Brevet FR2777980A1 — publié le 19991029

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des appareils de chauffage, en particulier à combustibles bois ou ligneux, notamment des appareils à foyer fermé, du type foyer de cheminée ou de poêle, et a pour objet un foyer fermé à chauffage régulé pour de telles cheminées ou poêles. Les appareils de chauffage à foyer fermé fonctionnent comme un poêle, un conduit de fumée suffisant pour leur installation. Bien que énergétiquement plus intéressants que les systèmes à foyers ouverts, semi-ouverts ou possédant des récupérateurs de chaleur, ces foyers perdent encore une partie non-négligeable de l'énergie thermique délivré par la combustion. De plus, ces foyers possèdent l'inconvénient de consommer une partie de l'air ambiant qu'il faut, par conséquent, renouveler constamment et chauffer. Les dépressions créées par les régimes de fonctionnement risquent également d'interférer avec la ventilation de l'habitation. Enfin, leur puissance de chauffe n'est pas régulière entraînant par la même des "pics de puissance" qui nuisent au confort d'ambiance. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, elle a pour objet un foyer fermé à chauffage régulé pour appareils de chauffage, en particulier à combustibles bois ou ligneux, notamment du type foyer de cheminée ou de poêle, constitué essentiellement par une enceinte de combustion sensiblement étanche délimitée par des parois latérales, supérieures et inférieures et par une porte d'accès vitrée et comprenant une grille foyère, caractérisé en ce qu'il comporte une prise d'air de combustion extérieure dont le flux d'air destiné à la combustion est divisé dans un boîtier de séparation puis distribué et amené dans l'enceinte de combustion par au moins trois voies différentes et en ce qu'il comporte des moyens de maintien du combustible à distance au-dessus de la grille foyère. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue simplifiée en élévation latérale du foyer selon l'invention; la figure 2 représente une demi-coupe simplifiée du foyer selon l'invention; la figure 3 représente une vue en élévation latérale agrandie d'un capteur de température du foyer selon l'invention; -2- la figure 4 représente une vue de dessus simplifiée du capteur de la figure 3; la figure 5 représente une vue selon la coupe A-A du capteur de température représenté sur la figure 4, et; la figure 6 représente une vue agrandie du détail B de la figure 1. Comme le montre la figure 1, le foyer 1 fermé à chauffage régulé pour appareils de chauffage, en particulier à combustibles bois ou ligneux, notamment pour appareils à foyer fermé, du type foyer de cheminée ou de poêle, est constitué essentiellement par une enceinte 2 de combustion sensiblement étanche délimitée par des parois 3 latérales, inférieures et supérieures 3' et comprenant une grille foyère 5 et par une porte 6 d'accès vitrée. L'étanchéité de l'enceinte 2 peut être assurée par la mise en place de joints, notamment au niveau de la porte 6 d'accès. Le foyer 1 selon l'invention peut comporter, en outre, une plaque d'âtre 7 réversible décorée sur ses deux faces et rapportée de manière amovible sur un prolongement arrière de la grille foyère 5. Cette dernière permet de facilement changer le décor de l'intérieur de la cheminée visible par la porte vitrée 6, par exemple, pour mieux l'adapter à la décoration d'une pièce. Conformément à la présente invention, et comme le montrent les figures 1 et 2, le foyer 1 comporte une prise d'air de combustion extérieure dont le flux d'air destiné à la combustion est divisé dans un boîtier 8 de séparation puis distribué et amené dans l'enceinte 2 de combustion par au moins trois voies 9, 9', 9" différentes, ledit foyer 1 comportant également des moyens 10 de maintien du combustible 11 à distance au-dessus de la grille foyère 5. De manière avantageuse et comme le montre la figure 2, le boîtier 8 de séparation divise, par exemple, par l'intermédiaire de cloisons internes, le flux d'air en au moins deux flux qui empruntent les voies 9 et 9". La première partie de ce flux d'air F divisé pénètre dans l'enceinte de combustion par l'intermédiaire de la grille foyère 5 (voie 9) et/ou par le biais d'un fente frontale 12 s'étendant sur la largeur de ladite grille foyère 5 (voie 9'). La deuxième partie du flux d'air destiné à la combustion est distribuée par au moins un conduit 13 s'étendant à l'extérieur de l'enceinte 2 de combustion et débouchant dans un orifice supérieur 14 situé sur le dessus de ladite enceinte 2, par exemple dans une paroi supérieure 3' de ladite enceinte 2 (voie 9"). La distribution quantitative de l'air de combustion prélevé à l'extérieur de l'habitation entre les trois voies 9, 9' et 9" peut être réglée au moyen -3- de languettes mobiles pouvant être déplacées par l'utilisateur et permettant d'obturer plus ou moins des passages. Le conduit 13 extérieur est préférentiellement réalisé sous la forme d'une gaine flexible ce qui permet à la fois un montage aisé et une réduction des coûts, les gros travaux de soudures habituellement pratiqués sur les conduites rigides étant supprimés. Le conduit 13 peut être relié au boitier 8 de séparation par l'intermédiaire d'une buse montée sur le boîtier 8 et sur laquelle on fixe le conduit 13 au moyen, par exemple, de simples colliers de serrage (indiqués en pointillés sur la figure 2). Comme on le voit très clairement sur la figure 1, l'orifice supérieur 14 dans lequel débouche le conduit 13 est raccordé à une buse 15 profilée délimitée par une plaque déflectrice 15' inférieure et un prolongement de la paroi supérieure 3' de l'enceinte 2 de combustion, la section de ladite buse 15. qui est perpendiculaire à la direction principale du flux d'air descendant, se rétrécissant jusqu'au niveau d'une embouchure 15", située au niveau de la partie supérieure de la paroi vitrée 4 intérieure de la porte 6 d'accès vitrée, de telle manière que le flux d'air sortant de ladite buse 15 présente un écoulement laminaire parallèle le long de ladite paroi vitrée 4. Comme représenté sur les figures 1 et 2, les moyens 10 de maintien du combustible 11 au-dessus et à une hauteur déterminée de la grille foyère 5 consistent avantageusement en au moins deux chenets 16 amovibles, dont l'une des extrémités forme un plan incliné 17 par rapport à ladite grille foyère 5. Grâce à ce plan incliné 17, le feu dans le foyer 1 est automatiquement entretenu par alimentation progressive en combustible 11. En effet, au fur et à mesure que les bûches se consument et se désagrègent, elles font place aux nouvelles bûches préchauffées et allumées maintenues sur lesdits plans inclinés et qui n'ont plus qu'à glisser le long desdits plans inclinés 17. Cette caractéristique permet, en combinaison avec les trois voies 9, 9', 9" d'air différentes, de niveler l'allure de combustion et ainsi de réduire sensiblement, voire d'éliminer, les "pics" de puissance. Pour pouvoir détecter la présence d'une combustion et le cas échéant la réguler le foyer 1 peut également être avantageusement équipé d'un capteur de température 18. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le foyer 1 comporte un capteur de température 18 réalisé sous la forme d'un thermostat bimétallique 19 dont l'élément de mesure 20 est en contact avec un étrier ou un arc 21, préférentiellement en forme de U ou de C, réalisé en un matériau conduisant la -4- chaleur et monté sur la face extérieure de l'enceinte 2 de combustion par les extrémités de ses pattes. De manière avantageuse, l'étrier ou arc 21 est réalisé de telle manière que la température de la partie contactée par l'élément de mesure 20 est inférieure à celle de la paroi 3 latérale de l'enceinte 2 de combustion à laquelle il est solidarisé, en présentant une valeur fonction de celle de l'enceinte 2 selon une relation prédéterminée. De cette façon, il est possible d'utiliser des capteurs de température 18 dont les plages de températures sont moins étendues et qui sont, par conséquent moins onéreux. Afin de pouvoir accéder facilement au capteur de température 18, par exemple, pour des opérations de maintenance ou en cas de panne, le thermostat bimétallique 19 est monté fixe dans un profilé 22 fixé de manière amovible par rapport à l'enceinte 2 de combustion du foyer 1 de manière à ce que l'élément de mesure 20 dudit thermostat bimétallique 19 soit en regard et en contact avec une partie adaptée de l'étrier 21 lorsque ledit profilé 22 est mis en place. La figure 3 représente une disposition préférentielle qui permet un accès et un remplacement facile et rapide du capteur de température 18 lorsque le foyer 1 est installé dans son habillage. Le profilé 22 est, de préférence, constitué par une tôle métallique rigide pliée dont l'une des extrémités, au moins, est fixée à un endroit facilement accessible sur une paroi 3 latérale de l'enceinte 2. Les figures 3 et 4 montrent, également à titre d'exemple non limitatif, que le profilé 22 peut être fixé sur une paroi 3 latérale de l'enceinte 2 par l'intermédiaire de deux vis 23, 24. Dans un mode de réalisation préféré, illustré sur la figure 5, l'étrier 21 est réalisé sous la forme d'une pièce métallique plate en forme de U ou de C dont les deux points d'ancrage peuvent, par exemple, être soudés sur l'une des parois 3 de l'enceinte 2. La position et la largeur de l'étrier 21 sur la paroi 3 sont déterminées en fonction de la longueur du profilé 22 et de la largeur de son élément de mesure 20, de manière à permettre un montage et démontage faciles dudit profilé 22, adjacent à l'étrier 21. qui peut, par exemple, être disposé sur la partie inférieure d'une paroi 3 latérale du foyer 1. Lorsque le profilé 22 est mis en place, l'installateur peut, même sans voir le capteur 18, être certain du bon positionnement et du bon contact entre l'élément de mesure 20 et l'étrier 21 monté en dérivation. Le contact thermique ainsi établi entre les deux éléments précités permet une mesure précise et reproductible de la température et donc de contrôler l'activité et/ou la température qui règnent au sein même de l'enceinte 2 de combustion. -5- Un autre élément caractéristique du foyer 1 de la présente invention est qu'il comporte au moins un précentreur 25 dont chacun est réalisé sous la forme d'un couple d'éléments mâle-femelle 26, 27 permettant un pré-assemblage des pièces sur lesquelles ce ou ces précentreur(s) 25 est/sont agencé(s), notamment des parois formant l'enceinte 2, avant leur assemblage définitif ultérieur par soudure, brasage ou analogue (figures I et 6). Ceci permet également de réduire les coûts et temps de montage des foyers 1 de la présente invention. Le foyer 1 selon l'invention est encore caractérisé en ce que la porte 6 d'accès vitrée comporte une vitre supplémentaire 4' rapportée avec espacement sur sa face extérieure permettant une circulation d'air par convection naturelle dans un espace ouvert au niveau de son extrémité inférieure et supérieure compris entre la paroi vitrée 4 intérieure de l'enceinte 2 de combustion et ladite vitre supplémentaire 4' rapportée. Ce moyen simple et efficace permet la diffusion d'une chaleur douce tout en diminuant sensiblement les risques de brûlures graves, la température de la porte 6 d'accès vitrée étant, grâce à la circulation d'air, considérablement réduite au niveau de sa vitre supplémentaire 4' extérieure par rapport aux portes à simple vitrage. De plus, le réchauffement de cet air de refroidissement contribue également au chauffage de la pièce ce qui améliore encore l'échange thermique. Ainsi grâce au foyer I fermé à chauffage régulé de la présente invention, l'utilisateur dispose d'un appareil parfaitement étanche vis-à-vis du volume à chauffer, possédant une autonomie et un rendement énergétique accrus par rapport aux systèmes connus de l'état de la technique et qui fournit une puissance de chauffe régulière se traduisant par des courbes de puissances en fonction des allures de fonctionnement "lissées" sur lesquelles les pics de puissances habituels sont éliminés. La prise d'air de combustion extérieure, sans interférence avec la ventilation de l'habitation, permet un bilan énergétique amélioré et évite de consommer de l'air ambiant. Les chenets 16 selon l'invention permettent, avec la diffusion contrôlée de l'air de combustion, un contrôle accru du régime de combustion et donc une meilleure hygiène de cette dernière. L'encrassement des conduits en est également réduit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -6- REVENDICATIONS 1. Foyer fermé à chauffage régulé pour appareils de chauffage, en particulier à combustibles bois ou ligneux, notamment du type foyer de cheminée ou de poêle, constitué essentiellement par une enceinte de combustion sensiblement étanche délimitée par des parois latérales, supérieures et inférieures et par une porte d'accès vitrée et comprenant une grille foyère, caractérisé en ce qu'il comporte une prise d'air de combustion extérieure dont le flux d'air destiné à la combustion est divisé dans un boîtier (8) de séparation puis distribué et amené dans l'enceinte (2) de combustion par au moins trois voies (9, 9', 9") différentes et en ce qu'il comporte des moyens (10) de maintien du combustible (11) à distance au-dessus de la grille foyère (5). 2. Foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du flux d'air destiné à la combustion est distribuée par au moins un conduit (13) réalisé sous la forme d'une gaine flexible s'étendant à l'extérieur de l'enceinte (2) de combustion et débouchant dans un orifice supérieur (14) situé sur le dessus de ladite enceinte (2). 3. Foyer selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice supérieur (14) est raccordé à une buse (15) profilée délimitée par une plaque déflectrice (15') inférieure et un prolongement de la paroi (3') supérieure de l'enceinte de combustion (2), la section de ladite buse (15), qui est perpendiculaire à la direction principale du flux d'air descendant, se rétrécissant jusqu'au niveau d'une embouchure (15"), située au niveau de la partie supérieure de la paroi vitrée (4) intérieure de la porte (6) d'accès vitrée, de telle manière que le flux d'air sortant de ladite buse (15) présente un écoulement laminaire parallèle le lond de ladite paroi vitrée (4). 4. Foyer selon l'une quelconque les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (10) de maintien du combustible (11) au-dessus et à une hauteur déterminée de la grille foyère (5) consistent en au moins deux chenets (16) amovibles, dont l'une des extrémités forme un plan incliné (17) par rapport à ladite grille foyère (5). 5. Foyer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de température (18) réalisé sous la forme d'un thermostat bimétallique (19) dont l'élément de mesure (20) est en contact avec un étrier ou un arc (21), préférentiellement en forme de U ou de C, réalisé en un - 7- matériau conduisant la chaleur et monté sur la face extérieure de l'enceinte (2) de combustion par les extrémités de ses pattes. 6. Foyer selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étrier ou arc (21) est réalisé de telle manière que la température de la partie contactée par l'élément de mesure (20) est inférieure à celle de la paroi (3) de l'enceinte (2) de combustion à laquelle il est solidarisé, en présentant une valeur fonction de celle de l'enceinte (2) selon une relation prédéterminée. 7. Foyer selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le thermostat bimétallique (19) est monté fixe dans un profilé (22) fixé de manière amovible par rapport à l'enceinte (2) de combustion du foyer (1) de manière à ce que l'élément de mesure (20) dudit thermostat bimétallique (19) soit en regard et en contact avec une partie adaptée de l'étrier (21) lorsque ledit profilé (22) est mis en place. 8. Foyer l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un précentreur (25) dont chacun est réalisé sous la forme d'un couple d'éléments mâle-femelle (26, 27) permettant un préassemblage des pièces sur lesquelles ce ou ces précentreur(s) (25) est/sont agencé(s), notamment des parois formant l'enceinte (2), avant leur assemblage définitif ultérieur par soudure, brasage ou analogue. 9. Foyer selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une plaque d'âtre (7) réversible décorée sur ses deux faces et rapportée de manière amovible sur un prolongement arrière de la grille foyère (5). 10. Foyer selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la porte (6) d'accès vitrée comporte une vitre supplémentaire (4') rapportée avec espacement sur sa face extérieure permettant une circulation d'air par convection naturelle dans un espace ouvert au niveau de son extrémité inférieure et supérieure compris entre la paroi vitrée (4) de l'enceinte (2) de combustion et ladite vitre supplémentaire (4') rapportée.