Brevet FR2762897A1 — publié le 19981106

La présente invention concerne un foyer fermé de cheminée, relié à un conduit d'évacuation des fumées, qui comporte une porte frontale vitrée à double cloison dans laquelle de l'air transite et est envoyé vers l'âtre central pour entretenir la combustion à ce niveau. L'état de la technique peut être défini par le document FR-A2.641.603 qui propose un appareil de chauffage d ouverture frontale tel qu'inserts de cheminée, poêles conventionnels ou autres. Selon l'invention, l'appareil de chauffage comporte une vitre frontale qui couvre toute la façade de l'appareil de chauffage en particulier elle descend Jusqu'au niveau du cendrier. La vitre de façade comporte en outre une admission d'air de nettoyage située sous la grille. Dans ce mode de réalisation, la porte frontale a une vitre qui est nettoyée par un courant d'air frais. Pourtant l'utilisation d'une seule vitre implique que sa température soit moins élevée que la température de la vitre intérieure selon l'invention, ce qui affectera la pyrolyse des dépôts ou suies qui se colleraient sur celle-ci. Le document EP-A-0.464.293 est relatif a un foyer fermé, un poêle ou un insert de cheminée. Le foyer fermé est relié a un conduit d'évacuation des fumées. I1 comporte une porte frontale vitrée et un âtre central od est entretenue la combustion par admission d'air primaire et secondaire. Selon l'invention, le foyer fermé comprend des moyens pour préchauffer et créer un mouvement tournant de l'air de combustion dans l'âtre. Ceci permet d'élever la température de combustion et de créer un balayage d'air propre face à la vitre interne de la porte frontale pour éviter que celle-ci ne noircisse. Le rendement de chauffe est amélioré avec un dégagement réduit de fumées polluantes. La porte du foyer fermé présentée dans ce document est à double cloison, néanmoins l'air, destiné à désenfumer la vitre, est prélevé dans la pièce où est implantée la cheminée, ce qui amoindrit le rendement global de l'installation en augmentant la déperdition thermique par renouvellement d'air de l'habitation. De plus, il n'y a pas de possibilité de réguler la dépression dans la chambre de combustion par une admission d'air en aval dit de "dilution des fumées Enfin, l'air affecté au désenfumage et l'air affecté à la création d'un mouvement tournant dans l'âtre, pour faciliter la combustion, ne comportent pas d'admission d'air commune. Ceci oblige à prévoir au moins deux orifices d'admission indépendants, qui ne sont pas toujours bien dissimulés, ce qui n'est pas esthétique et fonctionnel puisque les enfants peuvent être attirés par ce type d'orifice, et cela peut compliquer l'installation. La présente invention a pour objet un foyer de cheminée où les circuits d'air sont partiellement groupés, et qui ne comporte aucune prise d'air extérieur apparente. A cet effet, l'invention concerne un foyer fermé de cheminée, relié à un conduit d'évacuation des fumées, qui comporte une porte frontale vitrée à double cloison dans laquelle de l'air transite et est envoyé vers l'âtre central pour entretenir la combustion à ce niveau, caractérisé par le fait qu'une chambre d'arrivée d'air frais est présente sous la plaque foyère et coopère avec - la double cloison de la porte pour le transit de l'air de vitre vers l'âtre central, et - au moins une gaine reliant la chambre au conduit d'évacuation pour le transit de l'air de dilution. La chambre d'arrivée d'air frais coopère également avec au moins une gaine reliant cette chambre à la chambre de combustion du foyer pour le transit de l'air de démarrage de la combustion. La chambre d'arrivée d'air frais coopère avec au moins un canal d'amenée de l'air extérieur. La chambre d'arrivée d'air frais comporte un moyen de coupure pour chaque flux d'air de vitre, de dilution et/ou de démarrage. Un moyen d'asservissement est mis en oeuvre entre les moyens de coupure des flux d'air de vitre et de dilution. Les moyens de coupure des flux d'air sont constitués par des volets mobiles. Le moyen d'asservissement est constitué par une tringle. La tringle est réglable en longueur. Les moyens de coupure sont manoeuvrables par des moyens de commande placés sur la face frontale de la cheminée. Les moyens de commande des moyens de coupure de l'air de vitre et/ou de l'air de dilution sont constitués de telle sorte qu'ils empêchent l'ouverture de la porte lorsque le moyen de coupure permet le passage de l'air de dilution et permettent cette ouverture lorsque le moyen de coupure permet le passage de l'air de vitre. Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de comprendre aisément l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale selon B-B de la figure 3 d'un foyer fermé de cheminée selon l'invention, le foyer étant en position où la combustion est à allure la plus modérée. La figure 2 représente une vue identique à la figure 1, en position où la combustion est à allure la plus importante. La figure 3 représente une vue en coupe transversale selon A-A de la figure 1. La figure 4 représente une vue identique à la figure 3, d'un second mode de réalisation du foyer fermé selon l'invention. La figure 5 représente une vue en coupe partielle des volets pivotants qui commandent l'air de vitre et l'air de dilution, les volets étant dans une position correspondante à la figure 1. Enfin, la figure 6 représente une vue identique à la figure 5, dans laquelle les volets sont dans une position correspondante à la figure 2. La présente invention concerne un appareil à foyer fermé 2 de cheminée 1 bien représenté sur les figures 1 et 2. Cet appareil est constitué d'un foyer fermé 2 qui coopère avec un conduit d'évacuation 3 des fumées, et d'un ensemble d'éléments d'habillage qui constitue la cheminée 1. Le foyer 2 se compose d'un corps de chauffe de forme sensiblement parallélépipédique dont la face avant comporte une porte frontale 4. Cette porte 4 est essentiellement constituée de deux traverses 19 et 20 qui coopèrent avec une vitre extérieure 5 et une vitre intérieure 6, les deux vitres 5 et 6 créant un canal dans lequel l'air est susceptible de passer, comme cela est représenté à la figure 2 selon F2. En fait, la porte 4 comporte également deux montants non représentés sur les figures qui sont reliés aux traverses 19 et 20. Les montants et traverses 19 et 20 constituent l'encadrement de la porte 4. La porte 4 comporte un joint périphérique 21a qui permet de créer une étanchéité lorsque la porte 4 est fermée au niveau du corps de chauffe du foyer fermé 2. Ladite porte 4 comporte également un joint intermédiaire 21b qui, associé au joint 21a, assure l'étanchéité et la continuité du circuit d'air entre la chambre d'arrivée d'air frais 8 et le canal entre les deux vitres 5 et 6. L'air de vitre mobile selon F2 constitue le premier circuit d'air. Le second circuit d'air est bien représenté à la figure 1. Celui-ci s'effectue selon F4 par l'intermédiaire d'une gaine d'air de dilution 10 qui met en contact la partie inférieure du foyer fermé 2 avec la partie supérieure de celui-ci. En fait, comme cela est bien représenté sur les figures 1 et 2, l'air de vitre selon F2 et l'air de dilution selon F4 sont tous les deux issus d'une chambre d'arrivée d'air frais 8, qui coopère avec un canal d'amenée 12 de l'air extérieur qui n'est représenté que partiellement, et sur lequel l'installateur viendra raccorder une gaine amenant l'air de l'extérieur. Cet air extérieur arrive selon F1 au niveau de la chambre d'arrivée 8. Ensuite, cet air est susceptible soit d'être orienté vers la porte 4 pour être réchauffé et permettre le désenfumage de la vitre d'une part, et l'alimentation en oxygène de la combustion qui est réalisée au dessus de la plaque foyère 9, soit d'être orienté vers la gaine d'air de dilution 10 qui va réchauffer cet air extérieur et va permettre son transfert selon F4 au niveau du conduit d'évacuation 3 des fumées. De ce fait, cet air se mélangera avec les fumées présentes au niveau du conduit 3. C'est pour cette raison que cet air est appelé air de dilution. L'air de vitre permet donc le désenfumage de la vitre par la création d'un rideau d'air et parce que ce rideau d'air est suffisamment chaud pour permettre, en association avec le rayonnement du feu, de brûler par pyrolyse les résidus qui seraient susceptibles de se coller sur la vitre intérieure 6. L'air de vitre permet également l'alimentation en air de la combustion qui est réalisée dans l'âtre 7. De ce fait, lorsque le flux d'air de vitre est à son maximum, la combustion sera la plus vive et l'appareil 2 sera à pleine puissance. Au contraire, lorsque l'on ferme l'air de vitre et que l'on active l'air de dilution, l'allure de la cheminée est l'allure la plus lente puisque l'apport d'oxygène au niveau de la combustion sera minimum. Cette allure lente permet de conserver des braises pendant la nuit, ou, si la température extérieure n'est pas trop faible, de générer une faible puissance de niveau relativement constant et ainsi maintenir à l'intérieur de l'habitation, où est situé le foyer fermé 2 , une température qui n'est pas excessive. Un autre intérêt de l'air de vitre est également de créer une amenée d'air lorsque l'on ouvre la porte 4. Ceci permet aux fumées de ne pas refouler dans la pièce où est implanté le foyer fermé 2, mais plutôt de s'évacuer par la conduite de dérivation 30. Pour que les fumées aboutissent dans cette conduite 30, il est nécessaire de prévoir & sa base un clapet 25 qui est mobile autour d'un axe d'articulation 26. De plus, lorsque l'on ouvre la porte 4, le clapet de dérivation 25, qui peut pivoter selon l'axe d'articulation 26, permet l'évacuation des fumées directement dans la conduite 30 sans passer par l'avaloir 23 où est présent un certain nombre de chicanes 24. Par contre, lorsque l'on désire chauffer la pièce où est implanté l'appareil à foyer fermé 2, il est nécessaire de fermer la porte 4 et cette conduite de dérivation 25 et de laisser passer les fumées chaudes provenant de la combustion selon F3 par l'ensemble des chicanes 24 de l'avaloir 23, ce qui va augmenter la surface d'échange calorifique permettant ainsi un rendement de combustion efficace. Pour faciliter le mouvement du clapet 25, une masselotte 31 y est associée pour faciliter l'ouverture dudit clapet 25, dont le mouvement est lié au mouvement de la porte 4 par l'intermédiaire d'un moyen d'asservissement 32. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, mais également sur les figures 3 à 5, il existe des moyens de coupure 13 et 14 de l'air de vitre et de l'air de dilution. Ces moyens de coupure 13 et 14 sont essentiellement constitués par des volets mobiles 13 et 14, le volet 13 étant affecté à la coupure de l'air de vitre alors que le volet 14 permet la coupure de l'air de dilution. Ils peuvent être pourvus chacun de leur propre commande ou asservis l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un moyen d'asservissement 16, qui est constitué d'une tringle 16, comme représenté sur toutes les figures. Cette tringle 16 peut être réglable en longueur. Entre les deux positions extrêmes représentées aux figures 1 et 5 d'une part, et 2 et 6 d'autre part, il est donc possible par l'intermédiaire d'un seul moyen de commande 17 placé sous la porte 4 de choisir un nombre très important de positions intermédiaires d'ouverture partielle des deux volets 13 et 14. Ces volets 13 et 14 sont montés sur des axes de pivotement 29 et un certain nombre de joints 28 permet la mise en place des différentes parties constituant le corps de chauffe comme par exemple, la plaque foyère 9, la plaque inférieure, les plaques support des moyens de coupure 13 et 14, la plaque de fond 22, etc. Entre le moyen de coupure 13 de l'air de vitre et la porte 4, est présent un boîtier intermédiaire 27 au niveau duquel l'air de vitre arrivant selon F2 est transféré entre les deux vitres 5 et 6. Dans l'espace correspondant au boîtier intermédiaire 27 est schématisé en pointillé sur les figures 1 et 2 la commande mécanique 33 ou autre qui peut exister entre le moyen de commande 17 et le moyen de coupure 13 qui asservi le mouvement de l'autre moyen de coupure 14. Selon la figure 3, on remarque également l'ensemble des moyens de commande permettant l'asservissement des deux volets 13 et 14, à savoir la tringle 16, le moyen de commande 17 et en pointillé le moyen mécanique 33 ou autre reliant le moyen de commande 17 au moyen de coupure 13. Sous la tringle 16, est présent le canal d'amenée 12 de l'air extérieur. Sur cette figure 3, on remarque également un troisième circuit d'air qui est destiné au démarrage de la combustion. I1 s'agit d'une gaine de l'air de démarrage 11 qui relie la chambre 8 à la zone inférieure du foyer 2 pour le transit de l'air de démarrage de la combustion. Selon la figure 4, le nombre de gaines d'air de démarrage 11 est doublé, il y en a une de chaque côté de l'âtre 7, ce qui facilite encore l'approvisionnement en oxygène et donc le démarrage. Ainsi, lorsque l'on démarre un feu au niveau de l'âtre 7, il faut approvisionner cette combustion avec beaucoup d'oxygène. Pour ce faire, il est nécessaire que le moyen de coupure de l'air de démarrage 15 soit ouvert par l'intermédiaire du moyen de commande 18. Lorsque ce moyen de coupure 15, qui est constitué par un volet coulissant 15, est déplacé dans la position représentée en vue en tirets pointillés sur la figure 3, l'air peut passer de la chambre d'arrivée 8 à la zone de combustion 7 au-dessus de la plaque foyère 9, ce qui facilite le démarrage du foyer 2. De plus, les moyens de commande 17 des moyens de coupure de l'air de vitre 13 et/ou de l'air de dilution 14 sont constitués de telle sorte qu'ils 17 empêchent l'ouverture de la porte 4 lorsque le moyen de coupure 14 permet le passage de l'air de dilution et permettent cette ouverture lorsque le moyen de coupure 13 permet le passage de l'air de vitre. Pour arriver à ce résultat, on remarque sur la figure 1 que la poignée 17, faisant office de moyens de commande des volets 13 et 14, est dans une position qui est dans la cinématique d'ouverture de la porte 4, alors que sur la figure 2, cette position est esquivée, ce qui ne nuit pas à la cinématique d'ouverture de ladite porte 4. REFERENCES 1. Cheminée 2. Foyer fermé de la cheminée 1 3. Conduit d'évacuation des fumées 4. Porte frontale 5. Vitre extérieure de la porte 4 6. Vitre intérieure de la porte 4 7. Atre central du foyer 2 8. Chambre d'arrivée d'air frais 9. Plaque foyère 10. Gaine de l'air de dilution 11. Gaine de l'air de démarrage 12. Canal d'amenée de l'air extérieur 13. Moyen de coupure de l'air de vitre 14. Moyen de coupure de l'air de dilution 15. Moyen de coupure de l'air de démarrage 16. Moyen d'asservissement des moyens de coupure 13 et 14 17. Moyen de commande des moyens de coupure 13 et 14 18. Moyen de commande du moyen de coupure 15 19. Traverse supérieure de la porte 4 20. Traverse inférieure de la porte 4 21a. Joint périphérique de la porte 4 21b. Joint intermédiaire de la porte 4 22. Plaque de fond ou coeur 23. Avaloir 24. Chicanes 25. Clapet de dérivation 26. Axe d'articulation du clapet 25 27. Boîtier intermédiaire 28. Joints 29. Axes de pivotement des moyens de coupure 13 et 14 30. Conduite de dérivation 31. Masselotte du clapet 25 32. Moyen d'asservissement du clapet 25 et de la porte 4 33. Commande mécanique entre le moyen 17 et les moyens 13 et 14 F1. Arrivée d'air frais F2. Air de vitre F3. Air chaud de combustion F4. Air de dilution REVENDICATIONS 1. Foyer fermé (2) de cheminée (1), relié à un conduit d'évacuation (3) des fumées, qui comporte une porte frontale (4) vitrée à double cloison (5 et 6) dans laquelle de l'air transite et est envoyé vers l'âtre central (7) pour entretenir la combustion à ce niveau, caractérisé par le fait qu'une chambre d'arrivée (8) d'air frais est présente sous la plaque foyère (9) et coopère avec - la double cloison (5 et 6) de la porte (4) pour le transit de l'air de vitre vers l'âtre central (7), et - au moins une gaine (10) reliant la chambre (8) au conduit d'évacuation (3) pour le transit de l'air de dilution. 2. Foyer, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre d'arrivée (8) d'air frais coopère également avec au moins une gaine (11) reliant cette chambre (8) à la chambre de combustion du foyer (2) pour le transit de l'air de démarrage de la combustion. 3. Foyer, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la chambre d'arrivée (8) d'air frais coopère avec au moins un canal d'amenée (12) de l'air extérieur. 4. Foyer, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la chambre d'arrivée (8) d'air frais comporte un moyen de coupure (13, 14 ou 15) pour chaque flux d'air de vitre, de dilution et/ou de démarrage. 5. Foyer, selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'un moyen d'asservissement (16) est mis en oeuvre entre les moyens de coupure des flux d'air de vitre et de dilution. 6. Foyer, selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les moyens de coupure des flux d'air sont constitués par des volets mobiles (13, 14 et 15). 7. Foyer, selon la revendication 5, caractérise par le fait que le moyen d'asservissement est constitué par une tringle (16). 8. Foyer, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la tringle (16) est réglable en longueur. 9. Foyer, selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de coupure sont manoeuvrables par des moyens de commande (17 et 18) placés sur la face frontale de la cheminée (1). 10. Foyer, selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de commande (17) des moyens de coupure de l'air de vitre (13) et/ou de l'air de dilution (14) sont constitués de telle sorte qu'ils (17) empêchent l'ouverture de la porte (4) lorsque le moyen de coupure (14) permet le passage de l'air de dilution et permettent cette ouverture lorsque le moyen de coupure (13) permet le passage de l'air de vitre.