CA1257161A - Foyer ferme pour cheminees a feu ouvert - Google Patents

Foyer ferme pour cheminees a feu ouvert

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CA1257161A
CA1257161A CA000442246A CA442246A CA1257161A CA 1257161 A CA1257161 A CA 1257161A CA 000442246 A CA000442246 A CA 000442246A CA 442246 A CA442246 A CA 442246A CA 1257161 A CA1257161 A CA 1257161A
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fireplace
fumes
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CA000442246A
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Robert Richard
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00Stoves or ranges
    • F24B1/18Stoves with open fires, e.g. fireplaces
    • F24B1/185Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion
    • F24B1/188Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas  
    • F24B1/1885Stoves with open fires, e.g. fireplaces with air-handling means, heat exchange means, or additional provisions for convection heating ; Controlling combustion characterised by use of heat exchange means , e.g. using a particular heat exchange medium, e.g. oil, gas   the heat exchange medium being air only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24BDOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B1/00Stoves or ranges
    • F24B1/02Closed stoves

Abstract

Perfectionnement aux foyers fermés en particulier pour cheminées, en vue de l'augmentation du rendement thermique de ces appareils. Cette invention se caractérise par l'interposition d'une plaque de déviation (3) amovible et mobile devant la paroi arrière du foyer de longueur plus faible que celle-ci de manière à ménager en partie inférieure un passage (6) de section réglable par lequel sont évacuées les fumées et un compartiment chaud (5) se prolongeant en partie supérieure par une boîte à fumées à haut rendement formée de deux canaux longitudinaux délimitant un canal central d'évacuation,moyens prévus en association avec des rampes linéaires (18) haute et basse de diffusion d'air prévues dans le cadre de la porte. Domaine d'application : Constructeurs de matériel de chauffage pour intérieurs notamment cheminées. Figure 1.

Description

~L~5~6i L'inven-tion se rapporte a un perFectionnement rela-tiF aux Foyers Fermés notamment pour cheminées d'appar-temen-ts ou de maisons individuelles et en particu-lier du type à vision des flarnmes.
Le perfectionnement selon l'invention concerne plus précisément une association de moyens permettant d'améliorer la combustion et le rendement thermique de tels appareils.
Les ensernbles -fermés pour cheminées commerciali-lQ sées actuellement possèdent déjà plusieurs aménagements pour la récupération des calories évacuées par les fu~ées.
Ainsi, le -foyer fermé est réalisé à doubles parois entre lesquelles circule un premier courant d'air de récupération destiné à emporter et à éjecter par des ouvertures d'évacuation prévues sur la face avant les calories rayonnées par les parois du foyer.
- Le deuxième courant d'air de récupération traverse le volume délimité par les parois extérieures et le mur de la cheminée.
Ces courants d'air permettent de profiter de la majeure partie des calories à récupérer qui, dans les cheminées classiques à feu ouvert ou à volume fermé simple, s'échappent par le conduit d'évacuation des fumées.
On arrive ainsi à bénéficier du maximum des calories contenues dans les fumées qui sortent de la cheminée pratiquemen-t ~roides.
Une autre fac,on d'améliorer le rendement thermique et la puissance de ce genre d'appareils consiste à Favoriser la combustion par un arrangement, une disposition ou une configuration appropriées d'élé-ments ou de formes techniques.
Les facteurs à considérer sont connus.

~,~

On les a regroupés ci-après :
meilleure réparti-tion de l'air de cnmbustion dès son entree clans I Q foyer . tirage plus eFficace sans appel d'air excessiF
. maîtrise de la combustion par un règlage efficace et progressi-F du débit de l'air de combustion vitesse de passage des gaz de combustion plus faible sur les parois de l'échangeur . augmenter le débit de l'air porteur de calories sans modifier sensiblement les conditions de tirage et corrélativement de combustion.
Tout recours à un ensemble mécanique actif (air soufflé ou extrait) serait contraire au souci d'économie et à l'esprit de simplicité corrélatif.
L'idée générale de l'invention consiste à prévoir des moyens pour augmenter le trajet des gaz chauds à l'intérieur de l'appareil tout en gardant un tirage efficace règlable progressivement et individuel-lement entre une valeur minimale (feu au ralenti~et une valeur max;male (feu vif), ceci en combinaison avec une diffusion d'air uniformément répartie, au moins haute et basse, à laquelle on peut adjoindre mais non nécessairement, une ou deux rampes de diffusion latérales.
Ce type d'arrangement peut se concrétiser par la suite des moyens généraux suivants :
interposition d'une plaque démontable devant la paroi arrière du foyer à un intervalle approprié, décalée vers le haut de manière à ménager une ouverture en partie basse pour le passage de tout ou partie des gaz ou fumées de combustion ;
. admission d'air à débit règlable et diffusion à l'intérieur du foyer par le cadre de la ~,; ~ ., ;7~6~l porte vitrée obturant la face avant de l'ap-pareil ;
règlage en position de la plaque en fonction du régime de combustion.
Le perfectionnement selon l'invention procure de nombreux avantages dont les principaux sont indiqués ci-après :
combustion optimale swr toute la plage de règlage ;
lQ , rendement de combustion amélioré et rendement thermique global plus important ;
grace aux éléments réalisés en fonte et entièrement démontables, I'en-tretien s'avère tout à fait aisé ;
. Ie rideau formé par le trajet de l'air de combustion permet de ralentir notablement le noircissement de la vitre ou de la plaque avant ;
. en réchauffant les parois et l'air de combustion on complète la combustion des ga- les plws volatils et on évite la condensation ;
on améliore la propreté des gaz de combustion en les débarrassant des résidus précédemment imbrûlés.
D ' au-tre~ caractéristiques techniques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode de réalisa-tion de l'invention, en référence aux dessins accompagnants dans lesquels :
3 . La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un foyer fermé pour cheminée comportant le perfec-tionnement selon l'invention.
. La figure 2 es-t une vue schématique en coupe transver-sale illustrant le perfectionnement selon i'invention.

. . , ..

7~

Le perfect;onnement selon l'invention concerne une combinaison de moyens permettant d'am~liorer sensiblement le rendemert -tllermique des Foyers fermés notamment pour cheminées sans amener de contrain-tes supplémentaires dans l'entretien de ces appareils.
Il consiste à prévoir devant la paroi arrière 1 du foyer 2 une plaque de déviation 3 parallèle au -fond à u~e distance D de ladite paroi pour aménager un intervalle 4 permettant de constituer un véritable compartiment d'échange et, de combustion 5 dans lequel les gaz chauds de combustion ne perdent qu'une faible quantité de chaleur. Dans ce compartiment, se produit un supplément de combustion, notamment des ga_ plus vo!atils souvent imbrûlés.
Ce compartirnent communique en partie inFé-- rieure avec le foyer 2 par un passage 6, par exemple rectangulaire, délimité par les parois du foyer et le bord inférieur de la plaque 3 de plus faible longueur que la hauteur du foyer.
Cette plaque de déviation 3 est entièrement amovible. Elle peut être montée pivotante autour d'un axe d'articulation supérieur 7 ou mobile verticalement par translation le long de glissières ~ ou crémaillères 9.
La position de cette piaque de déviation peut être coordonnée aux mouvements du clapet 10 d'évacua-tion directe des fumées par une liaison mécanique 11 de fac,on qu'à une position déterminée du clapet 10 corresponde une inclinaison ou un niveau vertical 3 de ladite plaque, réalisant ainsi la répar-tition optimale des débits d'évacuation.
En pratique, cette var;ante ne sera pas appliquée systématiquement car elle conduit a une réalisation mécanique plus complexe donc moins fiable.

57~

D e plus, elle n'est que Faiblement liée au bu-t pritlcipal de l'invention qui en Fait s'avère double. D'une part l'ob-tention d'une cornbustion optimale de type inversé et d'autre par-t, une protection efficace de la -Face avant contre le dépôt cle salissures et son maintien dans un état de propre-té satisFaisant résultant d'un efFet d'autonettoyage.
Comme indiqué ci-dessus, il convient d'adjoin-dre à ce but principal la récupération maximale des 10~ calories dans les fumées en vue du rendement -thermique maximal.
La combustion inversée consiste à amener l'air de combustion à contresens, c'est-à-dire du haut vers le bas . Elle procure de nombreux avantages découlant de l'amélioration du rendement -thermique par une combustion plus complète et plus propre.
Le perfectionnement seion l'invention nécessite une diFfusion particulière de l'air de combus-tion et ceci dès son entrée dans le foyer.
Pour ce faire, on utilisera les traverses 12 et montants 13 du cadre 1~ qui délimite la porte d'accès 15 et maintient dans la majorité des appareils visés la surface vitrée 16 de vision des flammes.
Le profilé constituant le cadre ?ourra être percé sur sa face arri~re d'ori-ices d'admission tels que 17 à débit fixe ou règlable en disposition linéa;re sur ses traverses 12 mais aussi sur ses montants 13 formant ainsi autant de rampes iinéaires de diffusion 18 dirigées vers le foyer.
8ien entendu, afin d'obtenir l'e-ffet recherché
de combustion inversée, la majorité du débit d'air proviendra de la partie supérieure.
L'admission de l'air se réalisera au moven d'un registre 19, par exemple coulissant ou à tubes coaxiaux ~0, prévu par exemple en partie inFérieure cle la porte cl'accès.
On a constitué ainsi une entrée d'air générale a débit règlable communiquant avec le foyer S par l'intérieur du cadre véritable rampe composi-te de difFusion pour une injection d'air de combustion basse telle que 21 et haute 22 mais aussi des injections latérales le long de chaque montant.
La répartition des débits entre ces zones linéaires de dif-fusion dépend de l'effet à obtenir.
Il est évident comme indiqué ci-dessus que la quasi totalité de l'air de combustion proviendra de la partie supérieure pour permettre d'obtenir une combustion inversée d'excellent rendement.
Ainsi, une première répartition est prévue à la construction dans le choix du rapport entre les surfaces des ouvertures hautes et basses.
Le maintien d'une alimentation en air de combustion en partie basse s'avère indispensable pour le démarrage du feu qui nécessite obligatoirement un fort tirage.
Les flèches représentent à titre illustratif un exemple de répartition des courants d'air et de ga~ chauds dans le Foyer. On rernarque que l'on favorise 25 I'évacuation par le compartiment d'échange 5.
On expliquera maintenant les modes ou régimes de fonctionnement du foyer.
Lors de l'allumage et de la phase de montée en chaleur, on règlera le tirage à sa valeur maximale en agissant non seulernent sur les entrées d'air, mais aussi sur la commande du clapet d'évacuation directe des fumées 10.
Dès que le foyer a atteint une température suffisante et que les premières braises se sont formées, 35 il convient de passer en régime de combustion inversée.

.,.,~, .
, ~2 ~ L

Pour ce faire, on ferme entièrement le clape-t d'évacuation directe des fumées, on ouvre au maximum les entrées d'air supérieures. On joue sur le débit général d'alimentation en air et sur la section S du passage 6 pour règler la combustion selon tous les modes ou régimes de fonc-tionnement souhaités en-tre la valeur minimal (feu au ralenti) et la valeur maximale (feu vif).
Ainsi, en -fonctionnement permanent et tel que représentél l'air de combustion arrivant de Ia rampe supérieure créera le long de la -Face arrière de la vitre ou de la porte d'accès un rideau de protection qui évitera le dépôt de salissures et maintiendra cette surface dans un état de propreté satisfaisant.
L'appel d'air provient du passage inFérieur 6 situé en position opposée à l'entrée haute de l'air.
Le flux d'air traverse le bois en-flammé du haut en bas à débit variable, Les calories emportées par les fumées traversent le compartiment 5 et les deux canaux 23 et 24 de cheminement haut des fumées sous la double enveloppe 25 de récupération des calories.
On a ainsi récupéré une quantité notable de calories normalement perdues car emportées par les fumées.
Il est bien entendu que l'invention trouve également application dans les foyers fermés de cheminées ou autres dans lesquels les inconvénients provenant de l'encrassement de la porte existent de fac,on quasi 3 analogue.
Diverses modifications et variantes sans apport inventif tant en moyens qu'en matériaux restent dans le cadre de la présente invention.

Claims (6)

LES REALISATIONS DE L'INVENTION AU SUJET DESQUELLES UN DROIT DE
PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST REVENDIQUE, SONT DEFINIES COMME
SUIT:
1. Foyer fermé à haut rendement pour cheminées à
récupération de calories possédant une porte d'accès avant vitrée ou non, une enveloppe avec éjection d'air réchauffée par l'avant, ladite enveloppe comportant un volume d'éjection s'étendant sur toute la partie supérieure du foyer pour évacuer l'air réchauffée autour du foyer dans l'enveloppe , ledit volume d'éjection débouchant à l'extérieur, au-dessus de la porte d'accès et un clapet d'évacuation directe des fumées, disposé au-dessus du foyer,les fumées et gaz de combustion s'échappant vers le conduit d'évacuation en partie basse du foyer, caractérisé en ce que ledit foyer comporte devant sa paroi arrière une plaque de déviation, amovible et mobile, montée coulissante le long de glissières verticales ou pivotantes autour d'un axe horizontal, de longueur plus faible que la hauteur du foyer, de manière à
ménager entre la paroi arrière et le bord inférieur de ladite plaque de déviation un passage de section réglable fonction de la position de ladite plaque, passage par lequel sont évacués les gaz de combustion et les fumées en régime de fonctionnement permanent, ladite plaque délimitant avec la paroi arrière du foyer un compartiment supplémentaire de récupération prolongé
vers la haut par une boîte à fumées à deux canaux longitudinaux délimitant un passage central et un volume d'évacuation des fumées, dans lequel débouche le clapet, le volume d'évacuation s'étendant horizontalement dans la partie supérieure du foyer en-dessous du volume d'éjection et en ce que la porte d accès comporte, dans les éléments de son cadre, des rampes de diffusion d'air, à ouvertures de section plus importante pour la rampe supérieure, reliées à une admission générale d'air située en partie inférieure du foyer et en ce que le conduit des fumées débouche dans le volume d'évacuation vers l'arrière de l'appareil proche de la plaque de déviation.
2. Foyer fermé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mouvements de la plaque de déviation sont assujettis aux mouvements du clapet d'évacuation directe des fumées,
3. Foyer fermé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mouvements du clapet sont autonomes au moment de l'allumage,
4. Foyer fermé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits canaux sont délimités par des lames de séparation et les parois de la partie supérieure du foyer et en ce que lesdites lames sont de longueur inférieure à celle du foyer pour créer ledit passage central en retrait par rapport à la paroi frontale qui forme l'entrée dans ledit volume d'évacuation dans lequel prend naissance le conduit de fumée.
5. Foyer fermé selon la revendication (4) caractérisé en ce que ledit volume d'évacuation est délimité par lesdites lames de séparation et les parois du foyer et en ce que les lames sont de plus faible longueur que la profondeur du foyer, de manière à
former un volume d'évacuation ouvert à sa partie frontale et en ce que, dans ce volume, débouche le clapet d'évacuation directe et prend naissance ledit conduit des fumées.
6. Foyer fermé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit des fumées traverse par son embase le volume d'éjection de l'air chaud provenant de l'espace entre le foyer et son enveloppe.
CA000442246A 1982-11-30 1983-11-30 Foyer ferme pour cheminees a feu ouvert Expired CA1257161A (fr)

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