Brevet FR2881814A1 — publié le 20060811

L'invention concerne un équipement pour cheminée ainsi qu'une cheminée comprenant un tel équipement. Elle trouve application dans le domaine de la fabrication des cheminées, et en particulier dans le domaine de l'installation de cheminée neuve et la réhabilitation des cheminées existantes dans les locaux d'habitation. On connaît des équipements pour cheminée comprenant un foyer sous forme d'une cuve à simple paroi dans lequel est disposé le combustible. La cuve comprend un fond, des parois latérales et un couvercle. Lorsqu'il s'agit d'un insert, l'une des parois latérales peut être constituée d'une porte vitrée to Dans l'espace ainsi délimité débouche un raccord d'évacuation ou buse qui est raccordé au conduit de fumée, nécessaire à l'évacuation des produits de combustion vers l'extérieur. Lorsque les parois de la cuve constituant le foyer sont soumises à des surchauffes accidentelles, elles se déforment et ces déformations des parois peuvent être telles que des perforations sont constatées. Ces percements de cuve peuvent alors générer des incendies par projection de braises vers l'extérieur. Un objet de la présente invention est de proposer un équipement pour cheminée qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et évite en particulier toute propagation du feu de l'intérieur du foyer vers l'extérieur. A cet effet est proposé un équipement pour cheminée comprenant un foyer interne et caractérisé en ce qu'il comprend une cuve externe à l'intérieur de laquelle est montée ladite cuve interne. Cette configuration permet une protecticn de l'environnement extérieur même en cas de perforation du foyer interne. Avantageusement, ledit foyer interne est monté de manière amovible dans 25 ladite cuve externe. Cette configuration permet un remplacement aisé du foyer interne en cas de dégradation. Avantageusement, les parois du foyer interne et de la cuve externe sont distantes les unes des autres de manière à créer un volume. Cette configuration permet d'isoler thermiquement la cuve externe du foyer interne lequel est une source de chaleur importante. Avantageusement, l'équipement pour cheminée est adapté à être connecté à un récupérateur de chaleur alimenté par de l'air circulant dans ledit volume. Cette configuration permet d'alimenter un récupérateur de chaleur, ce qui augmente le rendement de la cheminée. Avantageusement, lorsqu'elle est disposée sur le sol, la cuve externe repo;e de manière surélevée par rapport au sol. Cette configuration évite l'apparition de condensation et de corrosion sous la cuve externe. Avantageusement, ledit foyer interne comporte un orifice d'alimentation en air de combustion dans lequel débouche une canalisation d'alimentation qui communique avec l'extérieur de ladite cuve externe à travers au moins l'une des parois de ladite cuve externe. Cette configuration permet d'alimenter le foyer en air afin d'entretenir le feu. Avantageusement, la canalisation d'alimentation débouche sous ladite cuve externe. Avantageusement, l'équipement pour cheminée comprend un conduit d'évacuation des produits de combustion et ledit foyer interne comprend un orifice d'évacuation des produits de combustion vers ledit conduit d'évacuation des produits de combustion. Avantageusement, ledit foyer interne comprend une plaque pare-flamme qui comporte des orifices de passage des produits de combustion et qui sépare ledit foyer interne en une chambre de combustion et une chambre de postcombustion dans laquelle débouche ledit orifice d'évacuation des produits de combustion. Avantageusement, ladite chambre de post-combustion comprend un dispositif d'alimentation en air de post-combustion qui communique avec l'orifice d'alimentation en air de combustion. Avantageusement, ledit dispositif d'alimentation en air post-combustion est 20 constitué d'une canalisation débouchant dans ladite chambre de post-combustion par une pluralité d'orifices d'injection. Avantageusement, ledit orifice d'évacuation est relié au conduit d'évacuation des produits de combustion par l'intermédiaire d'un raccord d'évacuation amovible pour faciliter l'entretien. Avantageusement, le rapport entre la surface dudit orifice d'évacuation et la surface dudit orifice d'alimentation en air de combustion est de environ 8,176. L'invention propose aussi une cheminée comprenant un équipement pour cheminée selon une des variantes précédentes. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: La Fig. 1 représente une coupe d'une cheminée comprenant un équipe ment pour cheminée selon l'invention; la Fig. 2 représente une vue de l'intérieur d'un équipement pour cheminée selon la flèche F de la Fig. 1. La Fig. 1 représente une cheminée 100 comprenant un équipement pour cheminée qui comprend un foyer interne 104 qui sert de foyer et dans lequel est réalisé le feu et une cuve externe 102 qui sert de châssis à la cheminée 100 et à l'intérieur de laquelle est montée la cuve interne 104. La cuve externe 102 possède des parois latérales et une paroi inférieure 138. La cuve externe 102 forme ainsi un volume qui est fermé sur sa partie supérieure par 5 une plaque foyère 108 qui repose sur un cadre support 106. La plaque foyère 108 permet non seulement de fermer la cuve externe 102 et ainsi d'optimiser la récupération de chaleur en réalisant un foyer clos, mais aussi de servir de support pour un éventuel feu réalisé en foyer ouvert. Le foyer interne 104 dans lequel est réalisé le feu, comprend des:carois latérales et une paroi inférieure 114. Dans le foyer interne 104 peuvent être disposés une grille foyère 116 qui repose sur des rebords 118 du foyer interne 104, un bac à cendres 120 et un cendrier 122 qui permettent la récupération des cendres issues de la combustion. La cuve externe 102 et le foyer interne 104 peuvent être en fonte ou en tous 15 matériaux susceptibles d'être utilisés dans une cheminée. En cas de surchauffe accidentelle dans le foyer interne 104, les parois de celui-ci subissent déformations et dégradations. Dans cette hypothèse, le foyer interne 104 monté à l'intérieur de la cuve externe 102 évite que cette dernière ne subisse les mêmes contraintes et en particulier évite toute propagation d'incendie à l'extérieur de l'équipement, puisque même si le foyer interne 104 se perce, la cuve externe: 102 reste intacte. Le foyer interne 104 est monté de manière amovible dans la cuve externe 102. La cuve externe 102, revêtue optionnellement d'un isolant sur ses parois externes, est généralement encastrée dans un bâti maçonné et son remplacement entraî rie la réalisation de grands travaux. Mais, le fait que le foyer interne 104 soit amovible permet de remplacer uniquement cet élément sans avoir à déposer la cuve externe 102, ce qui limite les travaux à entreprendre. Le fait que le foyer interne 104 et la cuve externe 102 soient séparables permet aussi d'alléger l'ensemble de la cheminée, ce qui facilite la manutention des différents éléments par les techniciens lors du montage, puisque chaque élément peut être manipulé individuellement. Pour améliorer le rôle d'isolant joué par la cuve externe 102 et être sûr que, même en cas de très hautes températures, celle-ci ne se déforme pas, il est préférable de prévoir un volume d'air 144 entre les parois du foyer interne 104 et celles de la cuve externe 102, c'est-à-dire que les parois du foyer interne 104 et les parois de la cuve externe 102 sont maintenues à distance les unes des autres. La création d'une isolation par de l'air permet ainsi à la cuve externe 102 de moins subir l'influence du feu présent dans le foyer interne. Un exemple d'assemblage de l'équipement constitué du foyer interne 104 et de la cuve externe 102 est montré sur la Fig. 2. La Fig. 2 représente une vue de l'équipement pour cheminée selon la flèche F de la Fig. 1. Les parois latérales du foyer interne 104 comprennent des pattes 206; par exemple sous forme de pliages, qui reposent sur les sommets des parois latérales de la cuve externe 102. Les sommets des parois latérales de la cuve externe 102 peuvent comprendre des rebords 214, par exemple sous forme de pliages, dont l'écartement transversal H permet le passage du foyer interne 104 et son alignement par rapport à la cuve externe 102. Pour augmenter le rendement de la cheminée 100 et permettre une récupération optimale de la chaleur diffusée à travers les parois du foyer interne 104, l'équipement pour cheminée est adapté à être connecté à un récupérateur de chaleur 146 Pour alimenter ce récupérateur de chaleur 146, de l'air circule dans le volume d'air 144 et se chauffe au contact des parois du foyer interne 104. L'air circulant entre le foyer interne 104 et la cuve externe 102 peut être 15 redirigé, en partie ou totalité, vers le récupérateur de chaleur 146 qui est d:.sposé autour du conduit d'évacuation des produits de combustion 130. L'air qui est dirigé vers le récupérateur de chaleur 146 vient se chauffer en passant à proximité du conduit d'évacuation des produits de combustion 13C dans lequel circulent 1,es produits de combustion dont la température est élevée. L'air ainsi chauffé peut être redirigé dans l'habitation afin de la chauffer augmentant ainsi le rendement de la cheminée. L'air circulant entre le foyer interne 104 et la cuve externe 102 et qui n'est pas dirigé vers le récupérateur 146 peut être canalisé par des conduites qui débouchent dans la cuve externe 102 et qui redirigent l'air ainsi chauffé dans l'habitation, augmentant ainsi le rendement de la cheminée. La circulation de l'air peut être statique du fait de la différence de densité entre l'air chaud et l'air froid ou être dynamique par exemple par la mise en place d'un extracteur ou d'un pulseur. Dans un mode de réalisation particulier, la cuve externe 102 repose sur le sol et, pour cela, est munie sous sa paroi inférieure 138 de pieds 110 qui la maintiennent au dessus du sol 202. La paroi inférieure 138 est donc surélevée par rapport Lu sol 202, ce qui évite que de la condensation ne se crée entre la paroi inférieure 138 et le sol 202 et donc que la paroi inférieure 138 ne se corrode. Pour entretenir le feu, de l'air de combustion doit être introduit dans le foyer interne 104. Il est ainsi possible de prévoir que le foyer interne 104 comprenne un orifice d'alimentation en air de combustion 112 dans lequel débouche une canalisation d'alimentation 142 communicant avec l'extérieur de la cuve externe 102 à travers au moins l'une des parois de la cuve externe 102. Dans un mode de réalisation particulier, où la cuve externe 102 est surélevée, la canalisation d'alimentation 142 débouche sous la cuve externe 102, c'est-à-dire au niveau de sa paroi inférieure 138. La canalisation d'alimentation 142 est ainsi invisible pour les utilisateurs, ce qui améliore l'esthétisme de la cheminée 10C et ce qui évite à la canalisation d'alimentation 142 d'être bouchée par des éléments déposés en vis-à-vis de son ouverture. Dans l'exemple de la Fig. 1, l'air pénètre dans la partie inférieure du foyer interne 104, puis chemine à travers le bac à cendres 120 et le cendrier 122 grâce à des trous non représentés et vient oxygéner le feu à travers la grille foyère 116. Pour éviter que le feu s'étouffe sous les produits de combustion, un orifice 140 d'évacuation des produits de combustion est prévu au niveau des parois du foyer interne 104. Cet orifice d'évacuation 140 permet le passage des produits de combustion vers le conduit d'évacuation des produits de combustion 130 de la cheminée 100. Pour augmenter le rendement de la cheminée 100, il est possible de prévoir une chambre de post-combustion 134 dans laquelle les produits de combustion sont brûlés une deuxième fois. Pour ce faire, le foyer interne 104 est séparé en une chambre de combustion 132 et une chambre de postcombustion 134 par une plaque pare-flamme 124. La plaque pare-flamme 124 comporte des orifices de passage 126 pour les produits de combustion qui peuvent ainsi passer de la chambre de combustion 132 vers la chambre de post-combustion 134. Après la post-combustion, les produits de combustion résiduelle sont évacués par l'orifice d'évacuation des produits de combustion 140 qui débouche dans la chambre de post-combustion 134. Pour activer la post-combustion, de l'air de post-combustion chaud est introduit dans la chambre de post-combustion 134 par un dispositif d'alimentation en air de post-combustion 136 qui communique avec l'orifice d'alimentation en air de combustion 112. Le fait que l'air de post-combustion et l'air de combustion arrivent par le même endroit, évite d'avoir à prévoir une deuxième ouverture dans la cuve externe 102 et le fait que l'air de post-combustion circule autour du foyer interne 104 permet de le chauffer, ce qui augmente son efficacité au moment de la post-combustion. Le dispositif d'alimentation en air de post-combustion 136 va maintenant être décrit en relation avec la Fig. 2. Le dispositif d'alimentation en air de post-combustion 136 est, dans l'exemple de la Fig. 2, constitué d'une canalisation qui fait le tour de l'orifice d'évacuation 140 et qui débouche sous la chambre de post-combustion 134 par des entrées d'air 210. L'air provenant de l'orifice d'alimentation en air de combustion 112 pénètre dans la canalisation 136 par ces entrées d'air 210 et il est ensuite expulsé par une pluralité d'orifices d'éjection 204 qui débouchent dans la chambre de post-combustion 134. La répartition des orifices d'éjection 204 autour de l'orifice d'évacuation 140 permet de répartir l'air injecté dans les produits de combustion, améliorant ainsi le rendement de la post-combustion. L'air injecté est représenté par les flèches 212 de la Fig. 2. Pour relier l'orifice d'évacuation des produits de combustion 140 au conduit d'évacuation des produits de combustion 130, il est possible d'utiliser un raccord d'évacuation 128, par exemple sous forme d'un coude, et qui est de préférence amovible pour permettre son entretien et son remplacement éventuel. Dans l'exemple de la Fig. 1, l'accès au raccord d'évacuation 128 se fait après avoir retiré le foyer interne 104. Il est intéressant que le feu puisse brûler de manière constante sur une longue période pouvant aller de 9 à 10 heures sans apport de bois et d'air de combustion supplémentaire, c'est-à-dire autre que celui amené par l'orifice d'alimentation en air de combustion 112, de manière à rester actif durant la nuit ou la journée. Dans un foyer interne 104 dont la chambre de combustion 132 de volume 45 dm3 est remplie à l'origine avec des bûches de bois de chêne de 12% d'humidité et d'un poids de 14,7 Kg, ce temps de combustion est obtenu pour un volume de produits de combustion qui est environ 8,176 plus grand que le volume d'air apporté. Les volumes d'air introduit et de produits de combustion expulsés sont régulés par le rapport entre la surface de l'orifice d'évacuation 140 et la surface de l'orifice d'alimentation en air de combustion 112. Ce rapport est de préférence de l'ordre de 8,176. Dans un mole de réalisation, la surface de l'orifice d'évacuation 140 est égale à 130 cm2 et la surface de l'orifice d'alimentation en air de combustion 112 est égale à 15,9 cm2. Bien entendu ces valeurs numériques sont données à titre d'exemple et les dimensions de la surface de l'orifice d'évacuation 140 et de la surface de l'orifice d'alimentation en air de combustion 112 peuvent être modifiées en proportion des dimensions de la cheminée 100 et en particulier du foyer interne 104, tout en conservant un rapport sensiblement égal à 8,176, c'est-à-dire compris entre 7,9 et 8,5. Lorsqu'un apport supplémentaire d'oxygène ou air secondaire est nécessaire pour augmenter le régime du feu, la plaque foyère 108 peut être ouverte. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. 7 REVENDICATIONS 1) Equipement pour cheminée comprenant un foyer interne (104) et caractérisé en ce qu'il comprend une cuve externe (102) à l'intérieur de laquelle est montés ledit 5 foyer interne (104). 2) Equipement pour cheminée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit foyer interne (104) est monté de manière amovible dans ladite cuve externe (102). 3) Equipement pour cheminée selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé 10 en ce que les parois du foyer interne (104) et de la cuve externe (102) sont distantes les unes des autres de manière à créer un volume (144). 4) Equipement pour cheminée selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est adapté à être relié à un récupérateur de chaleur (146) alimenté par de l'air circulant dans ledit volume (144). 5) Equipement pour cheminée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lorsqu'il est disposé sur le sol (202), la cuve externe (102) repos>e de manière surélevée par rapport au sol (202). 6) Equipement pour cheminée selon l'une des revendications 1 à 5, carac:érisé en ce que ledit foyer interne (104) comporte un orifice d'alimentation en air de combustion (112) dans lequel débouche une canalisation d'alimentation (142) qui communique avec l'extérieur de ladite cuve externe (102) à travers au moins l'une des parois de ladite cuve externe (102). 7) Equipement pour cheminée selon la revendication 6, lorsqu'elle dépend 3e la revendication 5, caractérisé en ce que la canalisation d'alimentation (142) débouche 25 sous ladite cuve externe (102). 8) Equipement pour cheminée selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit d'évacuation des produits de combustion (130) cl en ce que ledit foyer interne (104) comprend un orifice (140) d'évacuation des produits de combustion vers ledit conduit d'évacuation des produits de combustion (130). 9) Equipement pour cheminée selon la revendication 8, caractérisé en cc que ledit foyer interne (104) comprend une plaque pare-flamme (124) qui comporte des 5 orifices de passage des produits de combustion (126) et qui sépare ledit foyer interne (104) en une chambre de combustion (132) et une chambre de post-combustion (134) dans laquelle débouche ledit orifice d'évacuation (140) des produits de combustion. 10) Equipement pour cheminée selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite chambre de post-combustion (134) comprend un dispositif d'alimentation en 10 air de post-combustion (136) qui communique avec l'orifice d'alimentation en air de combustion (112). 11) Equipement pour cheminée selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif d'alimentation en air de post-combustion est constitué d'une canalisation (136) débouchant dans ladite chambre de postcombustion (134) pal une pluralité d'orifices d'injection (204). 12) Equipement pour cheminée selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que ledit orifice d'évacuation des produits de combustion (140) est relié au conduit d'évacuation des produits de combustion (130) par l'intermédiaire d'un raccord d'évacuation (128) amovible. 13) Equipement pour cheminée selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le rapport entre la surface dudit orifice d'évacuation (140) et la surface dudit orifice d'alimentation en air de combustion (112) est d'environ 8,176. 14) Cheminée (100) caractérisée en ce qu'elle comprend un équipement pour cheminée selon l'une des revendications précédentes.