuses dans le cas d'exemple selon lequel l'utilisateur désire profiter d'un foyer ouvert dans la journée (fig.5,6 et 7) en exploitant directement ou indirectement la chaleur, et qui pour la nuit, souhaite confiner le foyer (fig.10) pour le maintenir en combustion lente et pour exploiter la chaleur qu'il produit. On remarquera sur la fig. 10 la possibilité de maintenir la combustion en foyer fermé tout en obturant l'avaloir 2 au moyen d'un clapet 6 pour éviter une déperdition de la chaleur ambiante. On notera à ce propos que le deuxième conduit 8 d'évacuation des fumées débouche dans l'avaloir 2 en aval de ce clapet 6 et qu'un deuxième clapet 24 est aménagé dans le premier conduit d'évacuation des fumées 4, en aval du débouché du deuxième conduit 8, pour offrir la possibilité de régler le tirage en mode inversé en foyer fermé. On remarquera aussi sur la fig.10 la possibilité pour l'utilisateur d'exploiter la présence de la paroi du caisson formant couvercle comme plaque de cuisson, soit directement par un dépôt des denrées à cuire sur la plaque en mode cuisson sur barbecue par exemple, soit indirectement en utilisant un ustensile de ménage, tel que casserole, poêle ou cocotte notamment. Sur les fig.l,2 et 5 à 11, le mode de tirage est de préférence inversé. Le deuxième conduit 8 d'évacuation des fumées débouche dans le soubassement 18, sous le foyer qui repose sur une sole 26, et est avantageusement conformé en colonne aplatie, pour offrir une surface optimale de diffusion de la chaleur directement par rayonnement vers l'avant du dispositif, ou par convection à une colonne d'air 20 qui le jouxte. Sur la fig.5 notamment, une première admission d'air 30 est ménagée dans le soubassement 18 pour entretenir le foyer en mode de combustion à foyer ouvert une deuxième admission d'air 32 est ménagée dans la paroi avant 16 du caisson pour entretenir la combustion en foyer fermé. On remarquera sur les fig.8 et 9 un mode de combustion intermédiaire semi-ouvert selon lequel le foyer est bordé par les parois latérales 10 et avant 16 du caisson. Selon ce mode de combustion destiné à fermer partiellement le foyer, de même qu'en mode de combustion à foyer ouvert, soit la première admission d'air 30 est ouverte pour attiser le foyer en entraînant les fumées vers l'avaloir 2 (fig.5 et 8), soit la première admission d'air 30 est fermée pour exploiter le mode de tirage inversé (fig.6, 7 et 9). On remarquera en confrontant les fig. 5 à 10, que l'utilisateur en mettant à profit les unes et les autres des dispositions décrites prises seules ou en combinaison, peut intervenir sur le dispositif pour intervertir le mode de combustion et modifier le mode et l'importance d'exploitation de la chaleur produite, sans interrompre la combustion en cours. Selon une forme préférée de réalisation, non représentée sur les figures, garantissant une utilisation en toute sécurité du dispositif de l'invention, ce dernier est pourvu d'un organe de commande de l'ouverture/déploiement du caisson et de manoeuvre des différents clapets dont sont équipés les conduits d'évacuation des fumées. Les différentes positions de cet organe de commande correspondent à une organisation du foyer suivant l'un quelconque des modes de combustion et de tirage susvisés, et sa manoeuvre provoque, notamment par l'intermédiaire de moyens de renvoi mécaniques habituels dans le domaine, le déploiement ou l'escamotage du caisson ainsi que la manoeuvre correspondante des clapets. On notera à ce propos l'importance des dits moyens d'assistance à l'ouverture/fermeture, comprenant notamment des contrepoids, dont le caisson est doté, qui permettent par un maintien équilibré des parois dans leurs différentes positions de provoquer sans effort l'ouverture ou la fermeture du caisson en vue de mettre en oeuvre l'un quelconque des modes de combustion et de tirage désirés par l'utilisateur. On notera aussi que la colonne d'air 20 est communiquante avec l'air ambiant en vue de son approvisionnement en air à la manière habituelle, soit par l'intermédiaire d'ouvertures latérales dont elle est pourvue, soit, tel que représenté sur les figures, par l'intermédiaire de caissons 22 bordant le soubassement 18 avec lesquels caissons 22 elle communique. Bien que l'on ait décrit et représenté des formes préférées de l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à ces formes, mais qu'elle s'étend à tout dispositif domestique de combustion comportant les caractéristiques énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1.- Dispositif domestique de combustion à bois, du genre de dispositif associant deux modes de combustion, l'un de type "à foyer ouvert" selon lequel le foyer est dégagé à 1'air ambiant et est surplombé d'un avaloir (2) communiquant avec un premier conduit (4) d'évacuation des fumées équipé d'un clapet mobile d'obturation (6), l'autre de type "à foyer fermé" selon lequel le foyer est confiné à l'intérieur d'une enceinte équipée d'au moins une admission d'air et d'un deuxième conduit d'évacuation des fumées, caractérisé: en ce qu'il est formé d'un foyer unique équipé de moyens de confinement escamotables (10,12,14,16), pour un aménagement alternatif du foyer unique en foyer ouvert (fig.5 à 7) ou en foyer fermé (fig.10); 2.- dispositif selon la revendication 1, caractérisé: en ce que les dits moyens de confinement escamotables sont formés par un caisson ouvrant dont les parois (10,12,14,16) sont dissociables, pour soit dégager le foyer par une séparation des parois entre elles, soit confiner le foyer par un assemblage des parois entre elles; 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé: en ce que les moyens d'ouverture du caisson sont constitués par l'un quelconque au moins des moyens du groupe comprenant des moyens d'articulation en pivotement des parois (10,12,14) sur la base du foyer (10) et/ou entre elles (12,14), et des moyens d'escamotage de l'une au moins des parois (16) à l'intérieur d'un soubassement (18) du foyer; 4.- dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé: en ce que le deuxième conduit (8) d'évacuation des fumées débouche sous le foyer pour produire un mode de tirage inversé tant en mode de combustion "à foyer ouvert" qu'en mode de combustion "à foyer fermé"; 5.- Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé: en ce que le dit soubassement (18) forme un logement pour un cendrier, avec lequel logement communique le foyer par l'intermédiaire d'une plaque ajourée, dite sole (26), et à l'intérieur duquel logement débouche le deuxième conduit d'évacuation des fumées (8); 6.- dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, du genre de dispositif de combustion équipé de moyens récupérateurs de la chaleur produite, caractérisé: en ce que les moyens récupérateurs de chaleur comprennent le deuxième conduit d'évacuation des fumées (8), qui est conformé en colonne aplatie s'étendant non seulement verticalement jusqu'à la hauteur de l'avaloir (2), mais aussi transversalement en bordure de la face arrière du dispositif, de telle sorte que le deuxième conduit d'évacuation des fumées (8) procure une surface optimale de diffusion de la chaleur en provenance des fumées qui le traversent, au moins par rayonnement vers l'avant du dispositif; 7.- dispositif selon la revendication 6, caractérisé: en ce que les moyens récupérateurs de chaleur comprennent en outre une colonne d'air (20) jouxtant la face arrière du deuxième conduit d'évacuation des fumées (8), de telle sorte que la chaleur en provenance des fumées soit transmise par convection à la colonne d'air (20) par l'intermédiaire du deuxième conduit d'évacuation des fumées (8), en vue de l'obtention d'air chaud; 8.- dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé: en ce qu'il est équipé de deux admissions d'air (30,32), l'une (30) pour entraîner les fumées vers l'avaloir (2) en mode de combustion à foyer ouvert (fig.5), l'autre (32) pour autoriser le tirage inversé (fig.9) en mode de combustion à foyer fermé; 9.- dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé: en ce que le deuxième conduit d'évacuation des fumées (8) débouche dans le premier conduit d'évacuation des fumées (4), au dessus du clapet d'obturation (6); 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé: en ce que l'ensemble formé par l'avaloir (2) et le premier conduit d'évacuation des fumées (8) est pourvu de deux clapets mobiles d'obturation (6,24) entre lesquels débouchent le deuxième conduit d'évacuation des fumées (8), l'un (6) des clapets étant destiné à interdire une déperdition de l'air chaud ambiant, tandis que l'autre clapet (24) est destiné à permettre le réglage du tirage inversé en mode de combustion à foyer fermé.