Brevet FR2900461A1 — publié le 20071102

La présente invention se rapporte à un foyer fermé de cheminée à circuits améliorés d'alimentation en air primaire et secondaire et comportant au moins une paroi transparente de vision des flammes. Avec des normes devenant de plus en plus strictes, une cheminée doit présenter un rendement thermique maximal et une combustion aussi propre que possible, c'est-à-dire qu'elle doit ne rejeter que de faibles quantités de matières polluantes volatiles ou à particules solides microscopiques pour une meilleure écologie. L'alimentation en air d'une cheminée à foyer fermé est une caractéristique déterminante pour la qualité de la combustion. :L'invention a pour but de proposer un circuit perfectionné d'alimentation en air primaire et secondaire pour un foyer fermé de cheminée. Constatant que le perfectionnement de l'arrivée centrale d'air par le cendrier ne procure qu'une amélioration limitée, les inventeurs ont conçu un système latéral d'alimentation en air primaire de combustion, traversant à chaque fois un bloc réfractaire et débouchant par des orifices situés de chaque côté du foyer approximativement à niveau avec le feu. :Par l'utilisation conjointe de blocs réfractaires qui accumulent la chaleur côté foyer et de plaques d'isolant contre la paroi métallique du corps de l'appareil, le foyer concentre et garde plus longtemps la chaleur. Ce qui se traduit par une meilleure combustion et une réduction sensible des taux d'émission de matières polluantes notamment aux allures réduites de fonctionnement du foyer fermé de cheminée. De même, pour une meilleure économie, l'alimentation en air se fait par l'arrière de la cheminée, ce qui permet de se raccorder directement à l'extérieur. En réchauffant l'air par le circuit d'air primaire et secondaire contre diverses surfaces dont celles de blocs réfractaires, on améliore la combustion pour un meilleur rendement thermique et une bonne régularité de température dans la pièce. L'invention se rapporte aussi à un circuit d'air secondaire qui part de l'entrée d'air et se prolonge vers le haut le long de blocs réfractaires de fond et latéraux pour donner naissance à un flux d'air réchauffé qui est projeté en nappe descendante contre la face arrière de la paroi vitrée de la porte de la cheminée, pour en assurer la propreté, d'une part en éloignant les particules salissantes par la force du flux d'air, et d'autre part en brûlant celles arrivant à proximité par la température élevée du flux d'air et sa richesse en oxygène. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : . la figure 1 est une vue générale en perspective d'une cheminée à foyer fermé selon l'invention ; . la figure 2 est une vue générale en perspective de l'avant d'une cheminée à foyer fermé selon l'invention, la partie latérale du corps de la cheminée étant représentée partiellement en écorché et en transparent pour la plaque d'isolation thermique et l'habillage du flanc, les flux d'air étant représentés par des flèches ; . la figure 3 est une vue générale en perspective, similaire à celle de la figure 2, de l'avant d'une cheminée à foyer fermé selon l'invention, dans laquelle la partie supérieure de la porte et de son cadre a également été partiellement enlevée ; . la figure 4 est une vue générale en perspective de l'arrière d'une cheminée à foyer fermé selon l'invention, la partie arrière et latérale du corps de la cheminée étant représentée partiellement en écorché et en transparent pour la plaque d'isolation thermique et l'habillage du flanc et de l'arrière ; . la figure 5 est une vue schématique en coupe réalisée horizontalement à travers le foyer d'une cheminée à foyer fermé selon l'invention. Dans la suite de cette description, par cheminée, nous entendrons tout type d'appareil de chauffage à combustible solide, fermé par une porte transparente permettant la vision des flammes. La présente invention se rapporte à la combustion et à la propreté d'un foyer fermé à porte transparente. Plus particulièrement, elle se rapporte à un circuit d'air primaire et d'air secondaire destiné à améliorer la combustion et à garantir la propreté de la vitre quelle que soit l'allure du feu. Sur un appareil de chauffage à combustible solide, par exemple un foyer fermé de cheminée à corps 1 métallique pris à titre d'exemple, à porte avant 2 présentant une surface vitrée 3 incurvée ou multifacettes, et à foyer intérieur 4, on prévoit un habillage intérieur au moins latéral au foyer et de fond de foyer sous la forme de blocs réfractaires. On distingue ainsi des blocs latéraux 5 et 6 et des blocs de base dont un bloc central 7 à fond 8 surbaissé et des blocs périphériques tels que 9 ainsi qu'un bloc spécial avant 10 conformé en chenets 11 constituant la butée avant pour les bûches de bois. Ires blocs réfractaires présentent une densité et une épaisseur adaptées pour jouer le rôle d'accumulateur de chaleur présentant une inertie thermique efficace pour assurer un certain relais thermique entre les différentes allures de chauffe. Pour améliorer les performances thermiques, des plaques d'isolant thermique 12 et 13 habillent la face intérieure au moins de chacune des parois latérales du corps de l'appareil et on peut prévoir à titre optionnel, une plaque de fonte qui occupe au moins une partie de la paroi arrière du foyer. Ces moyens ont pour but de conserver la chaleur du foyer le plus longtemps possible lorsqu'il fonctionne à allure réduite. Le foyer comporte un circuit 14 d'alimentation en air primaire et secondaire. Ce circuit comporte une seule entrée 15 à l'arrière de l'appareil formée d'une boîte de raccordement 16 à une conduite de prise d'air, la boîte recouvrant une ouverture 17 d'admission d'air à débit réglable par exemple sous la forme d'un volet pivotant 18 commandé par une poignée ou une manette de manoeuvre 19 à l'extérieur de l'appareil reliée par tringlerie au volet pivotant 18. L'ouverture 17 d'admission d'air est située approximativement en position médiane à l'arrière du foyer. Elle débouche sur un canal 20 longeant l'arrière du foyer qui forme deux branches 21 et 22 allant chacune vers un des coins arrière 23 et 24 du foyer 4. A ce niveau, le flux d'air se divise de chaque côté du foyer en deux branches : une branche montante d'air secondaire 25 et 26 le long de l'arête verticale arrière du foyer et une branche horizontale d'air primaire 27 et 28 longeant respectivement chaque côté latéral du foyer sous le bloc réfractaire latéral correspondant. Le circuit d'air secondaire est formé de deux parties symétriques se rejoignant en partie supérieure de la paroi vitrée. Chaque bloc réfractaire latéral 5, 6 présente une forme générale parallélépipédique à pan coupé oblique 29 et 30 de chant arrière formant à chaque fois, lorsque le bloc latéral est en place, avec la paroi latérale habillée de la plaque d'isolant thermique 12 ou 13 et la plaque arrière du corps du foyer, les deux se rejoignant selon l'arête arrière, un canal montant 31 ou 32 de section triangulaire formant chaque branche montante 25 ou 26 le long duquel chemine l'air secondaire jusqu'en partie supérieure du foyer. Le chemin de l'air secondaire se poursuit vers l'avant de chaque côté par un canal transversal supérieur tel que 33 longeant la partie supérieure de chaque bloc réfractaire transversalement et en bordure du foyer. Les canaux transversaux supérieurs 33 prolongeant chaque branche montante 25 ou 26 du circuit d'air secondaire débouchent aux extrémités d'un distributeur 34 dont la forme suit à distance le contour de la partie supérieure 35 de la partie vitrée 3 pour créer à ce niveau un rideau d'air descendant de préférence guidé au moyen d'un déflecteur curviligne 36 incliné vers le bas (figure 3). Ce rideau d'air apporte un flux d'air chaud en nappe descendante pour assurer la propreté de la vitre en éloignant les particules salissantes qui pourraient venir se coller sur la face arrière de la vitre et en brûlant celles d'entre elles les plus combustibles. L'air primaire arrive à l'arrière des blocs réfractaires latéraux 5 et 6 après préchauffage le long de la bordure de la base du foyer garnie elle même de blocs réfractaires 7 et 9. Ceux-ci possèdent à une certaine hauteur par rapport au plan de base du foyer et par exemple approximativement au niveau du feu, un groupe 37 d'orifices tels que 38 d'amenée d'air primaire au foyer qui communiquent individuellement avec des ouvertures de sortie du canal latéral par des évidements tels que 39 creusés dans la face arrière de chaque bloc latéral 5 et 6. L'air primaire est ainsi encore chauffé au contact de chaque bloc réfractaire avant sa sortie dans le foyer. :Par conséquent, les circuits d'air décrits ci-dessus, par l'emplacement de leurs orifices de sortie et le réchauffage de l'air qu'ils permettent, concourent à assurer une parfaite propreté de la face arrière de la paroi vitrée de la cheminée et une excellente combustion du combustible solide, ce qui procure une économie d'énergie et une émission réduite en matières polluantes. D'autres modes de réalisation pourront être envisagés par l'homme du métier sans s'écarter du principe général de l'invention. REVENDICATIONS 1. Foyer fermé de cheminée comportant un foyer intérieur (4), au moins une partie vitrée (3) de vision des flammes, un circuit d'air primaire et un circuit d'air secondaire de combustion et de propreté de la paroi vitrée caractérisé par : . une entrée d'air (15) à débit réglable située à l'arrière du foyer intérieur (4), . un foyer intérieur (4) à plan de base et à parois latérales garnis de blocs réfractaires par des blocs de fond de foyer (7) et (9) et par des blocs latéraux (5) et (6), . un circuit d'air primaire formé de deux branches longeant les blocs réfractaires de fond de foyer (7) et (9) et latéraux (5) et (6) sortant chacune à l'intérieur du foyer à travers un bloc latéral réfractaire (5) ou (6) par des orifices (38) situés au-dessus du fond du foyer, . un circuit d'air secondaire qui part de l'entrée d'air (15), longe les blocs réfractaires de fond de foyer (9) et (7) et se prolonge vers le haut le long des blocs réfractaires latéraux (5) et (6) pour donner naissance à un flux d'air descendant le long de la face arrière de la partie vitrée (3) formant un rideau d'isolation d'air chaud pour protéger cette face arrière et brûler des matières pouvant souiller la vitre. 2. Foyer fermé de cheminée selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit d'air secondaire se greffe sur le circuit d'air primaire, les premières branches à partir de l'entrée d'air arrière (15) étant communes. 3. Foyer fermé de cheminée selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'entrée d'air arrière (15) est en position médiane en partie inférieure à l'arrière du foyer. 4. Foyer fermé de cheminée selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux branches du circuit primaire partent de l'entrée d'air arrière (15), longent les bords arrière inférieurs du foyer intérieur (4) puis les bords latéraux du foyer et se raccordent chacune par plusieurs sorties, à des évidements longitudinaux verticaux correspondants (39) en retrait dans chaque bloc latéral réfractaire (5) ou (6) pour, après avoir traversé le bloc réfractaire correspondant, déboucher dans le foyer intérieur (4) à la sortie de chaque évidemment (39) par un orifice (38) à une hauteur supérieure au niveau des blocs réfractaires garnissant le fond du foyer. 5. Foyer fermé de cheminée selon la revendication précédente caractérisé en ce que les orifices (38) de sortie de l'air primaire dans le foyer sont situés sensiblement au niveau du feu. 6. Foyer fermé selon la revendication 4 caractérisé en ce que chacune des deux branches du circuit d'air primaire longe les bords des blocs réfractaires de fond de foyer (7) et (9) et latéraux (5) et (6) pour se terminer dans et à travers le bloc réfractaire latéral correspondant (5) ou (6). 7. Foyer fermé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit d'air secondaire est formé de deux parties symétriques et se compose de chaque côté d'une branche inférieure commune avec celle du circuit d'air primaire entre l'entrée d'air (15) et le coin inférieur correspondant (23) ou (24) du corps de l'appareil de chauffage contenant le foyer, d'une branche montante respectivement (25) ou (26) le long de chaque arête arrière, d'une branche supérieure horizontale (27) ou (28) le long de l'arête supérieure du foyer, les deux parties symétriques se rejoignant au-dessus du bord supérieur de la paroi vitrée (3) pour former une rampe commune de distribution de l'air en vue de la création d'une nappe descendante d'air chaud assurant le maintien de la propreté de la face arrière de cette paroi vitrée (3). 6. Foyer fermé selon la revendication précédente caractérisé en ce que les branches du circuit d'air secondaire longent les bords des blocs réfractaires (9) et (7), le chant vertical arrière de chaque bloc latéral réfractaire (5) ou (6) constituant une des parois latérales de chaque branche montante (25) ou (26) du circuit d'air secondaire. 9. Foyer fermé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la rampe commune est de forme curviligne légèrement distante du bord supérieur de la partie vitrée (3) et s'ouvre sur toute la bordure supérieure intérieure de cette partie vitrée (3). 10. Foyer fermé selon la revendication précédente caractérisé en ce que la rampe commune est prolongée vers le bas par un déflecteur incurvé incliné descendant (36). 11. Foyer fermé selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque paroi latérale du foyer fermé (1) est garnie par une plaque d'isolant thermique (12) ou (13) en contact ou non avec la face arrière du bloc réfractaire latéral correspondant (5) ou (6).