Brevet FR2923892A1 — publié le 20090522

La présente invention concerne un dispositif de combustion pour former un foyer de cheminée d'agrément sans évacuation de fumées. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Les cheminées sans conduit d'évacuation des gaz brûlés ont fait leur apparition avec les combustibles dits biologiques, notamment à base d'éthanol végétal qui ne produisent pas de gaz toxiques autres que du dioxyde de carbone. Ces cheminées comportent un foyer situé à la surface supérieure d'un compartiment inférieur qui contient la ré-serve de produit combustible, généralement situé sous une grille de support d'un matériel de décoration (bûches artificielles, galets,...) Le compartiment inférieur est souvent réduit à sa plus simple expression, à savoir un récipient de combustible à la surface libre de laquelle se forme la flamme. Ces dispositifs présentent peu de sécurité en ce qui concerne la manipulation du combustible et la maîtrise des conditions de combustion. Il n'existe en général aucun organe permettant, par exemple d'éteindre la flamme si des conditions anormales de combustion apparaissent telles qu'une production excessive de gaz carbonique, un emballement de la combustion ou une maladresse de manipulation du dispositif. On a proposé dans un réchaud à alcool ou combustible analogue, de loger le combustible dans un compartiment coulissant entre une position de fonctionnement où le combustible est situé à l'intérieur du réchaud et une position de maintenance dans laquelle le compartiment est accessible à l'extérieur du réchaud pour en faciliter l'accès à des fins de nettoyage ou de réapprovisionnement en combustible. La conduite du fonctionnement du réchaud en est grandement simplifiée mais les questions de sécurité de ce fonctionne-ment n'ont pas été abordées. Par l'invention on se propose de résoudre la ques- tion de la sécurité d'un foyer de combustion destiné notamment à une cheminée sans conduit d'évacuation des gaz brûlés tout en offrant une grande facilité de manipulation et d'entretien pour l'usager. OBJET DE L'INVENTION La présente invention a pour premier objet un foyer de combustion pour biocombustible notamment comprenant un châssis délimité par au moins deux parois latérales et une paroi supérieure pourvue d'ouvertures pour le passage des flammes de combustion au dessus de cette paroi supérieure dans lequel le combustible est contenu dans un compartiment, ouvert vers le haut, d'un tiroir susceptible d'être déplacé par rapport à la paroi supérieure entre une première position dans laquelle il fait saillie en avant de cette paroi supérieure et une seconde position dans la-quelle il est totalement logé sous cette paroi supérieure, le tiroir comportant un volet supérieur apte à couvrir et découvrir le compartiment de combustible. Par cette disposition principale du foyer de com- bustion selon l'invention, le combustible peut être isolé de l'atmosphère extérieure quel que soit l'état du tiroir. Le fait que le tiroir constitue le support et le guide du volet est un gage de sécurité car il est aisé d'ajuster le niveau du volet par rapport au bord supérieur du tiroir afin de limiter par construction l'interstice qui peut exister entre eux et être certain de l'étouffement de la combustion en la privant de comburant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volet supérieur est motorisé et les moyens de son entraîne- ment par rapport au tiroir sont solidaires de ce tiroir. Ces moyens consistent par exemple en une courroie sans fin, enroulée autour de deux poulies d'extrémité portées inté- rieurement par un flanc du tiroir, l'une des poulies étant calée sur l'axe d'un moteur logé dans le tiroir. Le volet est de préférence équipé de deux retours latéraux qui ion- gent la face interne des flancs du tiroir et comportent à leur base des moyens de roulement sur une piste solidaire de ces flancs. L'un des retours porte le moyen de liaison du volet à la courroie d'entraînement. De manière avantageuse, la façade avant du tiroir forme une cloison frontale pour un compartiment de logement des moyens électriques et électroniques de commande de la manœuvre du tiroir et de son volet. Egalement, le foyer de combustion selon l'invention comporte un verrou électromagnétique porté par le tiroir, apte à coopérer avec une gâche fixe du châssis tandis qu'un ressort disposé entre le tiroir et le châssis est comprimé entre eux en fin de course du tiroir vers sa seconde position de manière à donner au tiroir une impulsion dans la direction de sa première position au moment du déverrouillage. On aura remarqué que la totalité des organes motorisés ou commandés ainsi que leurs actionneurs sont portés par le tiroir ce qui autorise une grande rationalisation de la construction des cheminées et de leur entretien donc de la sécurité de leur fonctionnement. En effet, le châssis de chaque cheminée peut être intégré ou faire partie d'une grande variété de structures esthétiques, la seule contrainte à respecter étant de présenter un espace propre à recevoir à coulissement le tiroir de l'invention. En outre, la maintenance de la cheminée consiste à intervenir sur le seul tiroir au besoin par un échange standard afin de procéder aux réparations nécessaires et aux réglages en atelier, donc de manière totalement maîtrisée notamment en ce qui concerne la sécurité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de sa réalisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un foyer selon l'invention dépourvu de tout équipement motorisé ou commandé, - la figure 2 et une même vue du foyer selon l'invention équipé de ses accessoires fonctionnels partiellement visibles, - la figure 3 illustre un premier détail du tiroir de l'invention au niveau des moyens d'actionnement du vo- let, - la figure 4 illustre un second détail de l'invention au niveau de l'arrière du tiroir et du verrou de ce dernier dans le châssis. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se reportant aux figures, on constate que le foyer selon l'invention comporte deux éléments principaux : un châssis 1 et un tiroir 2. Le châssis représenté aux figures 1 et 2 est en forme de caisson avec deux parois latérales la et lb, une paroi supérieure 1c, une paroi inférieure 1d et un fond arrière le. La paroi supérieure 1c comporte une ouverture 3 pourvue d'une grille 4 située dans le cas d'espèce plutôt vers l'avant du caisson. Cette ouverture est destinée à être traversée par les flammes de la combustion. La grille 4 n'est qu'un exemple de réalisation de toutes perforations aptes à laisser passer les flammes. Le plus souvent, cette grille sert à supporter une décoration léchée par les flammes telles que des bûches artificielles ou des galets ou d'autres constructions esthétiques qui peuvent changer d'aspect avec la température pour imiter un véritable feu de bois ou un autre creuset. La forme de ce châssis n'est pas ici limitative. Il peut en effet être le siège de multiples expressions esthé-tiques tant en ce qui concerne la forme que les matériaux employés, sauf à permettre l'accueil d'un tiroir tel que le tiroir 2. A cet effet, la face intérieure de ce châssis est équipée de glissières 5 pour recevoir des coulisses 6 du tiroir 2. Ce tiroir comporte un panneau de façade 2a, des pa-5 rois latérales 2b, une paroi arrière 2c et une paroi de fond 2d. Dans l'espace délimité par ces parois, le tiroir comporte plusieurs compartiments qui sont, au moins partiellement représenté à la figure 2. Tout d'abord derrière 10 la façade 2a, un compartiment 7 est prévu pour contenir différents organes électriques ou électroniques comme des batteries 8, une carte électronique de commande non visible sauf en ce qui concerne des boutons à manoeuvre manuelle 9. Cette carte peut être fonctionnellement reliée à plusieurs 15 appareils électroniques comme un haut-parleur également logé dans le compartiment 7 et permettant d'émettre les craquements d'un véritable feu de bois, sous un volume réglable par exemple par le moyen de certains des boutons 9. Le compartiment 7 peut aussi contenir un diffuseur de fragran- 20 ces en direction de la pièce ou du foyer pour agrémenter la vison des flammes avec une odeur adaptée et choisie par l'utilisateur. L'espace situé à l'arrière de ce compartiment 7 contient un bac ou réceptacle 10, de préférence amovible, 25 pour contenir un ou plusieurs récipients 11 de combustible liquide ou sous forme de gel. Ces récipients seront de préférence une ou des cartouches à usage unique dont la sur-face libre lia est découverte après le retrait d'un opercule. 30 Enfin à l'arrière de ce réceptacle 10, le tiroir 2 comporte un dernier espace 12 qui, sur la figure 2, est couvert par un volet (ou trappe)13 qui sera décrit plus en détail dans ce qui suit. Ce volet peut être manoeuvré depuis la position dans laquelle il est représenté en figure 2 35 vers l'avant du tiroir pour venir recouvrir le réceptacle 10 et la cartouche 11 dans un emboîtement à faible jeu. On mentionnera, en regard de ces figures 1 et 2, la présence d'une lame élastique R (lame de ressort) fixée derrière la paroi arrière 2c du tiroir de manière que lors- que le tiroir est logé dans le châssis, cette lame soit comprimée entre la paroi arrière 2c du tiroir et la paroi arrière le de ce châssis pour constituer un ressort qui agira dans le sens de la sortie du tiroir vers l'avant. La figure 2 comporte des zones référées fig.3 et fig.4 qui si- tuent l'emplacement des éléments représentés à ces figures dans l'architecture générale du foyer de l'invention. Ainsi, à la figure 3, on a représenté la face intérieure de la paroi latérale 2b (de gauche sur la figure 2 au niveau de l'espace 12 du tiroir) avec son équipement qui forment les moyens de manoeuvre du volet 13 entre les deux positions mentionnées ci-dessus. Le volet 13 comporte deux retours verticaux 13a et 13b (voir également figure 4). Le retour 13a porte à sa base deux galets 14 -un seul est visible sur la figure- qui reposent sur un chemin de roulement formé par la surface supérieure 15a d'une cornière 15 fixée sur la paroi 2b du tiroir 2. Sous cette cornière, cette paroi porte un organe d'entraînement du volet, ici constitué par une bande ou courroie 16 sans fin tendue entre deux poulies à gorge 17a et 17b. Le brin supérieur de cette courroie est pincé par un étrier 18 porté par l'extrémité d'une patte 19 solidaire du retour 13a du volet 13. La poulie 17b est motrice et est calée sur l'arbre 20a d'un moteur 20 supporté par le tiroir (une portion de la paroi arrière 2d repliée à l'équerre dans l'espace 12). Le moteur 20 est alimenté par les batteries 8 et la séquence de son fonctionnement résulte des organes électroniques portés par la carte mentionnée plus haut, laquelle est également reliée à des détecteurs de fin de course tels que celui 21 représenté à l'extrémité visible de la cornière 15. Un détecteur de même nature est prévu à l'autre extré- mité et, comme celui 21, coopère avec le galet qui lui correspond. La figure 4 représente par une vue extérieure, le coin arrière droit du tiroir 2, vue au travers des parois lb et 1c du châssis supposées transparentes. La paroi 2b de droite du tiroir 2 porte comme celle de gauche une cornière 22 dont la surface supérieure constitue le chemin de roule-ment d'un galet unique 23 porté par le retour vertical 13b du volet 13. Une butée statique B limite la course de cette partie du volet par rapport au tiroir vers l'arrière, étant mentionné qu'une même butée est prévue à l'autre extrémité de la cornière 22. Ces butées viennent en complément des fins de course tels que 21 pour tenir compte de la déformabilité élastique du volet qui est réalisé en tôle mince pliée. La paroi de fond 2c du tiroir 2 porte l'actionneur 24 d'un doigt de verrouillage 25 du tiroir dans sa position de service, logé totalement dans le châssis. Ce doigt coopère avec une butée à rampe 26 fixée sous la paroi supé- rieure 1c du châssis. A l'intérieur de l'actionneur qui est classiquement un électroaimant, le doigt 25 est sollicité en permanence vers le haut par un ressort de manière à pou-voir être repoussé vers l'intérieur au passage de la rampe 26a de la butée 26 et d'en ressortir automatiquement pour venir se loger derrière cette butée. La commande de la ré-traction imposée du doigt est assurée par la commande de l'alimentation électrique de l'actionneur résultant d'une action de l'usager sur la carte électronique au moyen d'autres boutons 9 qui lui sont accessibles. Une séquence possible de fonctionnement du foyer de combustion selon l'invention est la suivante. A partir de l'état du tiroir représenté à la figure 2, l'usager manoeuvre à la main le tiroir pour l'enfoncer dans la châssis. En fin de course, le doigt 25 est logé de- rrière la butée 26 qui constitue une gâche de retenue ver- rouillée du tiroir. La cartouche 11 se trouve alors sous la grille 4 au travers de laquelle l'usager enflamme le combustible. L'extinction volontaire de la flambée consiste à déplacer le volet qui est à l'aplomb de l'espace 12 du tiroir, laissant découverte la cartouche 11, pour la placer au-dessus de cette cartouche et provoquer l'étouffement de la flamme. Cet étouffement est particulièrement efficace avec l'invention car les jeux existant entre le tiroir et le volet sont maîtrisés à la fabrication et sont volontairement faibles pour empêcher tout apport trop généreux d'oxygène qui conduirait à une reprise de la flamme ou à ne pas pouvoir l'éteindre. L'usager actionne pour ce faire un bouton de commande prévu à cet effet au niveau du comparti- ment 7 du tiroir qui reste accessible. Dans le cas où l'usager souhaite débloquer le tiroir alors que la flamme existe, les circuits de commande comprennent une séquence programmée qui consiste par exemple à manoeuvrer le volet 13 au dessus de la cartouche pour étouffer la flamme puis à alimenter (après une temporisation qui peut prendre en compte par exemple un seuil de température à atteindre avant de permettre le déverrouillage) l'actionneur 24 afin de rétracter le doigt 25 hors de la gâche 26. Le tiroir 2 est alors repoussé par la lame élastique R qui lui imprime une impulsion grâce à laquelle l'usager peut continuer manuellement la sortie du tiroir, le volet étant toujours au-dessus de la cartouche. La manoeuvre du retour du volet, pour découvrir la cartouche peut, ici aussi, être conditionnée au résultat de la comparaison entre la température du tiroir et une valeur de consigne. On comprend que le tiroir peut être équipé de cap- teurs divers comme par exemple en plus d'un capteur de tem- pérature, un capteur de teneur en gaz carbonique des pro- duits de combustion, reliés à l'unité de commande électro- nique, permettront à cette dernière de condamner certaines opérations ou interventions de l'usager au cas ou sa sécurité serait menacée. Ces capteurs peuvent être également associés à un programme de mise hors service du foyer, consistant par exemple à immobiliser définitivement le vo- let au-dessus de la cartouche, état qui ne pourrait être modifié que par un spécialiste à qui le tiroir serait confié pour maintenance et réparation. L'un des principaux avantages du foyer de combustion selon l'invention tient au fait que toues les fonc-tionnalités de la cheminée sont logée dans un tiroir qui est une unité aisément séparable de la cheminée par l'usager lui-même sans avoir à intervenir sur d'autres composants essentiellement esthétiques donc périlleux à démon-ter. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux séquences décrites du fonctionnement sécurisé du foyer de combustion. On peut en effet par un programme d'asservissement, faire dépendre la décondamnation du foyer de nombreux autres facteurs tels que la concentration de CO2, de CO de la température, d'une temporisation... Il est également possible de ne pas prévoir de verrou monostable mais un verrou bistable. On peut en outre supprimer toute fonction ressort à la sortie du tiroir... REVENDICATIONS 1. Foyer de combustion pour biocombustible notamment, comprenant un châssis (1) délimité par au moins deux parois latérales (la,lb), une paroi arrière (le)et une pa- roi supérieure (1c) pourvue d'au moins une ouverture (4) pour le passage des flammes de combustion au dessus de cette paroi supérieure (1c), caractérisé en ce que le combustible est contenu dans un compartiment (10), ouvert vers le haut, d'un tiroir (2) susceptible d'être déplacé par rapport à la paroi supérieure (1c) du châssis, entre une première position dans laquelle il fait saillie en avant de cette paroi supérieure et une seconde position dans la-quelle il est totalement logé sous cette paroi supérieure, le tiroir comportant un volet (13) supérieur apte à couvrir et découvrir le compartiment (10) de combustible. 2. Foyer de combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volet supérieur (13) est motorisé et les moyens de son entraînement (16,17,20) par rapport au tiroir (2) sont solidaires de ce tiroir. 3. Foyer de combustion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement susdits consistent en une courroie (16) sans fin, enroulée autour de deux poulies (17a,17b) d'extrémité portées intérieure-ment par un flanc (2b) du tiroir (2), l'une des poulies (17b) étant calée sur l'axe (20a) d'un moteur (20) logé dans le tiroir (2). 4. Foyer de combustion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volet (13) est équipé de deux retours latéraux (13a,13b) qui longent la face interne des flancs (2)3) du tiroir (2) et comportent à leur base des moyens (14,23) de roulement sur une piste (15,22) solidaire de ces flancs. 5. Foyer de combustion selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'un (13a) des retours porte le moyen 35 (18,19) de liaison du volet (13) à la courroie (16)d'entraînement. 6. Foyer de combustion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la façade (2a) avant du tiroir (2) forme une cloison frontale pour un corn- partiment (7) de logement des moyens électriques et électroniques de commande de la manoeuvre du tiroir (2) et de son volet(13). 7. Foyer de combustion selon l'une des la revendication précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un verrou électromagnétique (24,25) porté par le tiroir (2), apte à coopérer avec une gâche fixe (26) du châssis tandis qu'un ressort (R) disposé entre le tiroir (2) et le châssis (1) est comprimé entre eux en fin de course du tiroir (2) vers sa seconde position.